WWV数字接收机同步和检测
这个例子展示了一个实现的数字接收机的同步时间码信息广播电台WWV和解码显示时间信息。例子使用仿真软件®,DSP系统工具箱™和S万博1manbetxtateflow与MATLAB®®产品功能块实现一个简单的非相干数字接收机。s manbetx 845
WWV是什么?
WWV是美国政府的呼号广播电台由国家标准与技术研究所的柯林斯堡,科罗拉多。WWV传输频率参考标准和时间码信息。传播时间代码引用到铯钟的定时精度10微秒,频率精度1 1000亿年部分。时间代码传输使用100 hz的音频信号与脉冲宽度调制使用IRIG-B时间码格式。
你可以找到更多的信息在WWV广播电台WWV。
介绍了同步
同步通信应用程序中的一个常见问题。这个例子向您展示了实现一个解决这个问题的一种方法在仿真软件。万博1manbetx考虑以下简单的模型:
缓冲块样品保持有效的内部循环缓冲缓冲的输入样本。它使用一个模式,一个有效的输出帧计算只有当它收到一个布尔“真实”在En_Out输入端口。帧同步逻辑子系统输出一个布尔“真正的”当一个合适的框架,如预期的接收者,缓冲。相同的布尔信号接收机子系统还可以作为触发,哪些流程有效的框架。由于这种安排,缓冲的输出部分样本块和接收机子系统运行在需要时。这种安排在两个地方使用在这个例子中,一旦符号同步和解调,然后再次为帧同步和解码。
探索的例子
示例模型包含以下部分,这部分中描述如下:
发射机——生成和传送BCD时间代码
随机信道延迟-增加随机延迟传输信号
模型——通过引用dspwwv_receiver模型模型参考块。这个模型包括:
接收机——解调接收到的时间码同步和锁的接收信号,检测到BCD符号
译码器——解码BCD符号
显示——显示相应的时间和日期信息
请注意,dspwwv不支持代码生成,但万博1manbetxdspwwv_receiver所做的事。
发射机
这个子系统生成的二进制编码的十进制(BCD)时间码在一个100 hz的基调。采样率(Ts)所使用的仿真软件模型是8000样本/秒。万博1manbetx播出的时间代码WWV UTC(协调世界时)信息提供连续的速度每秒1位。它需要60位或一分钟,把整个时间代码。各种在每次代码传达以下信息:
24小时时间(UTC)
不一致时间校正每
一年
每年的一天
日光节约时间指标
闰秒调整
指的是“WWV时间码位”和“WWV时间代码格式的部分在NIST的网站的更多信息代码的时间。取决于您选择“经常”或“指定”的显示时间面具发射机的参数子系统,子系统生成相应的60 BCD时间代码符号。每个符号代表使用脉冲宽度调制(PWM)的一个100 hz的语气和发射机的输出子系统。下列可能的符号之一每秒钟传输:
小姐——没有发送脉冲在每一帧的开始,来表示的开始一个新的框架
0 - 170 -脉冲女士表示0
——470 -脉冲女士表示1位
标记- 770 - ms脉冲同步发送每10秒
传播符号映射到以下的整数值仿真软件模型:万博1manbetx
0 -小姐
1 - 0
2 - 1
3 -标记
这语气是相同的传播基调WWV副载波传输。
随机信道延迟
这个子系统增加随机延迟传输信号。接收机部分同步传播符号和解码适当的时间代码,即使在未知的存在延迟。
模型-dspwwv_receiver引用模型
双击打开模型块dspwwv_receiver模型。这对正确解调模式的所有组件,同步,检测信号传播。它由以下三个子系统组成:
R1 -接收机
双击接收机子系统以查看其组件子系统:
1)降频转换器和Downsample接受作为输入脉冲宽度调制信号。子系统解调接收信号进行包络检波,然后执行低通滤波和downsamples 80。因此,有100个样本中的每个传播符号解调信号(dm)。这个子系统的输出是一个可变长度的平方脉冲序列。
2)AGC(自动增益控制)估计的振幅dm信号,后来用于阈值dm信号。
3)符号定时恢复和解调的缓冲区用于实现符号同步和缓冲的符号解调。它包含以下子系统:
3.1)前缘探测器需要在解调信号dm数字转换成一个布尔信号。的检测输出信号是“真实”的价值dm信号大于AGC的价值,否则它是“假”。该子系统还输出逻辑信号边缘包含的边缘dm信号。
3.2)符号同步实现符号同步和创建一个时钟信号同步WWV信号。注意,帧同步完成以后,在译码器部分。利用Stateflow同步时序逻辑功能。这个Stateflow图由三部分组成:
SymbolSync——这个图表是进一步分为同步和锁状态图表
时钟同步
集成
下面所示符号定时恢复和解调的缓冲区子系统和符号同步状态图。
3.2.1)SymbolSync执行符号同步。图表需要作为输入上升的边缘(边缘)的dm信号,相距大约100个样本。
这张图的内部参数有:
N1——实际的两条边之间的样本数量
n1两个边缘之间——估计样本的数量(100年初始值)
Nwin- n1后窗口中找到另一个边缘样品(默认值11样品)
Nhalfwin窗口长度的一半(6)默认值
同步状态——开始同步,这张图看起来前沿,紧随其后的是一段时间的沉默(没有边缘)大约100个样本,然后寻找另一个上升的边缘为中心的窗口。如果图成功地这样做,该系统同步和假定的其余部分是有效的符号象征。否则,等待这样的图表模式再次发生,一直等待直到成功:
“同步”状态表等待一条边,然后寻求至少沉默(没有其他优势)海底= 'n1 - Nhalfwin + 1的样本。
如果这个图表没有看到沉默的时间(海底样品),发现另一个优势,它将新的参考边缘和边缘再次寻求沉默。
这个图表重复步骤1和2在寻求下一个沉默直到成功海底基准边后样品。
一旦沉默海底样品检测,这个图表计算有多少样本(问后)海底样品发现另一个优势。如果下一个边缘内被发现Nwin窗口,它过渡到“锁定”状态开始接受随后的符号。如果没有找到下一个边缘Nwin窗口样本,它丢弃基准边,又开始寻找基准边1 - 3中描述的步骤。
锁状态,一旦同步,这个图表查找下一个符号在一个窗口集中在大约每100个样本,只要它发现符号同步。如果表没有找到任何符号连续两次(约200个样本),然后不再同步,并试图建立同步又如上所述:
一旦进入“锁定”状态转换,这个图表假设边缘现在应该定期(大约每n1样本)。
更新的图表N1来N1 + Nhalfwin-cnt,而忽略了下海底=N1-Nhalfwin + 1样品,然后寻找下一个窗口的边缘Nwin样品之后。
跟踪样品的数量在窗口(问)后发现下一个边缘。如果它发现了一个在窗口边,再更新N1正如上面提到的。
基于新问值,计算出新的海底并开始寻找新的边缘如上所述。
图表允许没有发现一条边Nwin窗口一旦占小姐的象征,但如果连续两次被锁的状态,又开始符号同步过渡到同步状态。
3.2.2)时钟同步生成一个时钟信号的新前沿dm信号接收。这样的时钟同步发生的新优势,而不是仿真软件时钟运行定期在一个固定利率。万博1manbetx
3.2.3)集成生成一个模板与17-sample宽度来表示一个零阶跃函数符号时,发现一条边,这是,每当一个时钟生成。使用这个信号自动增益控制子系统。
3.3)象征缓冲区为下游解调缓冲区样本对应一个符号时收到一个时钟信号在3.2.2(计算)。
4)符号解调和帧缓冲区每次触发它收到一个非零的时钟信号。它使用矢量量化块执行符号解调通过比较输入“符号”缓冲四种可能的候选人象征(小姐,零,一个和标记)。它与最佳匹配输出符号。延迟线块用于缓冲60连续符号来创建“WWV帧缓冲区。前面的帧同步逻辑子系统延迟线块看起来连续发生的标志和象征,小姐,因为这种模式表明一个新的WWV帧的开始。延迟线块输出有效的缓冲在发现只有当这种模式。随后IRIG-B解码器也引发了在那一瞬间。
R2 - IRIG-B帧解码器
IRIG-B帧解码器触发子系统由一个MATLAB函数块用于解码IRIG-B格式符号框架成单个元素的代码。这个子系统只有当一个有效触发WWV帧接收。
显示
上显示的传播符号解码符号范围和时间码解码信息显示在“时间码”和“WWV时间码”窗口显示。“WWV时间码”窗口上的盒子代表发光二极管点亮,当相应的信号是正确的。相对应的LED日光节约时间分为两部分,第一部分是“日光节约指标1”,第二部分是“日光节约指标2。的时钟漂移情节表明样品的数量上升的边缘连续符号(symbolClk)收到。这个阴谋在95和105样品各不相同。
使用dspwwv示例模型
模拟模型。您将看到时钟漂移,相应的BCD时间码符号和当前时间显示(如下所示的顺序)。
当显示时间模型参数设置为“当前”,继续显示当前时间,每分钟更新一次。你可以改变显示时间传输子系统的参数定义和指定任何时候你想要显示。
