Устройство для приема дискретных сигналов

(ю 5 О 08 С 19/2 ГОСУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ДПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 .; :, ,.2 (21)4887475/24 .:. -;:.;:, приему дискретных сообщений. Цель изо- (22) 30,11,90,:.: :. -:, .:;.:;:., -бретения - повышение быстродействия, Ус- (46) 23,08;92, Бюл, М 31.: - .: .;:.тройство содержит" гейератор 1 тактовых (71) Институт радиотехнйки и электроникиимпульсов; ключ 2, счетчик 3, блокиопера- АН СССР.; : .,:,: " .";.;: ", :,:;:, " тивной памяти 4-7,коммутаторы 8 - 10, бло- (72) Л.Е.Назаров.и ВМСмольянинов"; ":.: " ки"постояйной памяти11 - 15, (56) Авторское свидетельство СССР-формирователь 16 знака отсчетов, регистр Ь 1372344, кл, 6 08 С 19/28, 1987.; .:- 17, сумматор 18, формирователь 19 сигна, ". Авторское."свидетельство СССР,-лов коэффициентов функции Уолша, блок 20 М 1501120, кл, О 08 С 19/28; 1989.:.: "контроля четности детектор 21 максимального сигнала, блок 22 умножения, Большее"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ДИСКРЕТ-быстродействиедостигается за счет мини- :,. НЫХ СИГНАЛОВ :., .,.: . :. мизации требуемого числа вычислительных . (57).Изобрегение" относится к передачеи. " операций. 1 ил, 6 Щ ФИзобретение относится к передаче иприему дискретных сообщений,Известно устройство для приемэ дискретных сигналов, содержащее генератор,ключ,счетчики, блок оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), сумматор, блокпостоянного запоминающего устройства(ПЗУ), блокпоразрядного логического умножения, блок контроля четности, формирователь Знака, Формирователь сигналовкоэффициентов функции Уолшэ и детектормаксимального. сигнала. Данное устройствоосуществляет прием дискретйых сигналОв,сФормированных на основе двоичных (Е,п)кодов Боуза-Чоу- дхури-Хоквингемэ, где 1 -длительность дискретных сигналов, М.=2" -обьем множества сигналов,Наиболее близким по технической сущностик предлагаемому является устройстводля приеме дискретНых сигналов. Устройство позволяет расширить класс множеств ис.пользуемых сигналов на основепроизвольных двоичныхгрупповых кодов исодержит тактовый генератор, ключи, счетчики, блоки ОЗУ, сумматор, блок ПЗУ, блокпоразрядйого логического умножения, блоккойтроля четности, формирователь знака,Формирователь сигйалов коэффициентовФункции Уолша, детектор ма;,с 11 мальногосигнала.Недостатком устройств является огоаничен ность быстродействия, обусловлен-ная. недостаточной скоростью обработкисигналов при приеме, определяемая числомвычислительных операций Ятр.Целью изобретения являетсяповыше ниебыстродействия,На чертеже представлена блок-схемаустройства для приема дискретных сигналов,Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, ключ 2, счетчик 3, первый 4,третий 5, второй 6 и четвертый 7 блоки оперативной памяти, первый 8, третий 9 и второй 1 О коммутаторы, блоки 11 - 15постоянной пэмяти, формирователь 16 знака отсчетов, регистр 17, сумматор 18, Формирователь 19 сигналов коэффициентовФункции Уолша, блок 20 контроля четности,детектор 21 максимэльного сигнала, блок 22умножения, синхровход 23 устройства, установочный вход 24 устройства, управляющийвход 26 и выход 27 устройства.Устройство осуществляет прием дискретных сйгйалов, входящих в класс множествдвоичнйх дискретных мультипликативныхсигналов, задаваемых соотношениемЯе(е) = ехрО л(01Р 1(к 1 + 322(к1- "к Я, 1=1,2,М=22 Р, (1) а Ъгде 1, 12 - двоичные векторы размерностью Р, задающие номер сигнала 1 Р 1 (к),92(к) - двоичные векторы размерностью Р, определяющие адресную матрицу используемо го множеСтва сигналов,В рассматриваемый класс сигналовЯ входят частотно-модулированные группы длительностью= 2 Р,10 Яф = Ехф Л(1 к+ 2 к 12 Р 112 " 22 Р Р)где вектор к является 3-й степенью в полеФ 5 Гэлуэ ОЕ (2 Р) многочленэ к(х), сооесующего значению в двоичном представлении,Данные множества сигналов практически оптимальны по взаимно-корреляционным характеристикам, что определяет 20 перспективность их использования в системах передачи дискретных сообщений,При приеме сигналов из рассматриваемых множеств (2) сигналов обьемом Ч=2 Р идлительностью 1.=2 Р с использованием из вестного устройства требуемое число вычислительных операций. В определяетсясоотношениемРр= р 2 Р;3 ОИспользование изобретения позволяет значительно Сократить требуемое число вычислительных операций и увеличить тем самымбыстродействие устройства.35 Устройство при приеме сигналов Яе(1) работает следующим образом.Процецура приема сигналов включаетдва этапа - , последовательное определениевекторов 11 и 32 Однозначно определяющих40 принимаемый сигнал,Первый этап. На этом этапе определяется 11,Для этого на основе входной дискретной реализации У(к)=ЯЩ+й(1) формируется45 дискретная реализация Уф)=У(Ь) У(К),где п(к) - помеховая составляющая. Аргументы (кь ) выбираются так, что выполняется равенство ,где 3 - фиксированный двоичный вектор размерностью р,Сложение компонент в (3) осуществля ется в поле ОР (2), В этом случае сигнальнаясосгэвляющвя Яф ) имеет видЯ 1 фй 1) = ахр(л 6) хх ехр л(ЙК+Й 1).1756917сс сРМножитель ехр л 8 12) в зависимости рь, приема сигналов, В. блоки 4 и 5 обьемомот 2 и Х принимает для аргументов (Ь,М 1) . наслов в режиме "Запйсь" через вход 26значение "1" либо "-1", при е = 0 он незави- поступают дискретные отсчеты входной ресимо от 2 всегда равен "1", Сигналы 3 ф 1,К 1) ализации У(1), Режим "Запись" блоков 4 и 5входят в состав мультипликативной группы 5 задается сигналом с входа 25 на. вход "Зас адресной матрицей К,1, формируемй из. пись-чтение",исходной адресной матриць, К посредств: ; По окончании.заполненияблоков 4 и 5суммирования(Ь,)-хеепарстолбцов(пары отсчетами входной реализациируправляю(кь 1)-х столбцов Р 2(1) и юг(К 1) удовлетворяют . щий сигнал через"вход 23 открывает ключ 2,соотношению (3, Обьем множества сигна 10 определяя начало действия первого этапалов Яц(Ь, К) по отношению к обему моложе-обработки входной реализации ЯК),ства сигналов Я уменьшается в 2 Р раз и . Наэтомэтапеоперацию:умножениясо равен М=2 Р, ответствУющих отсчетов У(Ь) и У 01), посту. Сигнал ЯЯк Д содержит информацию пающихс выходов блоков 4 и.5, выполняет15 блок 15, Адреса считываемых ячеек блоковлишь о вектоРе 11, котоРый опРеделЯетсЯ с 4 5 а. 4 и 5 задаются с выходов блоков 13 и 14, гдезаписаны номера 1 А, задаваемых соотнопомощью анализа ункции 012 в базисеУолша-Адарама и выбора максимального . шением (3), адресные входы. блоков 13 и 14значения из. вцчислительной совокупности подключены к выходам счетчика 3, на входспектральных составляющих (ЬО) либо иэ 20 которого через ключ 2 поступаютсигналы ссовокупности абсолютных значений спект- ., выхода генератора 1. Отсчеты 71(ЬЛ;) с выральных составляющих Й О), Данная обраР. щ 0 ) Д бр хода блока 15 через коммутатор 9 поступаютботка, включающая спектральный анализна сумматор 18, на второй вход которогоО 1 функции в базисе Уолша-Адамара, лежитпоступает содержимое регистра 17. В регив основе алгоритма приема сигналов,Рвали стре 18 помещаются значения ячейки блоказованного в известных устройствах, Анали, адресданной ячейки поступаетчерез комзируемая функция 0 ц имеет длительностьмутатор 10 с выхода счетчика 3. В эту же2 Р и формируется на основе К;1 и У(КЙ 1). ячейку помещается результат сложения с .Столбцы адресной матрицы К задаютно-: выхода сумматора 18, Сигналы, задающиемера в двоичном представлении ненулевых.30 режлм "Запись-чтение блока 6 и регистракомпонент 01, соответствующих отсчетам 17, поступают с выходагенератора 1 через%1(кькД. Совокупность ненулевых компо- клоч 2. В результате в блоке 6 Формируетсянент 011 с совпадающйми номерами заме- . а "адиэируемая Функция 01., По окончанииняется одним отсчетом в виде их суммы,:.ФормиРования анализируемой функции сПри вынесении решения 1 из-за нади выхода счетчика 3 поступает сигнал на комчия в входной дискретной реализации у(ц мутатор 8, котоРый подключает выходыгруппы счетчика 3 к адресному входу блокапомеховой составляющей и 1 возможныбки поэтому на первом этапе целесроб 4 на комутатор 9 который подключает вырвано оставлять список из т решедий отно-.ходы формирователя 16 к входам сумматорасительно 11, соответствующих первым 1 . 18, и на вход формирователя 19. Осуществмаксимальным значениям спектральных соленная комм тация комм ато ами 8 и 9, обеспечивает подготовку к действию второПеред началом осуществляют подготов-:Роц дуры приема сигналов.го этапа процеду ы и иема сигналовку устройства к работе, Управляющий сиг: форирователь 19 осуществляетспектнал, поступающий на вход "Устадовка "0"ральное преобраэовайие сформированной24, обнуляет счетчик 3, Управляющи- сиганализируемой. ФУнкции О 1 в базисеУолшанал, поступающий на вход 23, устанавлива- Адамара размерностью 2 Р, Множествоет в закрытое состояние ключ 2;спектральных составляющих с выхода форНапряжение с установочного выхода счет мирователя 19 поступает на вход детекторачика 3 подается на входы выбора адреса 3,1 где принимается решение относительнокоммутаторов 8 - 10, При этом коммутатор 8 11 на основе множества спектральных сгподключает выходы группы блока 13 к ад-:ставляющихресным входам блока 4, второй коммутатор Решение относительно помещается в9 подключает выходы группы блока 15 к 55 блок 7, Режим "Запись-считывание" блока 7входам сумматора 18, коммутатор 10 - вы- задается УпРавляющимИ сигналами с выхоходы группы счетчика 5 - к адресным вхо- да формирователя 19.дам блока 6, На этом заканчивается первый этап раДанная коммутация обеспечивает под- боты устройства По его окончании управляготовку к действию первого этапа процеду- ющий сигнал с выхода формирователя 19открывает ключ 2 и обнуляет блок 6. Начинается второй этап работы устройства,Количество вычислительных операций, требуемое при реализации первогс этапа обработки, в основйом определяется спектральным преобразованием в базисе УолшаАдамара размерностью 2 Р и задается соотношением Вг=р2 Р,На втором этапе работы устройства оп-. ределяетсязначением Для этого на основе входной реализации У(1) и информации о 1, полученной на первом этапе, формируется дискретная реализация У 2:У 2 (1 с) = ехрЯтгЙРФ У (4) Сигнальная составляющая Я 2(К) = ехр 0Ж12. 4 (К входит в-состав мультипликативной группы объемом М=2 Р с адреснойматрицей М 2, состоящей из векторов-столбцов г(1), 1. =.1,2;3., Сигналы Ь 2 содерФжат информацию о г, которую можнополучить, осуществляя обработку У 2 (1),Данная обработка %2(с) подобна описанной для первого этапаи используетспектральное преобразование адреснойфункции Ц 2"на основе У 2 и Ц 2 в базисеУолша-Адамара размеоностью 2 Р, Решениеотносительно 2 принимается на основе вы, бора максимального значения из спектральньх составляющих, вычисленных на второмэтаие, ,Умножение в (4) тождественно изменениЮ знака отсчетов У(с). Отсчеты исходногосигнала У(1) считываются из блока 4, приэтом адреса считываемых ячеек задаютсявьгходамисчетчика 3 через коммутатор 8,Далее отсчеты поступает на формирователь 16, реализующий измейенгге знака У(1).На второй вход формирователя 16 с выхода:- блока 20 поступает значение логической "1"или "О". При поступлении "1" знак входногоотсчета У(Е) меняется на противоположный,при "0" - знак отсчета У(К) не меняется.Значение логических "1" и "О" определяетсяработой блока 20 для суммы двоичной последовательности, поступающей с выходаблока 22.На входы блока 2 поступают соответствующие гг (Е ) вектор-столбцы, записанные в двоичном представлении в блоке11, и двоичный вектор 1 из блока 14. Отсчеты У 2 с выхода формирователя 16 ис пользуются для формирования дискретнойанализируемой функции 92 и поступают че.рез коммутатор 9 на вход сумматора 18, навторой вход которого поступает. содержимое регистра 17. В регистр 17 помещаютсязначение ячейки блока 6, адрес данной ячейки задается из блока 12 через коммутатор 10, В блоке 12 записана адресная матрица И 2 сигналов Йф), Задание режимов "Запись-считывание" блока 6 и регистра 17 5 эквивалентно первому этапу, В результате вблоке 6 формируется анализируемая функция В 2 на основе У 2(М).Окончание Формирования анализируемой Функции Ц 2 соответствует сигналу генератора 1 с номеромна счетном входе счетчика 3. При этом свыхода счетчика 3.сигнал поступает на ключ 2, закрывая его, на входы выбора адреса коммутаторов 8-10, подготавливая устройство к новому циклу работы, и на вход формйрователя 19;, определяя начало его работы на втором этапе.Формирователь 19 осуществляет спектральное преобразование анализируемой дискретной функцйи О 2 в базисе УолшаАдамара размерно"тью 2 Р. Спектральные составляющие анализируемой фунции с выхода формирователя 19 поступают на вход детектора 21, где на основе выбора 25 максймального значения из спектральногомножества принимается решение относительно 2, Решение 2 помещается в бло 7.Результат работы устройства (значения г и 2) находится в блоке 7 и поступает на выход 30 устройства,Количество вычиСлительных операций,требуемое при реализации второго этапа обработки, также определяется спектральным преобразованием в базисе Уолша-Ада.мара размерностью 2 Р. й задаетсясоотношением й 2=р Ф 2", Общее количество требуемых операцййВ=йг+й 2=р Ф 2 РОтношение409 = - =2 РВтрЯхарактеризует повышение быстродействия предлагаемого устройства по сравнению с известным.Формула .изобретения Устройство для приема дискретных сигналов, содержащее генератор тактовых им 50 пульсов, выход которого соединен с первымвходом ключа, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого соединен с первым управляющим входом ключа, выходы группы счетчика подключены через первый блок постоянной памяти к первым входам блока умножения, выходы которого соединены с соответствующими входами блока контроля четности, выход которого подключен к входу формирователя знака отсчетов, выходы первого блока опеСоставитель 3. НизамутдиноваТехред М,Маргентал Корректор М,Шароши Редактор И.Дербак Заказ 3090 Тисом . : Подписное ВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и Открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 9 ,1756917, 10ративной памяти соединены с входамй",коммутатора, выхоДьгчоетвертосго блока по- группы формирователя знака отсчетов", вы- стоянной памяти соединены с адресными ходы сумматора подключены к ийфорсмэци-входами третьего блока оперативной памяонным входам второго блока оперативной: ти, выходы формирователя знака отсчетов памяти, выходы первой груППы. котОРого-СО подключены к входамвторой группы третьединены.с вхОдами формирОвателя сигнала его коммутатора, выходы котОрого йОдклюкозффициентов функции Уолша, выходы; чены к входам первой"группы сумматора, . группы которого подключены к входамде-входы второй группы которогосоединены с тЕКтОРа МЭКСИМаЛЬНОГО СИГНаяа, ВсЫХОД - . ВЫХОДаМИ РЕГИСТРа,"ВЫХиСДЫВТОРОЙ ГРУППЫ подключен к установочному входу второго 10 второго блока оперативной памяти подклюблока оперативной памяти и второму управ-" . чсены к входам группы регистра, выходы втоляющему входу ключа, управляющие входы рого коммутаторасоединеньг с адресными первого и третьего блоков оперативной, па- входами второго блока оперативной памямяти объединены и являются управляющимти, выходы второго блока постоянной памявходомустройства, информационные входы 15 ти соединены с входами второй группы первого блока оперативной памяти являют- второго коммутатора, выходы детектора ся информационными входами устройства, максимального сигнала подключены к вховторой блок постояннол памяти, о т л йсч а-дам группы четвертого блока оперативной Ю Щ Е Е С Я ТЕМ; ЧтО, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШсбйИЯ ПаМЯтИ, ВЫХОДЫ ПЕРВОЙ ГРУППЫ КотОРОГОСО- быстродействия, в него введены коммутато единены с входами второй группы блока ры, регистр; четвертый блок оперативной умножения, выходформирователясигналов памяти, третий, четвертый и пятый блоки коэффициентов функции Уолша соединен с постоянной памяти, выходы счетчика" под- входом четвертого блока оперативной памяключены к адресным входам второго,.треть-: ти, выход которсого .является выходом устего ичетвертогб блоков постоянной памяти, 25 ройства, выход ключа подключен к входу входам первой группы первого и второсго,:. регистра второго блока оперативной памякоммутатбров, выходы третьего блока по-ти; вьходсч тчикасоединенсуправляющиСтОЯННОй ПаМЯтИ СОЕДИНЕНЫ С ВХОДаМИ Вта- ., МИ ВХОДаМИ ПЕРВОГО, ВтОРОГОИ тРЕтЬЕГО Рай ГРУППЫПЕРВОГО КОММУтатОРа, ВЬаОДЫКОММУтатОРОВ ИСИоНнХРОВХОеДОМФОРМИРОВакоторого подключены к адреснымвходамтеля сигналов козффициентовфункцииуолпервого блока оперативной памяти, выходы . ша, информационйые входы третьего блошка котооого и выходы третьего блока Оперэтив- " оперативной памяти являются информациной:памяти соединены соответствеййо с онны ли входами устройства, третий упрзв, входами первой и второй групп пятого блока: ляющоий вход ключа является синхровхондом постоянной памяти, выходы которого пнод устройс-.ва, установочный вход счетчика яв- КЛЮЧЕНЫ К ВХОДаМ ПЕОВОй ГРУППЫ ТРЕтЬ 6 ГО ". ЛЯЕТСЯ УСтаНОВОЧНЫМ ВХОДОеМ УСтРОйетаа,