Устройство для ортогонального преобразования сигналов

ч, у1653756 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соевтских Социалистических Республикб 1) Дополнительное к авт, свин.ву22) Заявлено 04.10.76 (21) 2410519/18-09 м. к.ГН 043 11 исоедииением заявкиГа арственнвй хюмнтетСССРелам нзабретеннйи открьтнй 3) П риори те Опубликовано 25,03.79.Ьюллетеиь1 3) УДК 621.39Л,ата ои кования описания 28,03,79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРТОГОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯСИГНАЛОВ ствам оль оединенных элемента тора, другой вход и ляются первым входом выходного формироваторым входом и вторым оследовательн рацииих паи и сумма оторого яв м выходом адер ыход пер еля кало во.изоб ния - упрощение щения числа эл устрой- чентов тем, со Изобретение относится к устрой обработки информации и может исп зоваться для обнаружения и фильт сигналов, а также для измерения рам етров.Известно устройство для ортогонального преобразования сигналов, содержа.щее Л 1 выходных формирователей сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных элемента задержки и сумматора, другой вход и выход которого являются первым входом и первым выходом выходного формирователя сигналов, вторым входом и вторым выходом которого являются соответствен но вход и выход элемента задержки 111Однако большое число элементов задержки и сумматоров усложняют такое устройстЦель рете задержки и сумматоров. Для этого в устройство для ортого нального преобразования сигналов, сопжащее Й выходпых формирователей с капов, каждый из которых состоит из выходом которого являются соответственно вход и выход элемента задержки,введен блок предварительного суммирования, к каждому из Я входов которогоподключен второй выход соответствующего выходного формирователя сигналов,а выходные формирователи сигналовобьединены в группы по четыре выходных формирователя сигналов в каждой,при этом в каждой из групп выходныхформирователей сигналов первые входывыходных формирователей сигналов сое-.динены с соответствующим выходом блока предварительного суммирования, первые выходы первого и второго выходныхформирователей сигналов подключенык вторым входам соответственно перво1 1 11 1-1 1 - 1 1 1-1-1 1-1-1 1 8,8 4,4 ф 12,2 1-1-1 1-1 1 1-1 го и второго выходных формирователей сигналов, а первые выходы третьего и четвертого выходных формирователей сигналов подключены к вторым входам соответственно четвертого и третьего . выходных формирователей сигналов, причем первые выходы выходных формирователей сигналов являются выходами, а ( М + 1)-й вход блока предварительного суммирования - входом устройства, где К= 2", И=2, 3, 4.На фиг. 1 и 2 даны структурные электрические схемы соответственно выходного формирователя сигналов и устройства для ортогонального преобразования сигналов при.8=8; на фиг, 3- структурная электрическая схема блока предварительного суммирования при .8=8.Для случая К=8 предлагаемое устройство содержит восемь выходных формирователей сигналов, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных элемента задержки 1 и сумматора 2, другой вход и выход которого являются первым входом 3 и первым выходом 4 выходного формирователя сигналов, вторым входом 5 и вторым выходом 6 которого являются соответственно вход и выход элемента задержки 1. Кроме того, предлагаемое устройство содержит ,блок 7 предварительного суммирования, к каждому из восьми входов которогоподключен второй выход 6 соответствующего выходного формирователя сигналов,а выходные формирователи сигналов, объеОбозначим компоненты вектора Ччерез О, где =1.й При умножении вектора%, на матрицу Ю, , т. е. прн выполненйи К ортогональйых преобразований образуется вектор выходных данных, состоящйй иэ компонент где 1=1,1 , причем каждая из компо- Ф динены в группы по четыре выходныхформирователя 8-11 сш налов в каждой,При этом в каждой иэ групп выходныхформирователей 8-11 сигналов первые 5 входы 3 выходных формирователей 8-11сигналов соединены с соответствующимвыходом блока 7 предварительного суммирования, первые выходы 4 первого и второго выходных формирователей 8 и 9 1 О сигналов подключены к вторым входам 5соответственно первого и второго выходных формирователей 8 и 9 сигналов, апервые выходы 4 третьег и четвертоговыходных формирователей 10 и 11 сиг налов подключены к вторым входам 5соответственно четвертого и третьего ,выходных формирователей 11 и 10 сигналов, .Причем первые выходы 4 выходных формирователей 8-11 сигналов яв О ляются выходами 12, а девятый входблока 7 предварительного суммированиявходом 1 3 устройства. Работа предлагаемого устройства поясняется с помощью алгоритма его функционирования, Выполнение ортогонального преобразования, соответствующего 1- й строке матрицы Уолша-Адамара, заключается в умножении вектора входных данных М размерности И на матрицу .,коэффициентов Уолша-АдамараЖйраз 1 мерности Й "Й Матрица% образуется путем кронекеровского умножения матриГ 4 11цы 2 2 11 л на матрицу Щ(й 2) (й 2)Например: кент 3 является результатом одного ортогонального преобразования.Сигналы, поступая, последовательноодин за другим, образуют компонентывектора входных данных Ч. Обозначимпериод поступления сигналов д 1 Пустьв какой-нибудь момент временивыполОо 4( о) 4 6( о 7(На выходе сумматора 18 образуетсясигнал в соответствии с уравнением5 1 2а на выходе сумматора 19 - сигнал всоответствии с уравнением, 30Х:Е - Е,На выходе сумматора 20 образуетсясигнал в соответствии с уравнением15.8 5 ба на выходе сумматора 21 - сигнал в соответствии с уравнениемО. -ос =- -зПри поступлении на девятый вход блока 7 предварительного суммирования, являющийся входом 13 устройства, очередного сигнала, соответствующего О 1 ЯО+й),на выходах сумматоров 22 и 23 образу 25 ются сигналы в соответствии с уравнениями=О -2 О (6 ) т 1(о+д)8 8 4 оВычисленные значения 2 и 28 с выхо 7дов сумматоров 22 и 23, являющихся выходами блока 7 предваритеаьного суммирования, поступают на первые входы 335 выходных формирователей 8-11 сй налов соответствующих групп, в которых осуществляется окончательное вычисление компонент преобразованного вектора ,Ио+д ), +д): Ъ,С+д согласно формулам (4). Вычисленные значения, поступают на выходы 12 устройства для ортогонального преобразования сигналов в качестве результата восьми 45 одновременно выполненных ортогональных преобразований последовательности принятых сигналов, и кроме этого, запоминаются на период следования входных , сигналов в элементах задержки 1 выходных формирователей 8-11 сигналов. Далее описанный цикл вычислений повторяется,В предлагаемом устройстве для ортогонального преобразования сигналов требуется только Й элементов задержки, в то время как в известном устройстве их требуется ЙВОЙ. Кроме того, блок предварительного суммирования реализуется с помощью двухвходовых сумматоров так, что общее число двухвходовых сумматоров в устройстве равно 1,25 Й + + - ,0 Ч,в то время как в известном устройстве число двухвходовых сумматоров равно МОЯд.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить число используемых элементов задержки и сумматоров,Формула изобретенияУстройство для ортогонального преобразования сигналов, содержащее Я выходных формирователей сигналов, каждыйиз которых состоит из последовательносоединенных элемента задержки и сумматора, другой вход и выход которого являются первым входом и первым выходомвыходного формирователя сигналов, вторымвходом. и вторым выходом которого являются соответственно вход и выход элемента задержки, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью упрощения устройства путем сокращения числа элементовзадержки и сумматоров введен блокпредварительного суммирования, к каждо- .му из Й входов которого подключен второй выход соответствующего выходногоформирователя сигналов, а выходные формирователи сигналов объединены в группы по четыре выходных формирователясигналов в каждой, при этом в каждойиз групп выходных формирователей сигналов первые входы выходных формирователей сигналов соединены с соответствующим выходом блока предварительного суммирования, первые выходы первого и второго выходных формирователейсигналов подключены к вторым входамсоответственно первого и второго выходных формирователей сигналов, а первыевыходы третьего и четвертого выходныхформирователей сигналов подключены квторым входам соответственно четвертого и третьего выходных формирователейсигналов, причем первые выходы выходных формирователей сигналов являютсявыходами, а ( Й+ 1)-й ахьд блокапредварительного суммйрования - входомустройства, где И=2, И=2, 3, 4,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент США % 3792355,кл. 325-4, 1974.екм Подписное 4/ лиан ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1312/43 ЦНИИПИ Госуда по делам изо 113035, Москва, ЖТираж 774 о комитета С и открытий ская набд твенногетений5, Раув