Устройство для вычисления логарифма функционала правдоподобия

)1) М ".ЖЦ Ь.,Б.д,БРЕТ ВИДЯтеЛьСТ РСНО 21) 22) 46) зовано в оптимальных си жения (оценивания) прос временных сигналов. Уст жит аналого-цифровые пр 2, блоки 3 вычитания, р блок 6 коммутации, реги блоки 8 умножения, накап матор 9, блок 10 деления мого 11 и обратного 13 бу зования и синхронизатор точности достигается за пространственна-временно принимаемого поля и вида ющихся обобщением пбелог 1 з.п. ф-лы, 3 ил.(72 (53 (56 М 1 Мф 13 (54) РИФМА (57) лите вычи тауры допод цион ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 4469478/24-2405.08.8815.05.90. Бюл. М 18К.А.Часнык и В,А.Детистов 681,3(088.8)Авторское свидетельство СССР 05714, кл. С 06 Р 15/336, 1985, вторское свидетельс тво СССР 57977, кл. С 06 Р 15/36, 1986, УСТРОЙСТВО ДП: ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАФУНКЦИОНАЛА ПРАВДОПОДОБИЯ Изобретение относится к вычисльной технике, предназначено для сления логарифма функционала пр обия в случае гауссовского стаарного и однородного векторного 6 Р 15/36, 15/332 случаиного поля и мож быть испольстемах обнарутранственноройство содереобраз ова телиегистры 5,стр 7 сдвига,ливающий сумблоки пря- рье-преобра 14. Повышениесчет учей структпомех, являо" шума.Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено длявычисления логарифма функционала правдоподобия в случае гауссовского .стационарного и однородного векторного5случайного поля и может быть использовано в оптимальных системах обнаружения (оценивания) пространственно-временных сигналов. 10Цель изобретения - повышение точности.На фиг.1 изображена структурнаясхема устройства вычисления логарифма функционала правдоподобия; на 15фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 - структурная схема блока коммутации.Устройство содержит информационные входы 1 аналого-цифровые преобразователи 2, блоки 3 вычитания,входы 4 задания опорных сигналов, регистры 5, первый 6 и второй 6 блоки коммутации, регистр 7 сдвига,блоки 8 умножения, накапливающий сумматор 9, блок 10 деления, блок 11 прямого Фурье-преобразования, вход 12задания корреляционной матрицы наблюдаемого поля, блок 13 обратногоФурье-преобразования, синхронизатор4,.Елок коммутации (фиг 3) содержитсчетчик 15 и мультиплексоры 16,Устройство работает следующим образом.35По импульсу с пускового входа блоки 6 и 6коммутации устанавпиваются в начальное (первое) состояние.Пусть при этом на выходы блоков 6, и6 подключены последние Я-е информа 2 40ционные входы, т.е, выходы регистра5 . Кроме того по этому импульсу установится в начальное состояние накапливающий сумматор 9Предположим,что начальное состояние накапливающего сумматора 9 является нулевым.Этот же импульс с пускового входапоступает на вход запуска синхронизатора 14, который начинает генерировать пачку импульсов (фиг,2). С каждого .-го (=1,М, где М - число обрабатываемых сигналов, например, элементов дискретной антенны) элементавходной шинь. 1 на информационный входсоответствующего аналого-цифровогопреобразователя (АЦП) 2 поступает сиг55нал 11(,д). По первому импульсу спервого выхода синхронизатора 14(фиг,2,1) на выходах каждого АЦП 2 появится код Б(с ,1.) поступающего на9его информационный вход сигнала, соответствующего начальному моментуЭтот код Б(1,) появится одновременно и на первых информационных входах соответствующего блока вычитания 3., На вторые информационные входы каждого блока 3 с соответствующих -х элементов входной шины 4 подают код соответствующего (1-му элементу дискретной антенны и моменту С) опорного сигнала ш(С=ЕМ), который является либо априорно известным полезным сигналом 1 ч,(, 3) =Б(с 1, 1.,3), либо представляет собой математическое ожиданис принимаемого данным элементом дискретной антенны сигнала н, (ф 1 Л ) = : Б(е, 1) )По первому импульсу с второго выхода синхронизатора 14 (фиг,2.2) каждый блок вычитания 3,(:1.=1,М) сформирует на своих выходах код соответствующей раз ности Л = П (й , 1) -ш я(С,1, ). Этот код А одновременно появляется на соответствующих д-х информационных входах регистра 51.По первому импульсу с третьего выхода синхронизатора 14 (фиг.2,3) произойдет запись информации со всех его информационных входов в регистр 5. В результате на выходах регистра 5 и одновременно на информационных входах регистра 5 появятся соответствующие записанные коды А. Так будет продолжаться до тех пор, пока поМ-му импульсу с первого выхода синхронизатора 14 (фиг.2,1) на выходах каждого АЦП 2, появится код Б(,-), Таким образом, в каждом регистре хранения 5 будут записаны коды А .,(13 =1,М, =1,М), соответствующие разностям принятого У( .,1) и опорного ш(й".,Х., Л)., сигналов для всех М элементов дискретной антенны.По первым импульсам с пятого (фиг.2.5) и седьмого (фиг.2.7) выходов синхронизатора 14 коды А , с1 выходов блоков коммутации соответственно 6 и 6, запишутся в регистр 5 и сдвиговый регистр 7, В результате на первые входы каждого блока умножения 8; будет подаваться соответствующий код разности А , с вы 1,1 ходов регистра 5.1. На вторые входы всех блоков умножения 88 .8, будет подаваться код Ас последних 11"х выходов сдвигового регистра 7 (считаем, что сдвиг инфбр 1564646. м новый результат 50 55 мации в сдвигоном регистре происходит вправо). По первому импульсу свосьмого выхода синхронизатора 14(фиг,2.8) на выходах каждого блока умножения Я, и, соответственно, на каждом 1-м информационном входе накапливающего сумматора 9 сформируетсякад соответствующего произведенияА А Па первому импульсу с демьятого выхода синхронизатора 14(фиг, 2, 9) в накапливающем сумматоре9 произойдет суммирование поступающих на его информационные входы кодов и сложение полученного результата с начальным состоянием накапливающего сумматора 9. При условии нулевого начального состояния н накапливающем сумматоре запишется реэульмтат ХА АмПа второму импульсу с седьмого выхода генератора 15 синхроимпульсав(фиг.2.7) произойдет сдвиг информациив сдвиговом регистре 7:код А ; иэ1-х ячеек сдниганого регистра 7 перепишется в (1+1)-е ячейки сдвиговогорегистра 7. В результате на последних М-х выходах сдвигоного регистра7 появится код А,который будетподаваться на вторые информационныевходы всех блоков Я,Я 8 Соответственно на каждых 1-х (=1,М)информационных входах накапливающегосумматора 9 сформируется код соответствующего произведения А А(1 = .1,М). При этом в накапливающем сумматоре 9 запишется новый ре 1 мзультат Х с. А, А,к:о 1.-По третьему импульсу с седьмоговыхода синхронизатора 14 (фиг.2.7)произойдет сдвиг информации в Сдвиговом регистре 7: код А, , из -х(=1,М) ячеек сднигового регистра7 перепишется в (1+1)-е ячейки сднигового регистра 7, В результате на последних М-х выходах сдвигового регистра 7 и, соответственно, на вторыхвходах всех перемножителей Я 88 м появится код А м.2 и т.д.По М-му импульсу с седьмого выхода синхронизатора 14 (фиг.2,7) произойдет сдвиг информации в сцвиговомрегистре 7: кад из х-х (.=1,М)ячеек сдвигового регистра 7 перепишетсяв (.+1)-е ячейки сдвигавого регистра7. В результате на последних М-х выходах сдвигового регистра 7 и, соответственно, на вторыхфарьацио- ных входах всех блоков умножения Я, Я ,Ям появится код Л Па вы1 Мходах кажлого блока Я. (.=1,11) и,1соответственно, на каждых 1-х информационных нхадах накаливающега сум - матора 9 сформируется код соответствующего произведения А,; А, , По М-му импульсу с девятого выхода син - хранизатора 14 (фиг.2.9) н накапливающем сумматоре 9 произойдет суммирование наступающих на его информационные входы кодов и сложение полученной суммы с предьдущим результатам, полученным н предыдущих тактах суммирования, При этом в накапливающем сумматоре 9 запишется новый рем- м зультат суммирования. Е : А, А,М к:ак,1=1По первому импульсу с шестого выхода синхронизатора 14 (фиг.2.6) блок 6 подключит на свои выхогь вторые информационные входы А, (1=1,М), с ньгходан регистра 5. По (М+1)-му импульсу с сецьмого выхода синхронизатора 14 (фиг.2,7) коды А , с выходов бпока Ь, запишутся в сдвиговый регистр 7, При этом на последних М-х выходах сдвигового регистра 7 и, соответственно, на вторых информационных входах всех блоков умножения 8 ЯЯм появится кад А ,. По (М+1)- му импульсу с восьмого выхода синхронизатора 14 (фиг.2.8) на выходах каждого блока 8 . и, соответственно, на1каждых 1-х информационных входах накапливающего сумматора 9 сформируется код соответствующего произведения А . А , По (М+1)-му импульсу с дейлвятого выхода синхронизатора 14 (фиг,2.9) в накапливающем сумматоре 9 произойдет суммирование поступающих на его информационные входы кодов и сложение полученной суммы с предьдущим результатом. При этом в накапливающем сумматоре 9 запишется И Т.,Д,По (2 М)-му импульсу с седьмого выхода синхронизатора 14 (фиг.2,7) произойдет сдвиг информации и сдвигоном регистре 7: кац из 1-х ( =1, М) ячеек сдвигавого регистра 7 перепишется н (.+1) -е ячейки сдигавога регстра 7. В резуль гите н иотКц(т. (э .) С 11(5 К) тти(5 эКэт1 Е 15 ф5т. К) П(и(г 5Кэ)при К,1=1,М, 81=1 И20 ф тКорреляционная матрица поля К (с.,)И ((1=1,1 т 1, .=1,И) подается на входнуюшину 12 устройства с внешнего коррелятора. В результате на выходах блока12 получим 1 11 = --Щ 1е=о При использовании быстрого преобразования Фурье предыдущее выражение 55примет вид 15646с выходов блока 6 запишутся в регистр 5. Соответственно на первыхинформационных входах соответствующего блока умножения 8, появится код1 5А . Далее работа схемы аналогичнарассмотренной.По (И)-му импульсу с четвертоговыхода синхронизатора 14 (фиг.2.4)блок 6 подключит на свои выхоцы Н-еинформационные входы-коды А,(, с выходов регистра 5,. По И-му импульсус пятого выхода синхронизатора 14(фиг.2.5) коды А м; с выходов блокат6 запишутся в регистр 5 . Соответственно на информационных входахсоответствующего блока умножения 8.1появится код А ,;, По И(И)-му им 3пульсу с шестого выхода синхронизатора 14 (фиг.2.6) блок 6, подключит насвои выходы первые информационныевходы - коды А ,; с выходов регистра5 , По ММ(Б)+1)-му импульсу сседьмого выхода синхронизатора 14(фиг.2.7) коды А, с выходов блока 6, 25запишутся в сдвиговый регистр 7 и,соответственно,. на вторых информационных входах всех блоков умножения 8,8 ,Я,появится код АиПо (1 т(т 1)-му импульсу с седьмого30выхода синхронизатора 14 (фиг.2,7) произойдет сдвиг информации в сдвиговом регистре 7; код из 1-х (х=1, М) ячеек сдвигового регистра 7 перепишется в (+1)-е ячейки сдвигового регистра 7. В результате на последних М-х выходах сдвигового регистра 7 и, соответственно, на вторыхинформационных входах всех блоковумножения 888 м, появится код 40 А. По (МИ )-му импульсу с восьмоговыхода синхронизатора 14 (фиг.2,8)на выходах каждого блока умножения 8.-х информационных входах накапливающего сумматора 9 сформируется код соответствующего произведения А м,Ам.По (МХ )-му импульсу в накапливающем сумматоре 9 произойдет суммирование поступающих на его.информационные входы кодов и сложение полученной суммы с предыдущим результатом, полученным в предыдущих тактахсуммирования. При этом в и;:капливающем сумматоре 9 запишется оконча.тельный результат суммирования м м м м2 ., А, А, = , Е А А,1 По импульсу с дес:ятогст ныхоа синхронизатора 14 (фит.2,11 бст(т 11 прямого Фурье - преобразования сформирует на своих выходах и, соответственно, на вторых информационных входах блока деления 1 О код результата преобразования входной информации К (С1) (1=1,И, с=1,И), поступающей с входной шины 12. Здесь К (С ,1) - кор(реляционная матрица наблюдаемого поля Б (1.,), элементы которой пред 3ставляют собой второй центральный момент. В =К (Е 1) Х(п/1 т 1 1 1/М .)(о (Опри п=,И; 1=1,М. При использовании в качестве прямого Фурье-преобразования быстрого преобразование Фурье предыдущее выражение примет вид В ф = .ЕК(С,1) екр -121 п/И.1:о =с(+1;/М)1 при п=1,Я, 1=1,И, .7= ЯПо импульсу с одиннадцатого выхода синхронизатора 14 (фиг.2.11) на выходах блока деления 10 и, соответственно, на информационных входах блока 13 обратного Фурье-преобразования появится код результата деления(т( МВ = ,С;Е А А /В,таю КПо импульсу с двенадцатого выходасинхронизатора 14 (фиг.2.12) блок 13возьмет обратное преобразование отпоступающей на его информационный входинформации Л М-т 0 х (и/1 т 1,1,1/М,1),м( м-Р ( .т, ер -Л 2 и; /М+1, /М, 1564646 12Таким образом, на выходах блока 13 абратнога Фурье-преабр занания получим код результата обраба;ки я м и м 5=Е Х Х .Е 1.йс;,К)-,(К,М 1,и:о с:о ь,:, к;-н-л,-.о На этом устройство заканчивает работу. Для того, чтобы вбзабнавить работу устройства, необходимо подать новый импульс на ега пусковой вход.Необходимо отметить, чта импульсы с первого выхода синхронизатора 14 (фиг,2,1) поступают с частотой, выбранной согласна теореме Котельникова для принимаемого поля. 20 Формула изобретения 1, Устройство для вычисления ла гарифма функционала правдоподобия, содержащее аналога-цифровой преобразователь, накапливающий сумматор, регистр сдвига и блок дел .ния, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения точности, в него введейы Маналого-цифровых преобразователей (М - число обрабатываемых сигналов), М блоков вычитания, 3+1 регистров (И - число отсчетов сигнала),35 два блока коммутации, М блоков умножений, блок прямого Фурье-преобразования, блок обратного Фурье-преобразования и синхронизатор, причем информационные входы аналого-цифровых преобразователей являются информационными входами устройства, выход -го (1.=1,М) аналаго-цифрового преобразователя соединен с входом уменьшаемого д-га блока вычитания, вход вычитаемога которого является входом задания -го опорного сигнала устройства, выход 1.-га блока вычитания соединен с х-м информационным входом первого регистра, выход 1-га (1= =1,И) регистра соединен с 1-ми информационными входами первого и второго блоков коммутации, выход К-га (К=1,И) регистра подключен к информационному входу (К+1)-го регист 55 ра, 1.-й выход первого блока коммутации подключен к 1.-му информационному входу регистра сдвига, М-й выход катопого соединен с первыми информационными входами блоков умножения, -и 1 выход второго блока коммутации соединен с 1.-м информационным входом (И+1)- го регистра, -й выход которого подключен. к второму информационному входу 1.-го блока умножения, выход 1-га блока умножения соединен с д-м информационным входам накапливающего сумматора, выход которого подключен к входу делимога блока деления, вход делителя которого подключен к выходу блока прямого Фурье-преобразования, инФорМационный вход которага является входом задания корреляционной матрицы наблюдаемого поля, выход блока деления подключен к информационному входу блока обратного Фурье-преобразования, выход которого является выходом устройства, вход запуска устройства соединен с входом запуска синхронизатора и установочными входами первого и второго блоков коммутации и накапливающего сумматора, первый выход синхронизатора подключен к тактовым входам аналого-циФровых преобразователей, второй выход синхронизатора подключен к тактовым входам блоков вычитания, третий выход синхронизатора соединен с тактовыми входами первых Ы регистров, четвертый выход синхронизатора пацключен к тактовому входу второго блока коммутации, пятый выход синхронизатора подключен к тактовому входу (И+1)-го регистра, шестой выход синхронизатора подключен к тактовому входу первого блока коммутации, седьмой выход - к тактовому входу регистра сдвига, восьмой выход - к тактовым входам блоков умножения, девятый выход - к тактовому входу накапливающего сумматора, десятый выход - к тактовому входу блока прямого Фурье-преобразования, одиннадцатый выход - к тактовому входу блока деления, двенадцатый выход синхронизатора подключен к тактовому входу блока обратного Фурье-преобразования.2. Устроиство по п.1, а т л и - ,ч а ю щ е е с я тем, чта блок коммутации содержит счетчик и М мультиплексоров, разрядные выходы счетчика соединены соответственна с адресными входами мультиплексоров, 1.-й разряд (д=1,М) 1-га (1=1,И) инфармационнога входа блока подключен к 1-му информационному входу д-га мультиплексора,-м выходом блока, тактовьп вход блока соединен со счетным входом счетчика и с входами, разрешения мультиплексоров, вход сброса счетчика являетсяустановочным входом блока.оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгоро Гагарина,101 Заказ 1161 Тираж 570 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5