Многоканальный цифровой коррелятор Советский патент 1983 года по МПК G06F17/10 G06F17/15 

Изобретение относится к цифровым системам: пер едач и автоматической обр ботке данных и может быть использовано в частности, при разработке цифровых те леметрических систем или цифровых сист связи с использованием для синхронизаци кодов большой ДЯ1ШЫ. Известно устройство, содержащее схемы задания разрядного Kozia, триггерный регистр, разрядные схемы совпадения и несовпадения с линиями задержки, счетчи ки числа совпадений и несовпадений разрядов принимаемой кодовой комбинации с заданной ll . Данный коррелятор обладает низким быстродействием, обусловленным наличием ЛШ1ИЙ задержки, или необходимостью вьтолнятъ за один такт принимаемой кодовой комбинации несколько операций. Наиболее близким к изофетению по технической сущности 5тляется многоканальный коррелятор, содержащий в каяздо канале элемент равнозначности, счетчик и дешифратор, а также общие дешифратор кольцевой регистр сдвига, схему ИЛИ и распределитель 23Недостатком известного коррелятора является необходимость выполнения за один такт пр1шимаемой кодовой комбинации операций добавления в счетчики результатов, полученных на выходах схем равнозначности, и установки одного из счетчиков в начальное состояние. Это требует от элементов устройства повышенного быстродействия по отнсаиению к тактовой частоте принимаемого сигнала, особенно при использовании корреляторов в системах передачи данных со скоростями до нескольк их десятков и даже сотен мбит/с. Целью изобретения является повышение быстродействия коррелятора. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный цифровой коррелятор, содержащий элемент ИЛИ, выход которого является выходом коррелятора, кольцевой регистр сдвига, выходы которо го соединены с входами дешифратора начального состояния, выход которого соединен с первым входом распределителя, второй вход которого объединен с входом кольцевого регистра сдвига и является первым входом коррелятора, а также в каждом канале элемент равнозначности, канальный дешифратор и счетчик, установочный вход кото{юго объединен с управ ляющим входом дешифратора своего кана ла и соединен с соответствующим выходом распределителя, а выходы счетчика соед1шены с информационными входами канального дешифратора своего канала, первые входь элементов равноанаоюсти всех каналов объединены и являютс1я вторым входом коррелятора, а вторые входы соединены с соответствукицими выходами кольцевого регистра сдвига, в каждый канал коррелятора введены три элемента И, элемент НЕ, причем выход первого элемента Ив каждом канале соединен со счетным входом счетчика своего канала, установочный вход которого соединен с входом элемента НЕ, первыми входами второго и третьего элементов И своего канала, выходы канального дешифратора соединены с вторыми входами элементов И своего канала, выходы которых соединены с входами элементов ИЛИ, первый вход первого элемента И в каждом канале соединен с выходом элемента НЕ своего канала, а второй Bibixoft, первого элемента И в каждом канале соединен с третьим входом второго элемента И и с выходом элемента равнозначности своего канала. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит кольцевой регистр 1 сдвига с дешифратором 2 начального состояния, а в каждом канале - элемент 3 равнозначности, элемент НЕ 4, три элемента И 5-7 и счетчик 8 с канальным дешифратором 9, общие элемент ИЛИ 10 и распределитель 11, выходами подключенный через элемент НЕ 4 к первым входам пе рвых элементов И 5 и непосредственно к первым входам вторых ч третьих элементов И 6 и 7, к установочным входам счетчиков 8 и к управляющим входам канальных дешифраторов 9 всех каналов, информационные входы которых подключены соответственно к разрядным выходам счетчиков 8 своего канала, первый вход распределителя 11 подключен к выходу общего дешифратора 2, входы которого соединены соответственно с выходами кольцевого регистра 1 сдвига и с первьши входами элементов 3 равнозначности всех каналов, вторые входы которых являются первым входом коррелятора, вход кольцевого регистра 1 сдвига объединен с вторым входом распределителя 11 и является вторым выходом коррелятора, выходы элемента 3 равнозначности в каждом канале соединены с вторыми входами первого и второго элементов И 5 и 6 своего канала, вьтход первого элемента И 5 в каждом канапе подключен к входу счетт ка 8 своего канала, третий вход элемента И & и второй вход третьего элемента И 7 в каждом канале соединены соответственно с первым и вторык выходами канального дешифратора 9 своего канала, выходь второго и третьего элементов И 6 н 7 каждого канала соединены с входами элемента ИЛИ 1О, выход которого является выходом устройства. Коррелятор работает следующим образом. Перед началом работы в кольцевой регистр 1 сдвига записывается заданная кодовая послеаовательносгь. При появлени на первом входе коррелятчэра очередного кодового символа его значение с помощью элемента 3 равнозначности сравнивается со значениями всех кодовых символов заданной кодовой последовательности, поступакяцимн с кольцевого регистра 1 сдвига. При совпадении значений текущего кодового символа с каким-либо из за/аднных, а именно оба символа нули или оба символа единицы, с выхода соответствующих схем равнозначности.через открытые первые элементы И 5 на вход соответствующих счетчиков поступает импульс, прибавляющий к содержимому счетчиков 8 единицу. При этом в первый счетчик дет записан результат сравнения текущего кодового символа, назовем его первым, с первым кодовым символом заданной кодовой последовательности, во второй счетчик - рааультат сравнения первого текущего кодового символа с BTOpbiM символом заданной последователь ности, в третий счетчик - результат срав нения того же первого текущего символа с третьим задшшым и т.д. Одноврюмешсо с поступлением на вход ную шш второго текущего символа производится сдвиг на один кодовый символ заданной последовательности в кольцевом регистре 1 сдвига. Поэтому во втором такте на первый счетчик поступит резуль тат сравнения второго текущего символа с вторым заданным, который сложится с результатом сравнения первого текущего символа с первым заданным, полученным в первом такте. В третьем такте в первый счетчик добавится результат сравнения третьего текущего символа заданным и т.д. Таким образом, за П тактов ( у - длина заданной кодовой последовательнос ти) на первом счетчике 8 должен накопиться результат,. представляющий собой значение корреляционной функции для определенного момента времени. Поскольку появлениеначала искомой прследоваельности может происходить в любой фазе по отношению к расположению заданной последоватегаэности; вкольцев м«1 регистре 1 сдвига, то результат срашсения этих комбинаций, т.е. основной пик корреляционной функции, может накапливаться в любом из И счетчиков 8. При этом каждый из счетчиков 8 должен начинать накопление с момента появления на входе соответствукшего et.Ty элемен- ,, та 3 равнозначности первого кодового символа заданной последовательности. Так как первый кодовый символ вследст вне кольцевого сдвига появляется на входах элементов 3 равнозначности по- очередно, то и установка счетчиков 8 в начальное состояние должна производиться поочередно. Поочередность установки счетчиков 8 осуществляется временным распределителем 11, который запускается дещи тором 2 начального состояния кольцевого регистра сдвига, т.е. в момент, когда в первом разряде кольцевото регистра 1 сдвига находится первый кодовый символ заданной последовательности. Одновременно с устгшовкой счетчиков производится опрос дещифраторов 9. В случае, если число, накопленное в счетчике, соответствукацем опрашиваемому дещи ьратору, окажется больше или равно величины h -к, где к - порог, определяемый допустимой величиной искажения искомой последовательности, то с соответствующего дешифратора на выход устройства через общий элемент ИЛИ 1О должен поступить импульс, свидетельствующий о поступлении на вход устройства заданной кодовой последовательности и являющийся импульсом синхронизации. В момент установки счетчика в на- чальное состояние на вход счетчика с элемента 3 равнозначности через элемент И 5 может поступить импульс, который должен быть добавлен к содержимому счетчика для правильной оценки значения корреляционной функции. Это требует повышенного быстродействия от элементов устройства, так как за один такт необходимо увеличить содержимое счетчика на единицу и установить его в началь- ное состояние. Для исключения необ1х:0|ди- мости изменения содержимого счетчика при появлении отклика с элемента 3 равнозначности в каждый канал устройства введены элементы НЕ 4 и три элемен та И 5-7.

При накоплении за у -1 такт счетчиком 8 числа, рашюго И -«-1, на первом выходе дешифратора 9 образуется открыв ющий потенциал, который поступает на элемент И 6. В И -KJM такте за счет импульса с распределителя 11 элемент И 5, подключенный к распределителю через элемент НЕ 4, окажется закрыт, а элементы И 6 и 7 открыты. Поэтому если в и -ом такте с элемента 3 рав нозначности поступит импульс, то он поступит не на вход счетчика 8, а через элемент И 6 непосредственно на вход общегчэ элемента ИЛИ 1О и далее на выход устройства, свидетельствуя о превышении значения корреляционной функции установленного порога (и -к).

При накоплении счегчиком за п -1 такт . числа равного или большего п -к, на

первом выходе дешифратора 9 образуется закрывающий потенциал, а 1Ю втором открывающий, поэтому элемент И 6 оказывается закрыт, а элемент И 7 открыт. Следовательно, если за К -1 такт в счетчике накопилось число большее, чем

И -к-1, то независимо от наличия или отсутствия отклика с элемента 3 равнозначности в и -ом такте импульс с распределителя 11 пройдет через открытый элемент И 7 и далее через элемент ИЛИЮ на выход коррелятора.

v

Таким образом, добавление в каналы коррелятора по одной схеме НЕ и три схемы И позволяет избежать необходимос Производить элементам пр эдлагаемого устройства за один такт более одной операции и тем самым повысить быстродействие коррелятора в 2 раза, по сравнению с известным.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий элемент , вьвсод которого является выходом коррелятора, кольцевой регистр сдвига, выходы которого соединень с нходами дешифратора начального Состояния, выход которого соединен с первым входом распределителя, второй вход которого объединен с входом кольцевого регистра сдвига и является первым входом коррелятора, а в каждом канале элемент равнозначности, канальный дешифратор и счетчик, установочный вход которого объединен с упра&пяюшим входом дешифратора своего канала и соединен с соответствующим выходом распределителя, а вьрсоды счетчика соединены с информационным . входами канального дешиф15атора своего канала, первые входы элементов равнозначности всех каналов объединены и являются вторым входом коррелятора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами кольцевого регистра сдвига, от ли ч а ю щи и с я тем, что, с целью повъпиения быстродействия, в каждый канал коррелятора введены три элемента И, элемент НЕ, причем выход первого элемента И в каждом канале соединен со счетным входом счетчика своего канала, установочный вход которого соединен с входом элемента НЕ, первыми входами i второго и третьего элементов И своего (О канала,выходы канального деши4 тЬра соединены с вторыми входами элементов И с своего канала, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И в ка ;:дом канале соединен с ылходом элемента НЕ своегр канала, а второй выход первого элемента И в каждом канале соединен с третьим входом второго элемента И и с выходом элемента равнозначности своего канала. CD 4 01