Адаптивный цифровой декоррелятор Советский патент 1986 года по МПК H04L25/17 

Если эта разность сигналов больше допустимой заданной погрешности, то управляющий сигнал открывает ключ 5 и отсчет, поступающий из БХ 1, фиксируется в качестве опорного и перв

1

Изобретение относится к технике передачи и хранения цифровых сигналов , обладающих статистической избыточностью и может использоваться для повьпаения эффективности использования цифровьпс каналов передачи информации, а также для.сокращения требуемого объема памяти при хранении цифровых сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия при высокой степени сжатия сигнала.

На фиг, J представлена структурная электрическая схема адаптивного цифрового декоррелятора; на фиг, 2 и 3 ™ примеры реализации соответственно блока хранения отсчетов входного сигнала и блока генерирования сигналов аппроксимирующего полинома.

Адаптивный цифровой декоррелятор; содержит блок 1 хранения отсчетов входного сигнала, блок 2 хранения рекуррентных коэффициентов, блок 3 генерирования сигналов аппроксимирующего полинома, блок 4 сравнения, ключ 5 выдачи данных, а также постоянный запоминающий блок 6. Блок 1 хранения отсчетов входного сигнала (фиг. 2.) содержит демультиплексор 7, регистр 8 опорного отсчета, регист- ры (9-° )-(9-тО , счетчик 10, мульти- плексор 11, комбинационно-цифровой блок 2. Блок 3 генерирования сиг™ налов аппроксимирующего полинома (фиг. 3) .включает арифметические бйоки ( 13-1 )03-п) , каждый из которых содержит умножители (l4-l)-(iA- 3) и сумматор 15.

Адаптивный цифровой декоррелятор работает следующим образом.

В постоянном запоминающем блоке 6 записаны весовые константы, пропорциональные весам, с которыми значения отсчетов входного сигнала и значения рекуррентных коэффициентов входается на выход устройства вместе с информацией о количестве интервалов дискретизации между опорными отсчетами. Цель достигается за счет введения ПЗБ 6.3 ил,, 1 табл.

дят в выражение для аппроксимирующего полинома на текущем интервале аппроксимации, а также в выражение для рекуррентных коэффициентов следующего интервала аппроксимации. Количество весовых констант для аппроксимиру- кщего полинома определяется числом интерполируемых точек внутри интервала аппроксимации. Количество весовых констант для рекуррентных коэффициентов определяется степенью аппроксимирующего полинома (т.е. числом рекуррентных коэффициентов) . При поступлении на вход устройства очередного отсчета входного сигнала генерируются значения аппроксимирующего полинома путем умножения значений опорного отсчета предыдущего интерв;зла аппроксимации, текущего

отсчета входного сигнала и значений }рекуррентных коэффициентов на вые константы, поступающие из постоянного запоминающего блока 6. Если разность между значениями аппрокси-

мирующего полинома и отсчетами входного сигнала в промежуточных точках текущего интервала аппроксимации не превосходит допустимой заданной погрешности S , интервал аппроксимации

увеличивается на один отсчет входного сигнала и вся процедура повторяется. В противном случае значение предыду- Diero отсчета входного сигнала фиксируется в качестве опорного и переда-

ется на выход устройства вместе с информацией о количестве интервалов дискретизации входного сигнала между соседними опорными отсчетами. Затем , до прихЬда очередного отсчета входно-

го сигнала, определяются значения рекуррентных; коэффициентов для следующего интервала аппроксимации путем ум1 ожения значений соседних опорных отсчетов и значений рекуррентных ко-

эффициентов текущего интервала, по-

ступающих из постоянного запоминающе- го блока 6.

Отсчеты входного сигнала f(x.) и

f(x| + k) записываются в блок I хра- 5 сигнала хотя бы в одной из (k-1)

нения отсчетов входного сигнала, затем поступают в блок 3 генерирования сигналов аппроксимирующего полинома, куда в это же время из блока 2 хранения рекуррентных коэффициентов подаются рекуррентные коэффициенты, постоянные для текущего интервала аппроксимации, вычисленные до начала процедуры аппроксимации на текущем интервале, ,и из постоянного запоминающего блока 6 - весовые константы, на которые умножаются значения отсчетов f(х-) и f(x; + k) и значения рекуррентных коэффициентов. Ко-

личество весовых констант (k-1) рав- 20 следующего интервала аппроксимации.

йо числу отсчетов входного сигнала в промежутке между f(xj) и f{x; + k) отсчетами. С выхода блока 3 генерирования сигналов аппроксимирующего полинома снимается электрический сигнал, соответствующий значениям аппроксимирующего полинома в дискретные моменты времени в промежуточных (интерполируемых) точках интервала аппроксимации между отсчетами f(x{) и f(x; k). Получение на первом выходе блока 3 значения аппроксимирующего полинома подаются на блок 4 сравнения, на второй вход которого подаются промежуточные отсчеты вход- ного сигнала от f(x;,) до f(x ,), хранящиеся в блоке 1 хранения отсчетов входного сигнала. Если в результате сравнения разност между отсчетами аппроксимирующего полинома и отсчетами входного сигнала оказывается, что во всех (k-1) точках разность меньшей допустимой заданной погрешности, то со второго выхода блока 4 сравнения в постоянный запоминающий блок 6 подается сигнал управления выбором совокупности весовых констант для следующего шага аппроксимации - на интервале между f(x ,) и f(x.j,) отсчетами входного сигнала. Количество весовых констант станет равным k . При этом на первом выходе блока 4 сравнения управляющий сигнал отсутствует. С приходом следующего отсчета входного сигнала

f(x;) операции вычисления дискретных отсчетов аппроксимирующего полинома и сравнения их с отсчетами

входного сигнала повторяются заново для двух отсчетов f(x.-) и f(x;,,) . Если разность между аппроксикчру- ющим полиномом и отсчетами входного

промежуточных точек оказывается больше допустимой заданной погрешности, то на первом выходе блока 4 сравнения появляется управляющий сигнал, который подается на управляющий вход ключа 5 вьщачи данных. Ключ 5 выдачи данных открывается и отсчет f( поступающий из блока 1, фиксируется в качестве опорного и

передается на выход устройства вме- сте с информацией о количестве интервалов дискретизации между опорными f(x;) и f(x ) отсчетами. Отсчет f ;4k-i ) становится исходным для

Одновременно с первого выхода блока 4 сравнения подается сигнал на дополнительный вход блока 1 хранения отсчетов входного сигнала для фикси- рования конца текущего и начала

следующего интервалов аппроксимации.

До прихода очередного отсчета входного сигнала f(x;, ) вычисляются рекуррентные коэффициенты следующего интервала аппроксимации, которые будут постоянными для этого интервала. С этой целью с выхода ключа 5 выдачи данных на вход постоянного запоминающего блока 6 поступает сигнал, управляющий выбором совокупности весовых констант рекуррентных коэффициентов следующего интервала аппроксимации. Необходимые весовые константы из блока 6 поступают на вход блока 3 генерирования сигналов аппроксимирующего полинома, куда одновременно подаются значения рекуррентных коэффициентов текущего интервала аппроксимации (интервал между отсчетами f(x;) и f(.)) из бло- ,ка 2 хранения рекуррентных коэффициентов , С выхода блока 3 вычисленные рекуррентные коэффициенты подаются в

блок 2 хранения рекуррентных коэффициентов. Таким образом, блок 3 гене- рирования сигналов аппроксимирукяцего полинома используется и для вычисления значений аппроксимирующего полинома, и для вычисления рекуррентных коэффициентов.С приходом очередного отсчета входного сигнала f(x) весь описанный процесс повторяется.

Пример реализации блока I хране- ния отсчетов входного сигнала для случая использования кубического сплайна в качестве аппроксимирующего полинома приведен на фиг. 2.

Блок хранения отсчетов входного сигнала (фиг. 2) работает следующим образом.

После определения опорного отсчета f(x), поступающего на передачу, с выхода блока сравнения 4 (фиг. 1) поступает управляющий сигнал, который устанавливает в О счетчик 10 и разрешает запись в регистр 8 опорного отсчета. Отсчеты входного сигнала по мере их поступления записываются че ез демультиплексор 7 в регистры ,

О 1

2 3

k

rrl

f(x. )

IK

f(-u,)

Пример реализации блока 3 генерирования сигналов аппроксимирующего полинома изображен на фиг. 3, он состоит из совокупности однотипных арифметических блоков (1 3-1 )-(1 З-л) из которых первьш предназначен для вычисления коэффициента Ъ кубического сплайна i-ro интервала, а ос- т альиые - для вычисления значений промежуточных отсчетов аппроксимирующего полинома. Такое распараллеливание вычислений принято для повышения быстродействия декоррелятора.

Выходной сигнал каждого арифметического блока является суммой произ ведений значений отсчетов входного сигнала и рекуррентного козффициента на вегорые константы. В соответствии

9-2,..,,9-k,... соответственно. Количество регистров определяется максимальным коэффициентом сжатия по чис-

лу интервалов дискретизации на текущем интервгше аппроксимации п. Мультиплексор II обеспечивает вьщеление из множества поступающих на его входы отсчетов входного сигнала (У:- ),

f (х ) , . . .(х ) последнего f(,)-ro отсчета. Мультиплексор II используется также для перезаписи предпоследнего из них () в ре гистр 8 опорного отсчета.

Комбинационно-цифровой блок 12 синтезирован в соответствии со следующей таблицей истинности.

f(x, )

I+K

f(-i..n

5

0

5

с этим структура каждого из этих блоков представлена в виде умножителей {I4-1)«(14-3) и сумматора 15.

Предложенный адаптивный цифровой декоррелятор по сравнению с прототипом обладает значительно большим быстродействием при одинаковой эффективности сжатия обрабатываемых сигналов за счет использования постоянного запоминающего блока, в котором хранятся весовые константы для вычисления аппроксимирующего полинома, вместо выполнения большого количества арифметических операций над переменными величинами. Формула изобретения

Адаптивный цифровой декоррелятор, содержаний блок хранения гсчетов

входного сигнала, блок хранения рекуррентных коэффициентов, блок генерирования сигналов аппроксимирующего полинома, блок сравнения и ключ выдачи данных, управляющий и информаци- онный входы которого соединены с пер- вьми выходами соответственно блока сравнения и блока хранения отсчетов входного сигнала, информационный и тактовый входы которого являются ин- формационным и тактовым входами адап - тивного цифрового декоррелятора, при этом входы блока сравнения подключены к второму выходу блока хранения отсчетов входного сигнала и к перво- му выходу блока генерирования сигналов аппроксимирующего полинома, а вы ход ключа выдачи данных является выходом адаптивного цифрового декорре- лятора, отличающийся тем

что, с целью повышения быстродействия при высокой степени сжатия сигнала, в него введен постоянный запоминающий блок, входы которого соединены с выходом ключа выдачи данных и с вторым выходом блока сравнения, выход постоянного запоминакнцего блока подключен к первому входу блока генерирования сигналов аппроксимирующего полинома, вторые вход и выход которого соединены соответственно с выходом ri входсм блока хранения рекуррентных коэффициентов, причем третий вход блока генерирования сигналов аппроксимирующего полинома подключен к третьему выходу блока хранения отсчетов входного сигнала, дополнительный вход которого соединен с первым выходом блока сравнения.

Изобретение относится к технике передачи и хранения цифровых сигналов обладающих статистической избыточностью. Повьшается быстродействие при высокой степени сжатия сигнала. Устройство содержит блок хпанения (БХ) 1 отсчетов входного сигнала, БХ 2 рекур рентных коэф., блок генерирования сиг налов аппроксимирующего полинома (БГСАП) 3, блок сравнения 4, ключ выдачи данных 5 и постоянный запоминающий блок (ИЗБ) 6. В БГСАП 3 одновременно поступают отсчеты входного сигнала, записанные в БХ 1, рекуррентные коэф. из БХ 2, и из ПЗБ 6 - весовые константы, на которые умножаются значения отсчетов и значения рекуррентных коэф. В БГСАП 3 вычисляются рекуррентные ксэф., поступающие в БХ 2, и значения аппроксимирующего полинома, поступающие в блок сравнения 4. Если разность сигналов на выходе блока сравнения 4 меньше допустимой заданной погрешности, то в ПЗБ 6 подается сигнал управления выбором совокупности весовых констант для следующего шага аппроксимации. с 9 (Л KD СО 4; ;о 00. (;0

FT

11ПНвЛ

ГЛ«Й7

J ifomt

Put.2

Составитель В. Зенкин Редактор К. Волощук Техред К.Попович Корректор Г.Решетник

Заказ 2991/59 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

.)