Устройство для генерирования опорных сигналов корреляционного декодера Советский патент 1988 года по МПК H03M13/51 

4 ij;:

СО

--1

со

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может бЬтть использовано в системах передачи цифровой информации.

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 блок-схема блока.вычисления индексов; на фиг, 3-5 примеры выполнения Соответственно блока определения достоверных символов3 блока оперативной памяти и узла определения индексов и знаков функций Уолша на фиг. 6 - сигналы поясняюшг1е работу устройства,

Устройство для генерирования опорных сигналов корреляционного декодера содержит ге;нератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, блок 3 определения достовер.нык-символов, блок 4 оперативной памяти, блок 5 вычисления индексов 3 генератор 6 функций Уолша и блок / памяти коэффициентов кода. На фиг„ 1 обозначены вход 8 и выходы 9,

Блок 5 вьгч сления ирщексов (фиг. 2) содерлшт узел 10 вычисления весов узел 11 упорядочения по весам.и узел 12 определения: индексов и знаков функций Уолша,

Блок 3 опрб -деления достоверных сигналов может быть выполнен (фиг.З) на регистрах, компараторе, счетчике, дешифраторе и ключах.

Блок 4 оперативной памяти реализуется , например,(фиг„ 4) на кольцевых регистрах и элементах И.

Узел 12 определения индексов и знаков функций Уолша может быть вы-- полнен (фиг, 5) на регистрах, сч€;т- чиках, элем ентах сравнейия, триггера вычислителя, ;)лементах И, ИЛИ и ,НЕ и кодере (регистр сдвига с весовьми обратными связями через сумматоры по модулю два)„

Узел 11 упорядочения по весам реализуется аналогично блоку 3.

Узел 10 вычисления весов - сумматор числа единиц.

Для понимания технической сущности устройства отметим некоторые свойства линейного систематического кода.

Линейньш систематический (n,k) - код может бытъ задан через систему линейных уравнений для проверочных символов :

(1)

где k - количество информационных

символов; х- - информационные символы кодового вектора х, ,k; - коэффициенты уравнений (1)

а ,-j 1 или 0.

Знак 1; обозначает суммирование по модулю два.

Набор коэффициентов может быть задан матрицей G(n-kxk)

а 1 , , .а

tk

(2)

t1.k

0 5

0

5

0

5

0

Пусть i, i,.,,, номера позиций достоверных символов, где О i J п, j ТТм.

В качестве достоверных символов берутся символы принятого сигнала максимальной амплитуды.

В линейном систематическом коде кодовые слова с М достоверно принятыми символами на позициях i.,,i,j,..., i могут быть упорядочены и представлены в виде матрицы S(), где с k определяет размер ансамбля кодовых слов, строками являются кодовые слова с М определенными достоверными символами, а столбцами - Функции Уолша порядка 2° с индексами и знаками, которые могут быть определены из расположения достоверных символов и уравнений (1).

Очевидно, что определение индексов и знаков функций Уолша в столбцах матрицы 3, однозначно определяет ансамбль опорных сигналов. Столбцы этой матрицы S(, соответствующие положению достоверных символов, являются функциями Уолша с нулевыми индексами и со знаками соответствующих достоверных символов.

Функции Уолша + B столбцах проверочных символов (,n-k) являются линейными комбинациями функций Уолша в столбцах информационных символов, как следует из (1), а при замене О - 1, 1 - -1 знак суммирования в формуле (1) заменяется на произведение, тогда

п wj - ,

,v -, J

(3)

-1

индексов h. функвид

,, а,-у hj., i 1 ,n-fc j

1443179

4( sign Wj,.signx-, , j 1,m,

значения индексов в

где h,

Х4-1 1

бинарном представлении} S - суммирование по mod 2. Для позиции i,, 1,...,1„, соответствующих достоверным символам, можно записать

Ь;, о

h. О,

Ч

h. Ж.а;..Ь. 0;ij k,,M (415

h; Ж-а; ;hj 0. - 1-1 «

Так как число достоверных символов М определяется из условия k-cS 20 М й- n-d-i-l-c, то в системе, (4) может быть вьделело k-c независимых уравнений, разрешаемых относительно bf (i 1,k-c) индексов функций Уолша в

25

столоцах информационных символов по„iрядка 2 -и аналогично их знаков.

Соответственно могут быть определены функции Уолша в столбцах информационных символов порядка 2 и аналогично их знаков и соответственно могут быть определены функции Уолша в столбцах проверочньпс символов по формуле (4), где с определяет размер 2 ансамбля опорных сигналов d-1 ir с k,

С индексов h;,., г- 1,с среди k

.-,0

неизвестных задаются как 2 ,...,2 , т.е. . Решение выбранных k-c уравнений осуществляется по схеме Горнера. Одновременно с вычислением индексов функций Уолша в k информационных столбцах матрицы определяются их знаки по следуюш;ему правилу.

1) Поставим в соответствии знаку функцию sign:

sign X .

;1 , если X j : О, О, если X j 70.

) Знаки W длл h j 2, г

1,с положительны,

3) Знаки Wh,., i 1,k-c, hg. индекс функции Уолша в 1 -ом столбце, относительно которых разрешаются уравнения (4), определяются как

fe signW, signxf. ©Т а.. signW...

J: 1 ) J

где i , j 1 ,in определяют позиции достоверных символов среди информационных символов.

Устройство для генерирования опорных сигналов коррелягдюнного декодера работает следующим образом.

Дискретный входной сигнал, представляющий собой последовательность отрицательных и положительных значений, поступает с входа 8 на регистр 2, где записываются его амплитудные значения и знаки Ug, (U, Uj ,,, , , UJ (фиг. За),

Записанные значения амплитуд анализируются в блоке 3 определения достоверньтх символов, где определяются положения и знаки М символов с максимальными аьтлитудами, Выходное значение сигнала блока 3 представляет собой бинарную последовательность U8Mx, (Uj,,, . . ,03), где каждое из- значений

Uj. (из, , и.;) - двухразрядное и

,если U; - достоверный сим30

31

вол

О,если U- - недостоверный символ,

I,-

1,если U; - достоверньй символ со знаком минус;

О, в других случаях (фиг.бб).

В блоке 7 памяти коэффициентов кода хранятся записанные n-k k-раз- рядных бинарных последовательностей, соответствующих наборам коэффициентов уравнений кода, т.е.

45

UT

а , , а ,2 ,., а ,j. 1

h-t-i

, . . ,а

h-kV /

где а - принимает значения О или 1 (фиг. 6в).

В блок 4 оперативной памяти переписывается М-т бинарных последовательностей коэффициентов длины k из блока 7. При этом число m определяет количество достоверных символов среди k информационных, а М-ш - среди проверочных символов, причем m определяется числом единиц в первом

кольцевом регистре на выходе блока 3 определения .достоверных символов, а М-m - числом единиц во втором кольцевом регистре блока 3.

Пусть и,, и,...,и - значения достоверных символов в принятой последовательности из п символов, при этом г,, i,.,,,,irn номера позиций достоверных символов среди k информационных, т.к, i, ik, i,, ,...,1.4,- номера позиций достоверных символов среди проверочных символов.

Значения сигнала в блоке 4 пред- ставляют собо:й М-т (k+1)-разрядных бинарных СИГН.ЗЛОВ

«4 и .|) J ЫЬ,

1 TTkTT

у которого k разрядов соответствуют значениям сигналов из блока 7 по следующему правилу

иДч.)) J ,M-m(u;(i,p ,.. .U4 (Ч,р ,

,.)) j

Га„ ,если . , .(i..)

( О, если 1 е i , i 2

1 1 jk, 1.: k,

а значение (k+1)-ro разряда определяется как

т,„.;

2

1,если УЗ 1

1 ГП- i

О5если и. 0 (фиг.бг).

j

В блок 5 вычисления индексов поочередно поступают сигналы с вькода блока 4 и над ними последовательно осуществляются следующие операции: вычисление весов в узле 10

k

и 1и; (inn.,-); j 1,M-m; { t

упорядочение сигналов в порядок возрастания соответствующих им весов в узле 1 1, поэлементный анализ калсдого из сигналов (im4j) для определения индексов и знаков функций Уолша., осуществляемый 3 узле 12 след ующим образом.

1, Первьй анализируемый сигнгш записывается в п-разрядный регистр в

10

15

U.(,n) в п-разрядньм регистр d записывается нулевой сигнал, N но- мер анализируемого сигнала (1 1,п), N 1,М-га, i - текущее значение номера отсчета сигнала (сигнал с выхода счетчика на максимальное число k).

- i/цмн t

Значения индексов h; в виде бинарного сигнала U,. записывается в i-ш ячейку регистра С в С разрядов,

h ,-..„. Ж и

мин ,

(Ь,и,

i i i

мин 1

Значения индекса Ь;,,записываются в ячейку i регистра G в С разрядов.

всех i k, для Ujt;/ , и с(. 1 и h; , где j

ide 1 i

-MMHI

мин-г вычисляется

и,.и,/.

МчН 2

40

45

Поставляют в соответствие знаку функцию sign

signx,-

и. ;

:1,если X - О О,если X . 7 О

10,если Х;.0 1 ,еСЛИ Xi:7,0.

Знаки Wh; для h ; , определенные для i 7 (,1, . .. ,M-m, положительны, т.е. ...,M-m.

signW, О для

Знаки W.

.ti,

определяются как

W

h-

MWW N14

®

ж. п..

NlMUH

где sighx - знак достоверного символа, соответствующего бинарному вектору UUB .

Знаки записываются в виде бинарного сигнала со значением О или 1 в (С+1)-й разряд G в соответствующую ячейку.

Вычисление индексов в провероч- -(5 У(0 11000001001110).

ных столбцах матрицы i k+1,п-по правилу, задаваемому кодом в кодере. Вычисленные значения записываютюя в регистр N.

На выходе блока 5 вычисления ин- дексов получают последовательность длины п (С+1)-разрядных бинарных сигналов, каждое значение сигналов соответствует:

При этом i , 1, 1 10, i 3 14, га 1, N М-га 2. :

rta фиг. 6а показан сигнал, записанный в регистре 2, соответствующи 20 входному сигналу.

Ла фиг. 66 показано состояние ре гистров блока 3 определения достове ных символов. На фиг. 6в показано с держимое блока 7 памяти коэффициенс разрядов - запись индекса функ- 25 тов, которое соответствует матрице G. ции Уолша в бинарном представлении, На фиг. 6г показано содержимое

()-й разряд - знак функции Уолша.

На фиг. 6д показано содержимое узла 11 упорядочения после вычисления

деленными знаками осуществляется генератором 6 функций Уолща.

Эпюры приводятся дли линейного циклического кода (15,7), задаваемого порождающим полиномом

g(x)x +x +x + 1, ,, или матрицей G(8x7)

G

Пусть количество достоверно принимаемых символов М k-c М n-d+1-c

Задают с 4, , М 15-5+1-4 7. Без учета вида кода М определя ют количество уравнений, среди которых k-c будет независимым, что соответствует числу достоверных символов.

4431798

равному 7, В рассматриваемом примере для фopм rpoвaния ансамбля опорных сигналов размером 2 16 достаточно трех достоверных символов, так как любые три уравнения системы (4), коэффициенты а; которой задаются матрицей G, независимы. Тогда L 2 16 - размер ансамбля опорных сиг- 10 налов, что соответствует матрице S размера 16 X 15. Для примера передаваемый сигнал х ( 1 1 1 1 1-121 -1-1-2), который соответствует передаваемому кодовому слову

При этом i , 1, 1 10, i 3 14, га 1, N М-га 2. :

rta фиг. 6а показан сигнал, записанный в регистре 2, соответствующий 20 входному сигналу.

Ла фиг. 66 показано состояние регистров блока 3 определения достоверных символов. На фиг. 6в показано содержимое блока 7 памяти коэффициенi-й ячейки блока 4.

На фиг. 6д показано содержимое узла 11 упорядочения после вычисления

30 весов в узле 10 блока 5 и упорядочения по весам в.узле 11.,

На фиг. 6д показано изменение состояний входного регистра узла 12 блока 5 вычисления индексов, которые соответствуют i-м тактовым им пульсам с выхода генератора 1, показанные на фиг. бе. Матрица S ансамбля опорных сигналов имеет вид (при соответствии 1-0,1-1).

Ап Строки матрицы S, являются опорны4U ми сигналами, т.е. вькодом генератора.

Таким образом, за счет определения функций Уолша по кодовым словам с достоверными символами, повышается

45

50

c

.

55

быстродействие устройства, . Формула изобретения

8

Q

5

20

25

9

ния индексов, выход которого подключен к адресному входу генератора Функций Уолша, выходы которого являются выходами устройства,

10 11 12 13 14

15

7ц /W

Л

К(

Разреш. Зйписа

.Ф

-ЭтСЮ-т

jSL

/fg/y/z.

Фые.г

.4

Л 7/ГЙ /7 /77// V C/7/ZI

OmJ .Z31 IfT/

ifn1

laoooooooigoo оoooooooooooa

) г 3 4 5 « 7 8 9 W f/ f/ и ft /5

о

I . J - .1

.| .- IH