Генератор квазиортогональных сигналов Советский патент 1992 года по МПК G06F1/02 

Изобретение относится к авгойатй ке и вычислительной технике и может v быть использовано в радиотехнических системах применяющих цифровые методы формирования больших систем слож г ных сигналив.

Известен ряд устройств,- которые могут быть использованы для формирования систем сложных сигналов. Например, для формирования системы ортогональных сигналов (cM...;f, с. 101 - 102) может быть использован генератор функций Уолша Г2 содержащий блок памяти и группы сумматоров по модулю два., ,

-Недостаток известного устройства 2J заключается в большом объеме используемой памяти (см. рЗ, с„333 334). С целью ее сокращения в гене-™ раторе предлагается выбор оптимального соотношения между объемом памяти и числой cyMMafCfpoB по Модулю два, но это не обеспечивает существенного сокращения аппаратурных затрат. Второй недостаток известного устройства pf заключается в малом объеме системы сигналов L, не превышающем базу кодирования В (см. 3

). ;. . . -, :--. л . .

.Наиболее близким к предлагаемому является генератор сложных сигналов

, содержащий тактовый генератор, выход которого подключён к тактовому входу счетчика, разряды Которого подключены к первому вхбДу злемёнта И, к управляющему входу блока поразрядного инвертирования и к входу синхронизации буферного регистра, выход переупорядочения и выход номера генерируемой функции которого .

(Л

С

ы ел ел к ч о

подключены соответственно к управляющему входу коммутатора и к адресному входу блока ггамяти, выход которого подключен к входу операндов блока суммирования, а выходы остальных разрядов счетчика подключены к входам блока формирования функций Уолша, выходы четных и нечетных функций которого подключены соот- ветственно к первому информационному входу коммутатора и к информационному входу блока поразрядного инвертирований, ifbfxofl которого подключён к второму информационному входу коммутатора, выход которого подключен к входу задания знаков операндо блока суммирования, выход которого подключен к информационному входу блока инверсии, выход которого служит выходом генератора сложных сигналов, управляющими входами которог служат информационные входы буферного регистра, выход признака четност генерируемой функции которого подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к управляющему входу блока инверсии знака.

Недостатки генератора сложных

сигналов DO, аналогично как и устройства 2, заключаются в большом объеме используемой памяти и в мало объеме генерируемой системы сложных сигналов L, не превышающим базу кодирования В. Малое число сигналов L обуславливает (см. У, с.37) низкую относительную скорость передачи информации

г jogzL /B, (1) где У - целая часть числа х

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет фазового сдвига квазиортогональных сигналовt

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр, блок памяти, тактовый генератор и счетчик, причем первый и второй информационные входы регистра являются соответственно входом номера и фазового сдвига квазиортогонального сигнала, первый вход регистра поразрядно соединен с первой группой адресных входов блока памяти, выход блока памяти является выходом устройства, счетный вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющим входом записи регистра, дополнительно введен сумматор по модулю Т (где Т - период квазиортогональных сигналов), причем второй выход регистра и информационный выход счетчики соединены соответстQ венно с первый и вторым входами сумматора по модулю Т, выход сумматора по модулю Т поразрядно соединен с второй группой адресных входов блока памяти г

5 В предлагаемом устройстве в качестве двоичных кодовых последовательностей системы квазиортогональ-. ных сигналов используются строки матрицы инцидентности циклической

0 с-схемы Штейнера S (t,k,T) Схемой S (t,k,T) называется (см , c.68) размещение Т элементов по В блокам емкостью k элементов (kcT), удовлетворяющее требованию: с произвольно выбранных элементов из Т появляются вместе точно в одном блоке (). Два любых блока t - cxf-мы Штейнера содержат lejp,1,. „., с-1 общих элементов. Поэтому максималь0 ный уровень пика взаимокорреляционной функции между любой парой сигналов (величина неортогональности) определяется по правилу

&„,- - 4 (k - 1)|/т} (2)

5 Количество блоков t - схемы Штейнера определяется по формуле В Т (k - t)/(k(T - t). Поэтому объем системы сигналов L В значительно превышает базу кодирования В Т„

0 Кроме того, использование циклической t-схемы Штейнера позволяет хранить в блоке памяти только базовые кодовые последовательности, относительно которых остальные кодо5 вые последовательности могут быть вычислены в реальном масштабе времени при помощи сумматора по модулю Т Таким образом, предлагаемое устройство существенно отличается

0 от известных р, fj.

На чертеже представлена функциональная схема генератора.

Генератор квазиортогональных сиг- , налов содержит тактовый генератор 1, счетчик 2, сумматор 3 по модулю Т, регистр 4 и блок памяти 5 о Регистр 4 предназначен для приема и хранения цифровых кодов YIЈ|0,1,.o ,

п-1|и ,1,..0,T-1}, прием которых с входных шин осуществляется под воздействием сигнала 1, поступающего на управляющий вход запи- си регистра h. При наличии на данном входе сигнала О регистр осуществляет хранение принятой информации на все время генерирования сложного сигнала. Базовые блоки циклической t - схемы Штейнера записаны в блок 5 памяти в двоичном коде, пример которых для схемы S t,7,23) представлен- в табл„1 о

Генератор квазиортогональных сигналов работает следующим образом

При включении источника питания (не показан) подается импульс на установку в нулевое состояние регистра k -и счетчика 2 по модулю Т + 1 о По этому сигналу регистр осуществляет прием.цифровых кодов ,1,...,n-l} и Y2e{o,1,.,.,T-l, где п и Т - число базовых блоков и число элементов циклической Ь- схемы Штейнера соответственно.

Тактовый генератор 1 начинает вырабатывать импульсы с периодом следования Ти, которые поступают на счетный вход счетчика 2 по модулю Т + I Под воздействием каждого тактового импульса счетчика 2 из состояния d переходит в состояние d + 1. Сигнал О с выхода переполнения счетчика 2 поступает на управ- ляющий вход записи регистра , который переходит в режим хранения входных цифровых кодов Y1 и Y2 на все время Тх (Т + 1) Ти генерирования сложного сигнала. На первый адресный вход блока 5 памяти поступает цифровой код Y1, в соответствии со значениями которого осуществляется выбор одной из п строк матричного блока 5 памяти, то есть осуществляется выбор одного из п базовых блоков циклической с-схемы Штейнера. Цифровой код Y2 поступает на второй вход сумматора 3 по модулю Т, с выхода которого вычисленная сумма fi н (Y2+d) (mod Т) поступает на второй адресный вход блока 5 памяти По порядковому номеру h осуществляется выбор столбца в матричном блоке 5 памяти. Значение бита, находящегося на пересечении Yl-й строки иh-го столбца, поступает на выход устройства.

0

5

Q

S

0 5 0 5

5

0

Таким ооразом, под воздействием Т тактовых импульсов происходит последовательное циклическое считывание(по правилу: (Y2 + d) (mod T,

d 1, Т) всех Т бит предварительно выбранной двоичной кодовой последовательности, начиная с бита по порядковому номеру (Y2+1)(mod Т) и заканчивая битом по порядковому

номеру Y2, так как

Y2 + T Y2(mod Т)

В табл.2 представлены кодовые последовательности 23 квазиортогональных сигналов, генерируемых предлагаемым устройством относительно базового блока, представленного для входного кода Y1 О О О О в первой строке таол.1. Объем системы сигналов с использованием схемы 8(,7,23) равен числу блоков данной схемы В 253. В табл.2 символы + и - обозначают +1 и -1 соответственно. В явном виде базовые блоки схемы 5(4,7,23) приведены в

7.

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами 2,V, которые генерируют ортогональные системы сигналов Уолша-Адамара с равными параметрами L и Б, заключается в (Т - I) (k- t)/(k(T - t))pao большем объеме системы сигналов (L В), что позволяет повысить в соответствии с выражением (1) относительную скорость передачи дискретной информации с floJj.ogzlT|/Bo

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с описанным в 6J рекуррентным правилом построения квазиортогональных сигналов заключается в большем объеме L системы генерируемых сигналов при сравнимых базах кодирования В и максимальных уровнях пика взаимокорреляционной функции между любой парой сигналов R о Например, в {jTJ (см.с«б9) приведен ансамбль квазиортогональных сигналов с параметрами В 27, L -64 и Rm 1/3 0,33. Предлагаемое устройство с использованием схемы S (,7,23) генерирует при меньшей базе кодирования В (23 вместо 27) и при лучших в соответствии с выражением (2) взаимокорреляционных свойствах Rm(0,30 вместо 0,33)

почти в четыре раза больше сигналов L (253 вместо 6), что повышает относительную скорость передачи информации г в соответствии с выражением (1) от 0,22 до 0,30.

Таким образом, из анализа видно, что предлагаемое устройство обладает большими функциональными возможностями в сравнении с существующими.

Формула изобретения

Генератор квазиортогональных сигналов, содержащий регистр, Ьлок 15 памяти, тактовый генератор и счетчик, причем первый и второй информационные входы регистра являются соответственно входом номера и фазового сдвига квазиортогонального сигнала, первый JQ выход регистра поразрядно соединен с

0

5 Q

первой группой адресных входов блока памяти, выход блока памяти является выходом генератора, счетный вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющим входом записи регистра, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет фазового сдвига квазиортогонального сигнала, он содержит сумматор по модулю Т, где Т - период ортогональных сигналов, причем второй выход регистра и информационный выход счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора по модулю Т, выход сумматора по модулю Т поразрядно соединен с второй группой адресных входов блока памяти с.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах, прйМёнШщйх цифровые методы формирования больших систем слож- ных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, генератора за счет фазового сдвига квазиортогонального сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее регистр, блок памяти, тактовый генератор и счетмик, введен сумматор по модулю Т, где Т - период квазиортогональныхсигналов 1 ил., 2 табл. ,

Т

Код Y1

Базовые блоки S (4,7,23)

000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 01 О

10011 1 О О U 1

1 О

000000010000001 11010100000000000 11000000000100101010010 1011 0 000101000000101000 10100100010001000001001 10100000001010100010001 1001 1000001000010010010 10010000000010111100000 10001010000100011000100 10000011100U01000001100 100U0001110010000100001

Таблица 1

О

0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

У1

4

Ја

Продолжение табл.2

5

JS

V

3

N.

X

2