ДИСКРЕТНЫЙ ОДНОКАНАЛЬНЫЙ КОРРЕЛЯТОР Советский патент 1973 года по МПК G06F17/15 

Предложение относится к области цифровых систем передачи и автоматической обработки данных. Предлагаемое изобретение может быть применено нри создании устройств автоматической обработки данных, в частности при разработке цифровых телеметрических систем (особенно при работе устройств в широком диапазоне скоростей передачи с использованием для синхронизации кодов большой длины).

Как известно, в цифровых системах передачи данных для синхронизации как кодов, так и слов (одновременно) используются специальные кодовые группы. Эти коды должны обладать одним резко выраженным пиком автокорреляционной функции и малыми боковыми выбросами. К этому классу кодов относятся, в частности, так называемые коды Баркера. Автокорреляционные функции этих кодов имеют положительный пик величиной, равной числу разрядов кода, и боковые отрицательные ники, равные - 1.

Другим классом кодов, используемых для синхронизации, являются так называемые коды последовательностей максимальной длины регистра сдвига. Известно, что коды последовательностей 1максимальной длины регистра сдвига имеют положительные боковые пики автокорреляционной функции не более , где

2

г - число двоичных разрядов кода, определяется выражением г 2-1; к: 1,2,3...

Возможны также другие коды для сннхроннзацнн, обладающне подходящей автокорреляцнонной функцией, т. е. одним большим ником и малыми боковыми.

Поэтолп для выделення кодасннхронизацпи требуется согласованный фильтр, который в обобщенном виде представляет собой устройство получения автокорреляционной функции сигнала. На выходе согласованного фильтра форма выходного напряжения повторяет форму авто1чОрреляционной функции сигнала. Согласованные фильтры для двоичных форм

сигналов часто называют двоичными фильтрами.

Известны две схемы двоичных фильтров: на линиях задержки и многоканальный коррелятор.

Суть работы этих фильтров заключается в следующем. На выходе фильтров последовательно через интервалы следования разрядов появляются напряжения, пропорциональные значениям автокорреляционной функции кода

синхронизации.

Выходные значения напряжений двоичного фильтра через интервалы подаются на пороговое формирующее устройство, которое срабатывает в том случае, если напряжение с выхода двоичного фильтра превышает заданный

порог. Таким образом, осуществляется сравнеппе теку1и,его зиачения автокорпеляционион функции, полученного )ia интервале интегрирования, равном длине кода синхронизации, с заданным значением. Текущее значение автокорреляционной функции зависит от числа совпадений значений отдельных символов текущего и заданного кодов.

Для построения рассмотренных фильтров необходимы или плавные линии задержки с отводами, соответствующими интервалами, или схемы интеграторов (в лпюгоканальном корреляторе) с большими интервалами интегрирования, что особенно трудно выполнимо при малых скоростях передачи данных и значительных длинах кодов, а в случае передачи информации дискретными блоками практически невозможно.

Целью изобретения является расширение диапазона скоростей передачи да11ный в корреляторе.

Поставленная цель достигается тем, что в дискретном корреляторе используется один быстродействующий канал выделения дискретных значений автокорреляционной функции.

Предлагаемое устройство работает в широком диапазоне скоростей передачи данных и не требует переключения режимов при смене скорости передачи (нижняя скорость поступления двоичного сигнала не ограничена, верхняя ограничена быстродействием иснользуемых элементов и заданным нороговым значением).

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит триггер регистра 1 текущего кода, набиратель 2 заданного значения разряда (в зависимости от требуемого значения подает высокий или низкий потенциал на схему совпадения), схему совпадения (схему «И) 3, инвертор 4, ключ 5, работающий при несовнадении значений разрядов текущего и заданного кодов, схему задержки б импульса опроса на длительность импульса, ключ 7, работающий при совпадении значений разрядов текущего и заданного кодов, тригтер блокировки 8 опроса ключей, сборку (схему «ИЛИ) 9 и счетчик порогового числа несовпадений 10 значений разрядов текущего и заданного кодов;

В основу работы предлагаемого дискретного одноканального коррелятора положен тот факт, что значение функции корреляции F пропорционально разности -числа совладений k и несовпадений т двоичных разрядов текущего и заданного кодов на интервале Г, где Т- интервал, - соответствующий времени поступления кодовой комбинации, подлежащей выделению

,(1)

где г - число двоичных разрядов кода синхронизации, т - длительность одного разряда.

Значение функции овтокорреляцни определяется выражением:

F a(k-in},

(2)

где а - постоянный коэффициент. Функция автокорреляции принимает качественно новые значения дискретно через интервалы т.

Поэтому разность (k-т) и соответствующее ей значение функции автокорреляции F можно также определять дискретно с интервалом т.

Этот же период сохраняется при сопоставлении текущего значения функции автокорреляции / с пороговым числом Л для определения границы заданного кода. Границей кода является интервал т,-, на котором выпотняется уо,

Я, .V,(3)

где /-; - текущее значение функции автокорреляции;

Следует отметить, что значение функции автокорреляции может быть определено не только исходя из соотнощения (2), но и по зависимости:

(4)

,

где b - постоянная величина. Зависимость (4) вытекает из следующего; сумма числа совпадений и несовпадений на анализируемом интервале при определении функции автокорреляции (к+т) есть величина постоянная, равная числу разрядов кода г.

(5) (6)

т. е.

Отсюда

Подставляя (6) в (2), получим (r-т-m)ar-2am m(-2a)+ar (7)

Учитывая, что все величины правой части выражения (7) являются величинами постоянными, за исключением т, проводится нормировка указанной зависимости и получается соотношение (4).

На этой основе и построен принцин действия нредлагаемого дискретного коррелятора. Работа коррелятора нронсходит следующим образом.

Перед иачалом работы с помощью набирателей 2 на схемы совпадения выставляются потеициа:1Ь в соответствии с кодом синхронизации, нодлежаш.Ил выделению. Текущий код тюстунает на вход триггера регистра /. При .:аждом сдвиге текущего кода на т осуществляется сравнение текущего кода с заданным. При совпадении потенциалов, поступающих с триггеров регистра 1 и набирателей 2, схема совпадения 3 выдает разрежающий потенциал на ключ 7. Импульсы, следующие с частотой поступления разрядов текущего кода,

осуществляют опрос ключей 5 н 7 и устанавливают триггер блокирОБКи S в состояние разрешения опроса.

При совпадении значений разрядов текущего и заданного кодов импульс опроса без задержки проходит через ключ 7 на опрос ключей 5 и 7 следующего разряда.

При несовпадении значений разрядов текущего и заданного кодов в следующем разряде разрешающий потенциал подается на ключ 5 с инвертора 4. В этом случае импульс опроса появится на выходе ключа 5 и через схему задержки 6, обеспечивающей задержку на длительность импульса опроса через схему «ИЛИ 9 поступит на вход счетчика порогового числа несовпадений 10 и одновременно на опрос ключей следующего разряда. Процесс опроса последующих ключей происходит аналогично рассмотренному.

Если число несовпадений разрядов текущего и заданного кодов превышает пороговое число, то на выходе счетчика порогового числа несовпадений W появится импульс, устанавливающий триггер блокировки 8 в состояние «блокировка, и опрос ключей прекращается.

Если число несовпадений не превыщает пороговое число, то импульс опроса ключей появится на выходе коррелятора через время

Л порТ,

где т - длительность импульса опроса.

Импульс, появившийся на выходе последнего ключа, является импульсом синхронизации. Импульс синхронизации одновременно осуществляет сброс счетчика порогового числа несовпадения 10.

Так как предлагаемый коррелятор выполнен

ia цифровых cxeAiax с неограниченной во вре: енп гтамятью, следовательно скорость работы коррелятора не ограничен;;.

Верхгяя скорость поступления двоичных разрядов определяется быстродействием коррелятора.

Предмет изо б р е т е н и я

Дискретный одноканальный коррелятор, содержащий триггериый регистр, выходы триггеров каждого разряда которого соединены с разрядной схемой совпадения, второй вход которой соединен со схемой задания значения

разрядного кода; выходы схемы совпадения подключены ко входу ключа совпадения кодов и через инвертор - ко входу ключа несовпадения кодов, триггер блокировки ключей, разрядные линии задержки, схему «ИЛИ и

счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повыщенпя надежности работы коррелятора, в нем входы ключей совпадения ;; несовиадения кодов в каждом разряде соединены между собой, один

из входов ключа несовиадеиия последующего разряда соединен с выходом ключа совпадения предыдущего разряда, второй вход ключа несовпадения соединен с выходом линии задержки предыдущего разряда, подключенной

входом к разрядному ключу несовпадения, триггер блокировки подключен ко всем ключам, первый его вход соединен с источником имиульсов опроса, второй вход подключен к счетчику, соединенному с выходом ключа совпадения старшего разряда, второй вход счетчика подключен к схел:е «ПЛИ, соединенной с выходами разрядных линий задержки.