Генератор псевдослучайных последовательностей Советский патент 1982 года по МПК G06F7/58 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при моделировании случайных процессов или использоваться при исследовании помехоустойчивости различных систем, заменяя небинарный шум. Кроме того, предлагаемые псевдослучайные последовательности могут использоваться в бортовых и наземных системах радиосвязи и системах измерения параметров движущегося объекта в качестве модулирующих сигналов.

Известен генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий регистр сдвига и сумматор по модулю два в цепи обратной связи, позволяющий получить псевдослучайную последова.тельность максимальной длительности с периодом 2 -1 ГП.Недостатками данного устройства являются узость класса формируемых псевдослучайных последовательностей, а также невозможность получения небинарной псевдослучайной последовательности.

Известен генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий пр азрядный регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи и г дополнительных сумматоров по модулю два на выходах которых формируются псевдослучайные последовательности, причем . Дополнительные сумматоры по модулю два позволяют получить псевдослучайные последовательности с различным фазовым сдвигом со спектром, близким к равномерному C2J.

Однако это устройство позволяет формировать узкий класс последовательностей с символами t t. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является генератор псевдослучайных последовательностей (ПСП), содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соеди,нен со входом генератора М-последо3-9вательности, а выход генератора Мпоследовательности через последовательно соединенные фазовращатель, дополнительный генератор М-последовательности и блок сравнения связан с блоком вычисления разности, причем выход гене 5атора тактовых импульсов соединен с другим входом фазовращателя, а другой выход генератора Мпрследовательности связан с вторым входом блока сравнения. Сущность работы генератора заключена в том, что основной и дополнительный генераторы М-последователь ностей формируют псевдослучайные последовательности максимального различной фазовой периода на основе различных структуры, т.е неприводных и примитивных полифаза дополнительнономов, причем М-последовательности го генератора сдвигается на один символ после каждого периода псевдослучайной последовательности, формируемой основным генератором М-последовательностй. За период ПСП вычисляется число совпадающих и число несовпадаю щих символов этих ПСП, Разность между числом совпадающих и числом несовпадающих символов этих ПСП дает значение символа новой псевдбслучайной последовательности, значение символа в параллельном коде снимается с блока вычисления разности 3. Основным недостатком известного генератора псевдослучайной последова тельности является низкое быстродействие. Это Объясняется тем, что время формирования одного символа псевдослучайной последовательности является результатом вычисления периодической функции взаимной корреляции между двумя М-последовательностями одинакового периода в точке, т.е, за тактов генератора тактовой частоты. Следовательно, длительность одного символа многоуровневой последовательности в раз больше периода. тактовой частоты, а быстродействие в раз меньше. Кроме того. класс формируемых псевдослучайных по следовательностей в этом генераторе достаточно узок. Цель изобретения - повышение быст родействия генератора. Поставленная цель достигается тем что в генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, выход кото3рого соединен со входом генератора М-последовательности, введены сумма-i тор и блок динамической памяти, входы которого подключены к выходам генератора М-последовательности соответственно, а выходы блока динамической памяти соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом генератора. На чертеже изображен предлагаемый генератор псевдослучайных последовательностей. Генератор псевдослучайных последовательностей содержит последовательно соединенные генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 М-последовательности, блок 3 динамической памяти и сумматор 4. Устройство работает следующим образом. В момент включения состояние генератора 2 М-последовательности может быть любым, кроме состояния все нули. После включения начинают формироваться символы М-последовательности в блоке 3 динамической памяти. Эти символы поступают на сумматор i. Результат суммы есть символ образуемой таким образом псевдослучайной последовательности. При этом за каждый период тактового генератора 1 образуется один символ выходной-ПСП на выходе сумматора,. Сущность работы предлагаемого устройства основана на том, что ряд псевдослучайных последовательностей (Н-последовательности, последовательности Гордона-Милса-Велча, последовательности Якоби) имеют ,.t составной период, т.е. .tn ...tc ,tg - значения простых где t. ,t, множителей, на которые разлагается тикая псевдослучайная последовательность; S - число простых (возможно повторяющихся) множителей. Для определенности будем рассматривать все для М-последоеательности, Если осуществить суммирование символов М-последоватеЛьности через интервал, равный одному из множителей или произведению ряда множителей, на которые разлагается такая последовательность, то получится другая псевдослучайная последовательность, каждый символ которой определяется выражением j otj-f t {i4me)modM где j - определяет номер образуемой ПСП; I - текущий символ образуемой (i + ni0)(modN) - значение символа М-последовательности по модулю N; cLj - число суммируемых символов М-последовательности ,cLj N/F. : , Ненормированная периодическая функция автокорреляции (ПФАК) псевдо .случайной последовательности, формируемой по выражению (1) равна R{k)N-d.j4l, mod В; R(k)-oL.,-, mod В. Период псевдослучайных последовательностей ГУ Л равен . Из соотношения N/ol.j нетрудно видеть, что число ПСП, формируемых по выражению (1) будет больше, чем это можно достичь в известном генераторе, где . Так как за каждый такт генератора тактовой частоты 1 формируется один символ выходной ПСП, то бЕястродействие предлагаемого генератора псевдослучайной последовательности в раз выше, чем в извест;ного. Таким образом, предлагаемое устройство имеет высокое быстродействие и позволяет получить больший ансамбль формируемых псевдослучайных последовательностей. Формула изобретения Генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора М-последовательности, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия генератора, он содержит сумматор и блЬк динамической памяти, входы которого подключены к выходам генератора М-последовательности соответственно, а выходы блока динамической памяти соединены с с6ответствующими входами сумматора, выход которого является выходом генератора . .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3700869, кл. С 235-152, йпублик.1972. 2.Яковлев В.В., Федоров Р,Ф. Стахостические вычислительные машины, Л., Машиностроение. 197, с.253. 3.Авторское свидетельство СССР If 52417, кл. qo6F 1/02, 1974 (прототип) .

1