Коррелятор

 

КОРРЕЛЯТОР, содержащий п блоков коммутации, управляюшие входы которых объединены и являются первым входом синхронизации устройства, первые информационные входы п блоков коммутации подключены соответственно к выходам п сумматоров, одноименные выходы первой группы п выходов блоков коммутации объединены и подключены соответственно к входам одноименных т счетчиков первой группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих т блоков деления, выходы которых и выходы т счетчиков первой группы являются соответствующими выходами коррелятора, первые входы п сумматоров подключены соответственно к выходам распределителя импульсов, вход которого является вторым входом синхронизации коррелятора, вторые входы п сумматоров объединены и являются входом задания интервалов времени между отсчетами коррелятора , отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены m счетчиков второй группы, п одноразрядных блоков умножения и п триггеров, нулевые входы которых соответственно подключены к выходам распределителя импульсов, единичные входы триггеров объединены и являются первым информационным входом коррелятора, выходы п триггеров соединены соответственно с первыми входами одноразрядных блоков « умножения, вторые входы которых объеди (Л нены и являются вторым информационным входом коррелятора, выходы одноразрядных блоков умножения соединены соответственно с вторыми информационными входами блоков коммутации, одноименные выходы второй группы т выходов которых объединены и подключены соответственно к входам m счетчиков второй группы, входы которых соединены соответственно с вторыми входами блоков деления. оо 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)4 G 06 F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703988/24-24, 3701886/24-24 (22) 20.02.84 (46) 15.08.85. Бюл. № 30 (72) С. А, Прохоров и В, Н. Белолипецкий (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (53) 621.3 (088.8) (56) Жовинский В. Н., Арховский В. Ф.

Корреляционные устройства. М.: Энергия, 1974, с. 153.

Авторское свидетельство СССР по заявке № 3693028/24, кл. G 06 F 15/336, 1984.

Грибанов Ю. И., Веселова Г. П., Андреев В. Н. Автоматические цифровые корреляторы. М.: Энергия, 1971, с. 36. (54) (57) КОРРЕЛЯТОР, содержащий п блоков коммутации, управляющие входы которых объединены и являются первым входом синхронизации устройства, первые информационные входы п блоков коммутации подключены соответственно к выходам и сумматоров, одноименные выходы первой группы п выходов блоков коммутации объединены и подключены соответственно к входам одноименных т счетчиков первой группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих m блоков деления, выходы которых и выходы т счетчиков пер„„Я0„„1173419 А вой группы являются соответствующими выходами коррелятора, первые входы п сумматоров подключены соответственно к выходам распределителя импульсов, вход которого является вторым входом синхронизации коррелятора, вторые входы и сумматоров объединены и являются входом задания интервалов времени между отсчетами коррелятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены т счетчиков второй группы, п одноразрядных блоков умножения и п триггеров, нулевые входы которых соответственно подключены к выходам распределителя импульсов, единичные входы триггеров объединены и являются первым информационным входом коррелятора, выходы и триггеров соединены соответственно с первыми входами одноразрядных блоков умножения, вторые входы которых объединены и являются вторым информационным входом коррелятора, выходы одноразрядных блоков умножения соединены соответственно с вторыми информационными входами блоков коммутации, одноименные выходы второй группы т выходов которых объединены и подключены соответственно к входам m счетчиков второй группы, входы которых соединены соответственно с вторыми входами блоков деления.

1 17 ë 19

Яду(1) = з1п — Нху (1), fi

+ 1 e

Н,„; — gsqnx; sqny»;, д=Д (4) о р гдехд,у,—

Ni—

Cxyl

6,— причем

Изобретение относится к измерению характеристик случайных процессов и предназначено для определения в реальном масштабе времени полярных корреляционных функций текущих стационарных случайных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами, а также интервальных корреляционных функций текущих случайных потоков.

Цель изобретения — — упрощение устройства. 10

На фиг. 1 представлена структурная схе»а коррелятора; на фиг. 2 — структурная схема блока коммутации; на фиг. 3 — примеры реализаций входных процессов.

На фиг. 1 выходы распределителя 1 импульсов подключены к первым входам соответствующих триггеров 2 и сумматоров 3.

Выходы триггеров 2 подключены к первым входам соответствующих одноразрядных блоков 4 умножения. Соответствующий информационный вход 5 устройства подключен к управляющим входам блоков 6 коммутации

Выходы сумматоров 3 и одноразрядных блоков 4 умножения подключены соответственно к информационным входам блоков 6 коммутации. Соответствующие выходы первой группы выходов блоков 6 коммутации подключе- 25 ны к входам соответствующих счетчиков 7 первой группы, а соответствующие выходы второй группы блоков 6 коммутации — к входам соответствующих счетчиков 8 второй группы. Выходы счетчиков 7 и 8 первой и второй групп подключены соответственно к первым и вторым входам соответствующих блоков 9 деления. Выходы счетчиков 7 первой группы и блоков 9 деления являются соответствующими выходами коррелятора. Вход

10 устройства является входом задания интервалов времени между отсчетами и подклю- З5 чен к вторым входам сумматоров. Вход 11 устройства является другим информационным входом устройства и подключен к вторым входам одноразрядных блоков 4 умножения, вход 12 устройства является первым входом синхронизации устройства и подключен к входу распределителя импульсов. Вход

13 устройства является вторым входом синхронизации устройства и подключен к единичным выходам триггеров.

Коррелятор может работать в следующих режимах: вычисление вероятности совпадения знаков входного процесса с регулярной дискретизацией; вычисление вероятности совпадения знаков входных процессов с регулярной дискретизацией, вычисление интервальной автокорреляционной функции входной импульсной последовательности; вычисление взаимокорреляционной функции входных импульсных последовательностей; вычисление вероятности совпадения знаков входного процесса с неравноотстоящими отсчетами; вычисление вероятности совпадения знаков входных процессов с неравноотстоящими отсчетами.

Как известно, нормированную корреляционную функцию можно определять для нормальных случайных процессов через полярную корреляционную функцию по соотношению где х;, у;+; — отсчеты входных процессов в случае равномерной дискретизации;

sqn x; — знаковая функция отсчета х;, sqn у;+; — знаковая функция отсчета у;+;, N — объем равномерной выборки;

Н„„, — полярная взаимокорреляцион+ ная функция.

Если знаковую функцию определять как

1, при x)0, вс(л х= (О, при х(0, то выражение (1) будет являться вероятностью совпадения знаков процессов с равномерной дискретизацией

РД=@здп х; sgn у;», . (2)

i=1

Связь между вероятностью совпадения знаков и нормированной взаимокорреляционной функцией выражается известным соотношением р„, (т) = — созлР (,) . (3)

При неравномерной дискретизации выражение (2) можно записать в виде ъ 1 о

P gi + ) Бс)п х/гас)п (e6ke

Студ 1 1 =д

> отсчеты входных процессов при неравномерной дискретизации; объем неравномерной выборки; интервальная взаимокорреляционная функция входных случайных последовательностей, образованных отсчетами входных процессов; символ Кронеккера, 1, при )q — 1,1=)Лт, 6ke—

О, при t1> — Ц+)Лт.

Выражение (4) описывает работу коррелятора в шестом режиме.

Рассмотрим этот режим работы как наиболее общий по отношению к остальным режимам.

Перед началом работы в любом режиме триггеры 2, сумматоры 3, счетчики 7 и 8 обнулены. На вход 11 устройства подаются текущие значения знакового разряда первого

1173419

15

40

sqnx», а на вход 13 второго sqny, входных процессов. На вход 5 устройства подаются синхроимпульсы k первого, а на вход 12 синхроимпульсы е второго входных процессов. На вход 10 устройства подаются интервалы времени между соседними отсчетами входных процессов. Причем эти интервалы в общем случае не равны между собой.

На выходах одноразрядных блоков 4 умножения формируются частичные произведения текущего значения знакового разряда первого входного процесса на п текущих значений знакового разряда второго входного процесса. Распределитель 1 импульсов по синхроимпульсам второго входного процесса осуществляет запись текущего значения знакового разряда второго входного процесса в триггер 2 с номером ni= (f — 1) mod п (циркуляционная организация памяти). Одновременно осуществляется обнуление сумматора 3 с таким же номером ni и добавление во все сумматоры 3 очередного интервала времени между текущим отсчетом второго процесса и ближайшим предыдущим отсчетом первого или второго процессов. По синхроимпульсам k первого входного процесса также происходит суммирование очередного интервала времени между текущим отсчетом первого входного процесса и ближайшим предыдущим отсчетом первого или второго входных процессов. Таким образом, на выходах одноразрядных блоков 4 умножения знаков формируются частичные произведения на выходе нулевого sqn х» sqn у, „ о о на выходе первого sqn x» sqn у, + на выходе ni-го sqn i»sqn у, на выходе (п +1) -го sqn x» sqn у,,+ на выходе (п — 1) -го sqn х» sqn у, На выходах сумматоров 3 формируются соответствующие им интервалы времени: на выходе нулевого t» — t, „, на выходе первого t» — t, „+ на выходе ni-ro t» — t, на выходе (ni+1)-го t» — t, на выходе (и — 1) -го t» — t, Синхроимпульсы k первого входного процесса разрешают прохождение информации через блоки 6 коммутации только в момент прихода очередного значения первого входного процесса х». Частичные произведения с выходов одноразрядных блоков 4 умножения подаются на третьи входы соответствующих блоков 6 коммутации, на вторые входы которых подаются соответствующие им интервалы времени с соответствующих сумматоров 3. По синхроимпульсу k, поступающему с входа 5 устройства на первые входы блоков 6 коммутации, каждый блок 6 коммутации выдает информацию, находящуюся на его третьем входе, на свой определенный выход второй группы и далее на определенный счетчик 8 второй группы, номер которого соответствует коду временного интервала, находящемуся на втором входе указанного

S0

55 блока 6 коммутации. Одновременно на выход первои группы с таким же номером указанного блока коммутации 6 подается сигнал, который поступает далее на вход соответствующего счетчика 7 первой группы и изменяет его содержимое на +1. Таким образом, в каждом из счетчиков 8 второй группы накапливаются частичные произведения разрядов входных процессов, а в каждом счетчике 7 первой группы — количество таких произведений. Каждому счетчику 8 второй группы соответствует свой интервал времени между отсчетами. Блоки 9 деления делят содержимое счетчиков 8 на содержимое счетчиков 7, усредняя результаты.

После прихода последнего синхроимпульса k=N на выходах блоков 9 деления находятся искомые координаты оценки вероятности совпадения знаков входных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами. Подвергнув получившие результаты преобразованию по формуле (3), можно получить нормированную взаимокорреляционную функцию входных процессов, представленных нерав ноотстоящими отсчетами.

В пятом режиме на входы 11 и 13 подаются текущие значения знакового разряда входного процесса, а на вход 5 — текущие интервалы времени между отсчетами входного процесса. На входы 10 и 12 подаются синхроимпульсы входного процесса. При этом в п -м сумматоре 3 обнуление происходит без добавления текущего интервала времени. На выходах блоков 9 деления получаем искомые ординаты оценки вероятности совпадения знаков входного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами.

В четвертом (третьем) режиме на входы

11 и 13 устройства ничего не подается, на вход 10 подаются текущие значения интервалов времени между отсчетами, а на входы

5 и 12 — синхроимпульсы входных импульсных последовательностей (последовательности) . При этом на выходах счетчиков 7 первой группы получаем ординаты корреляционной гистограммы.

Во втором (первом) режиме на входы 11 и 13 подаются текущие значения отсчетов соответственно первого и второго процессов (процесса), а на вход 10 — текущие интервалы времени (причем равные между собой).

При этом в блоках 9 деления получаем искомые ординаты оценки вероятности совпадения знаков входных процессов (процесса).

Соответствующий информационный вход

14 блока 6 коммутации (фиг. 2) подключен к первым входам логических элементов И 5, количество которых равно m, выходы которых являются соответствующими выходами 16 второй группы блока 6 коммутации. Другой информационный вход 17 блока 6 коммутации подключен к входу дешифратора 18, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И 19 второй . группы, число которых равно щ, выходы

1173419

-l

Дог.1 т-7 которых подключены к вторым входам соответствующих элементов И 15 и являются соответствующими выходами 20 первой группы выходов блока 6 коммутации. Управляющий вход 21 блока 6 коммутации подключен к вторым входам элементов И 19.

Блоки 6 коммутации работают следующим образом.

На первый информационный вход 14 поступает сигнал, соответствуюший частичному произведению знаков с соответствующего одноразрядного блока 4 умножения. Этот сигнал поступает на первые входы всех элементов И 15 первой группы. Одновременно на второй информационный вход 17 поступает код, соответствующий временной задержке с соответствующего сумматора 3. Этот код дешифрируется дешифратором 18 в сигнал на его определенном выходе, который подается на первый вход соответствующего элемента И 19 второй группы. С приходом синхроимпульса на управляющий вход 21 блока 6 коммутации и далее на первые входы элементов И 19 второй группы срабатывает тот из этих элементов, на первом входе которого присутствует сигнал с дешифратора 18. На выходе этого элемента И 19 второй

10 группы формируется сигнал, поступающий на соответствующий выход 20 первой группы блока 6 коммутации и разрешающий прохождение информационного сигнала через соответствующий элемент И 15 первой группы на соответствующий выход 16 второй группы выходов блока 6 коммутации.

1173419

21 17

° °

° ° °

° °

0 7

Составитель A. Иванова

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Реда кто р Ю. Ко в ач

3 а к аз 5067/49