Устройство для генерирования опорных сигналов корреляционного декодера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 М 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4037472/24-24 (22) 14,03,86 (46) 07,12,88. Бюл. tt 45 (72) Ю.М,Давыдов и О,В.Коваленко (53) 681.326(088,8) (56) И.М.Тепляков и др. Радиосистемы передачи информации. М.: Радио и связь

1982, с. 194.

Радиотехника и электроника, 1986, Ф 7, с. 1456.

Авторское свидетельство СССР

У 132731 1, кл, Н 03 И 13/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ

ОПОРНЫХ СИГНАЛОВ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ДЕКОДЕРА

„„SU„„1443179 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. его использование в системах передачи цифровой информации позволяет повысить быстродействие устройства, которое содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 и блок 7 памяти коэффициентов кода. Благодаря введению блока 3 определения достоверных символов, блока 4 оперативной памяти, блока 5 вычисления индексов и генератора 6 функций Уолша з уст-. ройстве обеспечивается ускоренное генерирование опорных сигналов. 1 s.ï, ф-лы, 6 ил.

1443179

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

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства, На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема блока. вычисления индексов, на фиг.

3-5 — примеры выполнения " оответственно блока определения достоверных символов, блока оперативной памяти и узла определения индексов и знаков функций Уолша; на фиг. 6 сигналы, поясняющие работу устройст" ва.

Устройство для rенерирования опорных сигналов корреляционного декодера содержит генератор 1 тактовых 20 импульсов, регистр 2, блок 3 определения достовер.ных символов, блок 4 оперативной памяти, блок 5 вычисления индексов, генератор б функций

Уолша и блок 7 памяти коэффициентов 25 кода. На фиг„ 1 обозначены вход 8 и выходы 9, Блок 5 вычг:сления индексов (фиг.

2) содержит узел 10 вычисления весов, узел 11 упорядочения по весам,и узел 30

12 определения индексов и знаков функций Уолша.

Блок 3 определения достоверных сигналов может быть выполнен (фиг.3) 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 40 знаков функций Уолша может быть вы-. полнен (фиг. 5) на регистрах, счетчиках, элементах сравнения, триггера, вычислителя, элементах И, ИЛИ и НЕ и кодере (регистр сдвига с весовыми обратными связями через сумматоры по модулю цва).

Узел 11 упорядочения по весам реализуется аналогично блоку 3.

Узел 10 вычисления весов — сум50 . матор числа единиц.

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

Линейный систематический (n,k) код может быть задан через систему линейных уравнений для п-k проверочньгх символов

1 где k — количество информационных символов; х . — информационные символы ко3 дового вектора х, j=1 k а — коэффициенты уравнений (1), 11 а;;= 1 или О.

Знак обозначает суммирование по модулю два.

Набор коэффициентов может быть задан матрицей G(n-kxk) ° ° ° +$Q

С

° ° ° ° ° Ф ° (2) ) 1 ° ° +p 4

Пусть i, i, ° .., i „— номера по2З ° ° Э зиций достоверных символов, где

0 (1 b n, 1 = 1 Mе

В качестве достоверных символов берутся символы принятого сигнала максимальной амплитуды.

В линейном систематическом коде кодовые слова с M достоверно принятыми символами на позициях 1 „ igy могут быть упорядочены и предм с ставлены в виде матрицы S <(2 хп), где с 4 k определяет размер ансамбля кодовых слов, строками являются кодовые слова с М определенными достоверными символами, а столбцами— функции Уолша порядка 2 с индексао ми и знаками, которые могут быть определены из расположения достоверных символов и уравнений (1).

Очевидно, что определение индексов и знаков функций Уолша в столбцах матрицы SL 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 W»„ a столбцах гроверочных символов (i=1 ï-k) являются линейными комбинациями функций

Уолша в столбцах информационных символов, как следует из (1), а при за мене 0 - 1, 1 - — 1 знак суммирования в формуле (1) заменяется на произведение, тогда а;;

П W = 1 индексов Ь 1, функвид (3) Wb

I

1443179

1 n-k

° у

О

О, г < k

k

= K aa,. h, = О;,- °

j-1

k ;,h; = G.

1=! М

k, j =m+1,М (415

h; М

Так как число достоверных с;;мволов И определяется из условия k-с - М . и-d+l с, то в системе (4) может быть выцелено k-с независимых уравнений, разрешаемых относительно h11 (i = l,k ñ) индексов функций Уолша в столбцах информационных символов по25 рядка 2 и аналогично их знаков.

Соответственно могут быть определены функции Уолша в столбцах информационных символов порядка ? и аналогично их знаков и соответственно могут быть определены функции Уолша в столбцах проверочных символов по формуле (4). где с определяет размер

С

2 ансамбля опорных сигналов d-1

c (k, С индексов hг,,г = l,с среди с-! . о неизвестных задаются как 2,...,2 т.е. 2 ". Решение выбранных k-c уравнений осуществляется по схеме

Горнера. Одновременно с вычислением 40 индексов функций Уолша в k информационных столбцах матрицы определяются их знаки по следующему правилу.

1) Поставим в соответствии знаку функцию sign: достоверный симl,åñëè U; вол недостоверный символ, Ц.=

О,если U.

Ц2 з

45 а 11 > a12 ° ° ° а 11, U1 аII-1<1 а 1! 1, 1, где а принимает значения О или 1 I )

50 (фиг. бв) . где h„,,h — значения индексов в „!ю бинарном прецставлении, Ж вЂ” суммирование по mod 2.

Для позиции 1 1 у ° ° 1 соответ ствуюших достоверным символам, можно записать

1, если х; (О, sign х., =

О, если х,. -2 О. !

С-I

2) Знаки И, для h = 2, r

1, с положительны, 3) Знаки W,, i = 1kс, h q. ин-! 1 декс функции Уолша в 1 -ом столбце, относительно которых разрешаются уравнения (4), определяются как

1 зiцпИ1, =signx p. O+ )Г а,. signW>

Х

1i

4(sign И„..=signx;,, j = 1,m, где, j = l,m определяют позиции достоверных символов среди информационных символов, Устройство для генерирования опорных сигналов корреляционного 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 U e (Ц r Ц,...

U„) (фиг. За).

Записанные значения амплитуд анализируются в блоке 3 определения достоверных символов, где определяются положения и знаки М символов с максимальными амплитудами. Выходное значение сигнала блока 3 представляет собой бинарную последовательность — (Ц,...,U ), где каждое из значений

U . =(Ц;, U .) — двухразрядное и l если U. — достоверный символ со знаком минус, О, в других случаях (фиг.бб).

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

B блок 4 оперативной памяти переписывается M-m 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

5 14 кольцевом регистре на выходе блока

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

Пусть U U . ° .,,U — значения

1м достоверных символов в принятой по" следовательности из и символов, при этом i i,,i — номера позиций достоверных символов среди k информационных, т.е. i„

Значения сигнала в блоке 4 пред, ставляют собой М-п1 (k+1) разрядных бинарных сигналов у которого k разрядов соответствуют значениям сигналов из блока 7 по следующему правилу (®4

k!1

4 (11!+1) ) 7 е

U4 (im,)) =

1=11<,1.)k9 !

П+f

U4 (1.111+3 ) Э 3

;=1

U2

0, если х .40;

ij

signW

55 1,если x;. ) О, U = U (i ) j =1Nm

1 = Т,k f а1! если 1ф11 1 ... 1

О, если 1 i „,12,...,m,; а значение (k+1)-ro разряда определяется как

1,если 03. = 1;

1 1. 1 1 mij

О,если U =О (фиг.бг).

m+j

В блок 5 вычисления индексов поочередно поступают сигналы с выхода блока 4 и над ними последовательно осуществляются следующие операции: вычисление весов в узле 10 упорядочение сигналов в порядок возрастания соответствующих им весов в узле 11, поэлементный анализ каждого из сигналов U4(i ) для определения индексов и знаков функций Уолша„ осуществляемый з узле 12 следующим образом.

1. Первый анализируемый сигнал записывается в и-разрядный регистр в

43179 6

U, (i=1 n) в и-разрядный регистр d записывается нулевой сигнал, N — номер анализируемого сигнала U gf,;(i†=

=1,n), N = 1,if-m, i — текущее значение номера отсчета сигнала (сигнал с выхода счетчика на максимальное число k).

2, Определяется i=i для которого U„„./U<, фО, тогда V,.„„ïoëàãàется равным 1, 3. Для всех i i (k, для которых U„, PU>. О и U,=. 1, вычисляс-

1 ется h,. = 2, где j =+V (= i!t!utt 1

15 Значения индексов h; в виде бинарного сигнала U1,, записывается в i-ю ячейку регистра С в С разрядов.

4. Вычисляется

k ! мин! 1Ь! Ь11 ми!11

1=1

Значения индекса Ь;м„„записываются в ячейку i « ðåãècòðà С в С разрядов.

5. Аналогично, для второго по поРядку сигнала, определяется 1=1 д„2, кот оро о 32 ь.„,,фОф0д.„„„1,2 — дл всех i ÄÄ2ci 6 k, для которых U2ь, 4 У,, О, Ud,.= 1 иht = 2 ", где j

30 — 1мнн „, 1,н,—

e=t

2Ь " м мРн2 2f i мчн2 ! = 1

6, Аналогично операции выполняются при анализе всех сигналов до тех пор, пока в регистре d не будут записаны все "1", что эквивалентно вы40 числению всех h i = 1,k.

7. Одновременно с вычислением индексов функций Уолща в столбцах информационных символов (значении разрядов G) определяются их знаки по следующему правилу:

Поставляют в соответствие знаку функцию sign

1,если х ° c, О

81япх;=

О,если х„. 2 О

Знаки Wt, для h; = 2, определенные для i ф it,t,Ht,2,...,М-тп, положи1443 t 79

g(x)=x +х +х +1, п=15,k=7,d=5 или

35 матрицей G(8x7) 1 0001 01

1110111

G=01 1 101 1

0001 01 1

50

Пусть количество достоверно принимаемых символов М k-c C М 6 и-d+1-с

Задают с = 4, k-c=3, М=15-5+1-4=

=7. Без учета вида кода M определяют количество уравнений, среди которых k-с будет независимым, что соответствует числу достоверных символов, тельны, т,е. signet,. 0 для 1Ф1„„„,, ..., М-тп.

Знаки М> определяются как ннйК k

siî-и Ф ь. = ь 9" К ° 0+ а.. - Siî. II

1 мин N к ° 3 i g

) -- 1 j

1Ф1еие> где signх;, — знак достоверного символа, соответствующего бинарному вектору Ug . 10

Знаки записываются в виде бинарного сигнала со значением 0 или 1 в (С+1)-й разряд С в соответствующую ячейку.

8. Вычисление индексов в провероч ных столбцах матрицы i = k+t,ï-по правилу, задаваемому кодом в кодере.

Вычисленные значения записываютюя в регистр N.

На выходе блока 5 вычисления ин- 20 дексов получают последовательность длины и (С+1)-разрядных бинарных сигналов, каждое значение сигналов соответствует: с разрядов — запись индекса функции Уолша в бинарном представлении, (с+1)-й разряд — знак функции Уолша, 9. Генерация функций Уолша с определенными знаками осуществляется генератором 6 функций Уолша.

Эпюры приводятся дли линейного циклического кода (15,7), задаваемого порождающим полиномом равному 7. В рассматриваемом примере для формирования ансамбля опорных сигналов размером 2 = 16 достаточно с трех достоверных символов, так как любые три уравнения системы (4), коэффициенты а; которой задаются матрицей G, независимы. Тогда L = 2 " =

16 — размер ансамбля опорных сигналов, что соответствует матрице S размера 16 х 15. Для примера передаваемый сигнал х = (2-1-1 1 1

1 1 — 1 2 1 -t-1-2), который соответствует передаваемому кодовому слову

У=(0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 О).

При этом i, = 1, i = 10, 14, та = 1, N = M-m = 2.

На фиг. ба показан сигнал, записанный в регистре 2, соответствующий входному сигналу.

На фиг. бб показано состояние регистров блока 3 определения достоверных символов. На фиг. бв показано содержимое блока 7 памяти коэффициентов, которое соответствует матрице G.

На фиг, бг показано содержимое

i-й ячейки блока 4.

На фиг. бд показано содержимое узла 11 упорядочения после вычисления весов в узле 10 блока 5 и упорядочения по весам в узле 11., На фиг. бд показано изменение состояний входного регистра узла 12 блока 5 вычисления индексов, которые соответствуют i-м тактовым импульсам с выхода генератора 1, показанные на фиг, бе. Матрица Б1 ансамбля опорных сигналов имеет вид (при соответствии 1-0,1-!).

Строки матрицы S являются опорны"

L ми сигналами, т.е, выходом генератора.

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

Формула изобретения

1. Устройство для генерирования опорных сигналов корреляционного декодера, содержащее регистр > инфор мационный вход которого является информационным входом устройства, блок памяти коэффициентов кода и генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к тактовому входу регистра, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повыше1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

01 1 0000000 0 1 1. 1 0

011000111011110

01110000001001

0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1

01 0001 0000 0 0 1 I 1

01 01 01 0000

1 0 1 1

1 1 0 1

0101111001010

Я„= 0 1

0100101010000.10

0101100100 0 1 1 1

01 01 1 01 01 0 1 1 1 1 1

011011010011011

0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 2 -2

С

0111110100 0 0 1 1 О -2-г.

0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 2

9 . 1 31 ния быстродействия устройства, в него введены генератор функций Уолша, блок определения достоверных символов, блок оперативной памяти и блок вычисления индексов, тактовый вход которого объединен с тактовыми входами блока определения достоверных символов и блока памяти коэффициентов кода и с первым тактовым входом блока оперативной памяти и подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом генератора функции Уолта H BTopblM тактовым Вхо дом блока оперативной памяти, выход регистра подключен к информационному входу блока определения достоверных символов, выходы которого подключены к соответствующим первым информационным входам блока оперативной памяти, выход блока памяти коэффициентов кода со<здинен с вторым информационным входом блока Ьперативной па мяти, выход которого соединен с информационным входом блока вычисле79 I0 ния индексов, выход которого подключен к адресному входу генератора функций Уолша, выходы которого являются выходами устройства, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления индексов содержит узел вычисления весов, узел упорядочения по весам и узел определения индексов и знаков функций Уолша, тактовый вход которого объединен с тактовыми входами узла вычисления весов и узла упорядочения по весам и является тактовым входом блока, информацион.ные входы узла вычисления весов и узла упорядочения по весам объединены и являются информационным входом блока, выход узла вычисления весов соединен с управляющим входом узла упорядочения по весам, выход которого подключен к информационному входу узла определения индексов и знаков функций Уолша, выход которого является выходом блока.

1443 3 79 юФ

1443179

rcz S

usf ид

Vg

Y) Фиэ. Ю

Составитель О.Ревинский

Редактор В,.Бугренкова Техред П.Олийнык Корректор С.Черни

Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 639б/55

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4