Обнаружитель комбинации двоичных сигналов

 

Изобретение относится к технике связи, может быть использовано в устройствах передачи данных, в частности для цикловой синхронизации , и является усовершенствованием известного устройства. Цель изобретения - повышение достоверности и расширение области применения обнаружителя. Обнаружитель содержит регистры 1 и 25 сдвига, дополнительные регистры 3, блоки 2 и 4 памяти, сумматоры 5 и 26, пороговый блок 6, пороговый регистр 7, 0-триггер8, RS-триггерЭ, регистры 13-16, переключатель 10, счетчик 11, блок 12 сравнения, элемент НЕ 17, элементы И 18-23, элемент 24 задержки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (51)5 G 08 С 19 /28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1506463 (21) 4876056/24 (22) 18.10.90 (46) 30.07.92. Бюл. М 28 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С.Ж.Кишенский, А,П,Буркин, О,В.Васильев и О.Ю.Христенко (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1506463, кл. G 08 С 19/28. 1985. (54) ОБНАРУЖИТЕЛЬ КОМБИНАЦИИ ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ

Я2«„1751799 А2

2 (57) Изобретение относится к технике связи,. может быть использовано в устройствах передачи данных, в частности для цикловой синхронизации, и является усовершенствованием известного устройства. Цель изобретения — повышение достоверности и расширение области применения обнаружителя. Обнаружитель содержит регистры 1 и 25 сдвига, дополнительные регистры 3, блоки 2 и 4 памяти, сумматоры

5 и 26, пороговый блок 6, пороговый регистр 7, D-триггер 8, RS-триггер 9, регистры 13-16, переключатель 10, счетчик 11, блок 12 сравнения, элемент HE 17, элементы И 18 — 23, элемент 24 задержки. 3 ил.

1751799

20

35

Изобретение относится к технике связи, может быть использовано в устройствах передачи данных, в частности для цикловой синхронизации, и является усовершенствованием известного устройства по основно- 5 му авт. св. N 1506463.

Известен обнаружитель комбинации двоичных сигналов, который содержит первый регистр сдвига, первый вход которого является информационным входом устрой- 10 ства, тактовым входом которого является второй вход первого регистра сдвига, первая группа выходов которого через первый блок памяти подключена к первой группе входов сумматоров, а к первой группе вхо.дов порогового блока подключены выходы порогового детектора, q последовательно соединенных дополнительных регистров сдвига, к информвционйому входу первого из которых подключен выход первого регистра, q дополнительных блоков памяти, к адресным входам которых подключены кодовые выходы соответствующих q последовательно соединенных дополнительных регистров Сдвига, где

q = N /(rn-1), где M — число разрядов комбинации двоичных сигналов;

m — число разрядов каждого из последовательно соединенных дополнительных ре- 3 гистров сдвига, выходы q дополнительных блоков памяти подключены к другим входам сумматоров, вь:ходы которого соединены с второй группой входов порогового блока, и D-триггер, к информационному входу которого подключен выход порогового блока, синхровход Dтриггера и вторые входы q последовательно соединенных дополнительных регистров сдвига подключены к второму входу первого регистра сдвига, Недостатками известного устройства являются невысокая достоверность фуМционирования и çêàÿ область применения, Действительно, в некоторых ситуациях (на- 4 пример, при определенных видах комбинаций двоичных сигнало =::) возможно получение в течение нескольких тактов (последовательных) работы сигналов о превышении числа совпадающих позиций заданного порога.Это 5 возможно и при невысокой величине порога.

В этом случае основное устройство подряд в соответствующем числе тактов выдает сигнал о превышении порога, не принимая решения о наиболее вероятном месте обнаруживае- 5 мой комбинации, что вызывает неоднозначность. Целесообразно было бы предусмотреть в таком случае подсчет числа совпадений и выдачу среди всех смежных тактов, в которых произошло превышение порога, наиболее вероятного, для которого число совпадений максимально. Этого устройство не делает, что снижает его надежность и достоверность работы. Кроме того, данное устройство не позволяет эффективно работать в каналах связи со стираниями, т.е, в тех случаях, когда приемная аппаратура дополнительно к решениям о конкретном значении каждой принятой посылки сигнала выдает сигналы стирания, свидетельствующие о ненадежном приеме. Данное изобретение не позволяет учесть сигналы стирания при соответствующем методе и средствах приема, что сужает область его применения.

Цель изобретения — повышение достоверности и расширение области применения обнаружителя за счет учета стираний, На фиг. 1 приведена структурная схема обнаружителя комбинации двоичных сигналов, на фиг. 2 — функциональная схема переключателя; на фиг. 3 — функциональная схема первого сумматора.

Обнаружитель комбинации двоичных сигналов (фиг. 1) содержит первый регистр

1 сдвига, первый блок 2 памяти, q последовательно соединенных дополнительных регистров 3 сдвига (где q =- 1, 2, 3, .„), q дополнительных блоков 4 памяти, первый сумматор 5, пороговый блок 6, пороговый регистр 7, 0-триггер 8, RS-триггер 9, блок 10 переключателей, счетчик 11, блок 12 сравнения, третий регистр 19 (сравнения), второй оегистр 14 (промежуточный), четвертый и второй регистры 15 и 16, элемент НЕ 17, шестой, четвертый, третий, первый, второй и пятый элементы И 18, 19, 20, 21, 22 и 23, элемент 24 задержки, второй регистр 25 сдвига, второй сумматор 26. Входы 27, 28 и

29 являются соответственно первым (информационным), вторым (тактовым) и третьим (дополнительным информационным) входами устройства. Прямой выход 30

D-триггера, и выходы 31 и 32 регистров 15 и

16 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, Блок 10 переключений (фиг. 2) содержит и механически связанных и-позиционных переключателей 33я — 33л (на фиг. 2 и = 3) (с учетом того, что сумматор 26 имеет п выходов), При этом j-й выход сумматора 26 соединен c n+i-)-м неподвижным контактом i-го переключателя блока 10, где i = 1, и, j = 1, и, а разряды нумеруются с первого (младшего) до и-го (старшего). Подвижные контакты переключателей 33 соед нены с входами соответствующих разрядов (от старшего до младшего) ссответствующего слагаемого сумматора 5, Остальные. неподвижные контакты переключателей 33 заземлены. Дополнительный переключатель 34 (двухпоэиционный) 1751799 блоку 10 неподвижными контактами соединенй с шинами нулевого потенциала и питания, а подвижный контакт соединен с управляющим входом сумматора 5 (на фиг.

1 этот вывод не выделен иэ группы).

Сумматор 5 содержит первый 35 и второй 36 блоки суммирования.

Устройство работает следующим образом.

Обнаружитель анализирует поток применяемых двоичных сигналов, сопроврждаемых тактовыми импульсами, в каждом тактовом интервале (интервале между соседними тактовыми импульсами) вычисляет корреляционное число, равное числу информационных позиций, на которых выборочная комбинация совпадает с эталонной, и формирует решение об обнаружении комбинации во всех случаях, когда это число больше заданного заранее порогового значения. В том случае, когда из-за внешних причин (вида кодовой комбинации, уровня порога, уровня помех и пр.) в нескольких смежных тактовых. интервалах корреляционное число больше порога, обнаружитель (по предлагаемому устройству) выдает дополнительную информацию о максимальном значении корреляционного числа среди смежного ряда, а также позицию этого числа относительно первого тактового интервала, на котором был превышен порог, Дополнительно обнаружитель позволяет формировать корреляционное число с учетом "веса" стертых символов с возможностью по желанию пользователя изменять этот "вес".

Принимаемые двоичные сигналы в виде последовательности информационных посылок вида "0" и "1" поступают на вход 27 устройства, на его вход 28 поступают синхронизированные тактовые импульсы (с информационными), Одновременно по входу.

29 в регистр 25 сдвига стираний поступают сигналы стираний. Если на некоторой посылке зафиксировано стирание, как решение приемника о ее недостоверности, то в потоке стирайий этой посылке соответствует "1" на входе 29, а отсутствию стирания соответствует "0". Очередной тактовый импульс сдвигает содержимое регистров 1, 3 и

25 на один бит в сторону старших разрядов (в.направлении к выходу соответствующего. регистра), В результате в каждом тактовом интервале в регистрах 1 и 3 содержится

N-разрядная выборочная комбинация, образованная двоичными сигналами, принятыми в данном и М-1-м предыдущих. тактовых интервалах, где N — число, равное длине выборочной комбинации и числудвоичных сигналов эталона (хранящегося в ре25

30 числа "7".

Коды корреляционных чисел поступают на входы сумматора 5, который выдает на выходе код суммы корреляционных чисел, равной числу щ формационных позиций

40

10

55 гистре 7). При этом в каждом из регистров 1 и 3 содержится m-разрядное слово выборочной комбинации, где одновременно для данной выборочной комбинации в регистре

25 записана совокупность стираний; длина регистра 25 равна m разрядов, Слова выборочной комбинации с выходов регистров 1 и 3 параллельным кодом поступают соответственно на входы блока 2 памяти и блоков 4 памяти — на их адресные входы, в результате чего.на выходах блоков

2 и 4 памяти появляются соответствующее содержимое их ячеек. В ячейках памяти блоков 2 и 4 содержатся корреляционные коды, представляющие собой числа информационных позиций, соответствующего m-разрядного слова эталона, в которых оно совпадает с адресами ячеек. В результате на выходах блоков 2 и 4 появляются коды чисел позиций, в которых i-e слово выборочной комбинации совпадает с i-м словом эталона, Например, для слова эталона

1100110Х (символ Х означает позицию, исключаемую из анализа) при поступлении слова выборочной комбинации 11000100 на выход считывается код(двоичный) числа "6", а для эталона 11100110 (все позиции информационные) при поступлении кода выборочной комбинации 11100111 считывается код (пока не учитываем стирания), на которых выборочная комбинация совпадает с эталоном. Если это число меньше порогового числа с регистра 7, блок 6 не формирует выходного сигнала,,а если это число больше или равно коду с выхода блока 7, блок 6 формирует сигнал обнаружения комбинации, который записывается в триггер8 этим же тактовым импульсом, задержанным относительно входного на элементе 24 задержки (попутно этим решением достигается повышение оперативности срабатывания предлагаемого устройства в сравнении с известным на один такт, так как в известном устройстве решение об обнаружении принималось на следующем такте).

До этого момента работа предлагаемого устройства практически почти полностью совпадает с работой известного. Рассмот- рим работу предлагаемого устройства при появлении смежной последовательности (в смежных тактовых интервалах) нескольких подряд сигналов с выхода блока 6, Здесь имеет место несколько ситуаций, 1, Исходное состояние (до первого срабатывания блока 6): регистры 13 — 16 и 25

1751799

7 обнулены, счетчик 11 также, триггер 9 — в нулевом состоянии.

2. Если в предыдущем тактовом интервале не было сигнала с выхода блока 6 и в предыдущем пункте) не осуществляются, Элемент И 20 также не срабатывает, так как триггер 9 находится в единичном состоянии и на его инверсном выходе — запрещающий текущем его также нет, состояние узлов ус- 5 нулевой потенциал, т,е, ничего не происходит.

4. Если на предыдущем такте сработал тройства не изменяется.

3, Пусть в текущем интервале появился сигнал с выхода блока 6, Так как регистр 13. блок 6 и на текущем тоже, но код с выхода обнулен, то на выходе "Больше" блок 12 сумматора 5 больше содержимого регистра сравнения (который срабатывает, если со- 10 13;:то срабатывает блок 12 сравнения, эледержимое выходного сигнала с сумматора 5:.: : мент И 18 и аналогично пункту два происхобольше содержимого регистра 13) появляет"- .. дйт запись кода с сумматора 5 в регистры 13 ся положительный сигнал, Он поступает на::-.. . и 15, содержимого счетчика 11 — s йромежувход элемента И 18, на другой вход которого .:.: точный:регистр 14. Таким образом; в регйст- . поступает сйгнал с выхода блока 6. Таким 15 рах- 13 и 15 хранится максимальный код образом, элемент И 18 подготавливается к .: корреляционного числа среди всех смежных срабать|ванию. Тактовый импульс, задер- :тактов, в которых сработал:блок 6, а в реги- .. жанный на элементе 24 на время, необходи- стре 14 : — номер такта этого максимального мое для срабатывания блока 6 после кода(относительно первоготакта втекущей смежнОЙ последовательности) после перво20 тактовога импульса, поступая на третий вход элемента И 18, вызывает появление на го срабатывания блока 6. его выходе импульса, осуществляющего . ; .:: 5. Если,на предыдущем такте блок 6 следующие операции; запись суммь1 корре- сработал; а на:текущем нет, это означает, ляционных чисел в регистр 13 сравнения и - что смежная. пбследовательность тактов, в . во второй выходной регистр, запись содер- 25 которых выявляется кодовая комбинация, жимого счетчика 11 (в данной ситуации оно:. закончилась;.При этом осуществляются ciie- нулевое) в промежуточный регистр 14.

Кроме того, поскольку триггер 9 находится в нулевом состоянии, появляется сигдующие операции: йоявляется положительный йотенциал на выходе. элемента НЕ 17, который вмеСте нал с выхода элемента И 20, который 30 с положительным потенциалом с прямого сбрасывает первый выходной регистр 16, - ; :выхода триггера 9 разрешает срабатывание

Далее формируется импульс на втором" : n0:èìïóëüñó с первого выхода элемента 24 выходе элемента 24 задержки; который, по- . " задержки 2 элемента И 19; импульс с pro .. выхода сбрасывает счетчик 11 и регистр 13, ступая на элементы И 21 и 22; вызывает (за счет наличия сигнала с выхода блока 6) уста35 а также записывает содержимое промежуновку триггера 9 в .единйчное состояние. точного регистра 14 в первый выходной реДополнительная задержка йеобходима для гистр 16: того, чтобы до переброса триггера 9 про- сигналом с второго выхода элемента 24 изошли и за."ончились процессы запйси и задержки срабатывает элемент И 22, устасброса счетчика и регистров, указанных вы- 40 навливая триггер 9 в нулевое состояние. ше. Таким образом, по окончании смежной

Блок 24 задержки может быть выпал- последовательности тактовых интервалов, . нен, например, на основе двух последова- на которых срабатывает блок 6, в регистре тельно соединенных одновибраторов или 15 фиксируется максимальный корреляци-, двух формирователей импульсов так, чтобы 45 онный код среди всех указанных смежных импульсы с первого выхода запаздывали в тактов, в регистре 16 — номер такта (относисравнеййи с тактовыми, а импульсы с второ- тельно первого, на котором сработал блок го выхода — в сравнении с импульсами с 6), в котором зафиксирован данный максипервого выхода. мальный код. Эти значения хранятся досле-:

Триггер 9, перехода в единичное состо- 50 дующего срабатывания" блока .6. По этйм яние, открывает элемент И 23, через кото- значениям можно дополнительно к сигнарый начинают поступать тактовые импульсы лам.с триггера 8 оценить величину корреля на счетчик t1, - -.- . ционйого кода (надежность выявления

3, Если на предыдугцем такте сработал кодовой комбинации) и конкретный такт ; в . . блок 6 и на текущем тоже, но на текущем 55 котором :этот максймальнйй код был притакте сумма с сумматора 5 меньше; чем чис- нят, т.е. при нескольких смежных срабатыло, записайное в регистре 13, то блок12 не ванйях блока 6 можно с большей: срабатывает, Следовательно, на выходе достоверностьв определить истинйое месэлемента И 18 сигнал не формируется и со- то (такт поступления) вйбираемой кодовой ответствующие операции (описанные в ". комбинации.

1751799

В аспекте учета стираний обнаружитель работает следующим образом, Переключатели 33 в блоке 10 определяют в совокупности вес каждого стирания сравнительно с весом позиции информационной, совпадающей с соответствующей эталонной позицией, В соответствии с фиг, 2 разряды сумматора 26 (на его выходе формируется сумма стираний, соответствующих информационным разрядам комбинации — тем, которые соответствуют не обозначенным значком

"Х" позициям комбинации, это обеспечивается наличием или отсутствием соединения соответствующего разряда регистра 25 к входам сумматора 26) коммутируются на входы дополнительного слагаемого сумматора 5 (в блок 36) в зависимости от положения переключателей 33 (они, как указано выше, все связаны механически, т,е. в каждом одновременно подвижный контакт соединен с тем же, что и для других, неподвижным контактом).

Так, для и-го положения переключателей 33 (по фиг, 2 для третьего) вес стирания равен весу совпадающей информационной посылки. Это соответствует "наиболее оптимистическому" решению, когда полагают, что во всех стираниях (стертых символах) принятая комбинация должна была полностью совпасть с эталоном. Соответственно, для и-1-го положения переключателей 33 (в данном случае для второго) вес стирания равен

1/2 от веса совпавшей позиции комбинации (в данном случае эта доля составляет 1/2). В общем случае при i-м положении переключателей ЗЗ вес стирания составляет 1/(2" ) от веса совпавшей позиции.

Все сказанное относится к случаю, ког-. да подвижный контакт управляющего переключателя 34 соединен с положительным потенциалом соответствующего неподвижного контакта, в результате чего на вход управления сумматора 36 поступает положительный управляющий сигнал. Этот сигнал определяет режим работы блока 36, который .. при положительном потенциале работает как сумматор, суммируя коды, поступающие от блоков 35 и 10, а при нулевом потенциале вычитает код с блока 10 из кода с блока 35, Такой сумматор-вычитатель может быть, например, реализован на микросхеме типа К

500 ИМ-180, По желанию пользователя веса стираний могут быть (это определяется переключателем 34) отрицательными, Это соответствует группе "пессимистических" решений, наиболее "пессимистическое" из которых соответствует решению, когда в любом стертом символе предполагается посылка, не совпадающая с эталонной.

Таким образом, можно по требованию пользователя учитывать веса стертых сим5

15 ложение обнаруживаемых комбинаций, а

55 волов для выявления обнаруживаемых комбинаций. Критерий выбора веса определяется пользователем и зависит от его

"оптимистичности". вида обнаруживаемой комбинации, конкретной помеховой ситуации и уровня порога, Можно также полностью исключить учет стираний в данном устройстве (задать им нулевой вес), подключив, например, вход 29 устройства к нулевому потенциалу.

Таким образом, предлагаемое устройство, обладая всеми положительными качествами известного устройства, позволяет более достоверно определять истинное потакже учитывать веса стертых символов в них с перестраиваемым критерием по требованию пользователя. Достоверность повышается за счет" формирования устройством в смежной последовательности тактовых интервалов, в которых основным устройством выявлена комбинация наиболее вероятного (по критерию совпадения) такта ее появления, величины корреляционного кода максимального совпадения, что позволяет более достоверно выявить положение данной обнаруживаемой комбинации. Учет стираний позволяет использовать данное устройство в приемниках со стираниями символов и более гибко настраивать пороги и критерии выявления комбинаций в различных помеховых ситуациях, при различном виде выявляемых комбинаций и требованиях пользователя, Формула изобретения

Обнаружитель комбинации двоичных сигналов по авт. св, М 1506463, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности обнаружителя и расширении области его применения, в него введены регистры; блок сравнения, второй регистр сдвига, второй сумматор, счетчик, RS-триггер, переключатель, элементы И, элемент

НЕ и элемент задержки, вход и первый выход которого включены соответственно между вторым входом первого регистоа сдвига и синхровходом D-триггера, второй выход элемента задержки соединен с первыми входами первого и второго элементов

И, выходы которого соединены соответственно с $- и R-входами RS-триггера, инверсный и прямой выходы которого соединены с первыми входами соответственно третьего элемента И и четвертрго и пятого элементов И, выход пятого элемента И соединен с первым входом счетчика, выходы которого соединены с первыми входами первого регистра, выходы которого соединены с первыми входами второго регистра, выход которого является вторым выходом обнару1751799

Фив. 2

От&

Составитель Н,Бочарова 1

Редактор M,Ïåòðoâà Тахред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 2694 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 жителя, первые входы блока сравнения, третьего и четвертого регистров подключены к выходам первого сумматора, выходы четвертого регистра являются третьими выходами обнаружителя, выход блока сравнения соединен с первым входом шестого элемента

И, выход которого соединен с вторыми входами первого, третьего и четвертого регистров, выходы третьего регистра соединены с вторыми входами блока сравнения, вторые входы первого, третьего и шестого элементов И и вход элемента НЕ подключены к выходу порогового блока, вь ход элемента НЕ соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И; выход четвертого элемента И— с третьим входом третьего регистра, вторым входом второго регистра и вторым входом счетчика, выход третьего элемента И вЂ” с третьим входом второго регистра, третьи

5 входы третьего, четвертого и шестого элементов И подключены к первому выходу элемента задержки, второй вход пятого элемента И и первый вход второго регистра сдвига — к входу элемента задержки, выходы

10 второго. регистра сдвига соединены с входами второго сумматора, выходы которого через переключатель соединены с третьими входами первого сумматора, второй вход второго сумматора является третьим вхо15 дом обнаружителя.