Генератор квазиортогональных сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах, прйМёнШщйх цифровые методы формирования больших систем сложных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, генератора за счет фазового сдвига квазиортогонального сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее регистр, блок памяти, тактовый генератор и счетмик, введен сумматор по модулю Т, где Т - период квазиортогональныхсигналов 1 ил., 2 табл. ,

(l9) (I й) Ф 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

- (5 1)5 G Об F 1/02

I OCYjgAPCTBFHHblPI HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ . ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М4, ;

ВИЕРА;.q Ф вне / (54) ГЕНЕРАТОР КВАЗИОРТОГОНАЛЬНЫХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к автома"

Изобретение-относится к автоматИ" :у: мального соотношения между объемом ке и вычислительной технике и может - - памяти и числом сумматор ров" по модулю быть использовано в радиотехнических два, но это не оЬеспечйвает сущестсистемах, применяющих цифровые мето" венного сокрацения аппаратурных затды формированйя больших систем слож-. рат. Второй недостаток известного ных сигйалов-. " . :.. - устройства (2» заключается в малом

Известен ряд устройств,. которые объеме системы сигналов L, не .премогут быть использованы для формирова": — вышающем базу кодирования В (см. $3), ния систем сложных сигналов. Напри" .,-, 250), мер, для формирования системы opt0» . Наиболее близким к предлагаемому гональных сигналов (см. Я, с. 101 - является генератор сложных сигналов C)

: 102) может быть использован генера - (4 1, содержащий тактовый генератор, тор функций Уодша (2), содержащий аиход которого подкдшчек к тактоаоблок памяти и группы сумматоров по - : му входу счетчика, разряды которого модулю два. - ., †: " - --. подключены к первому""входу гэлемента (2 заключ е

Недостаток известного устройства И, к управляющему входу блока пораз

2) заключается в Ьольшом объеме ис- ., рядного инвертирования и к входу пользуемой памяти (см. (1, с.333 " . синхронизации буферного регистрар

33 ). С целью ее сокращения в гене- - выход переупорядочения и выход нораторе j2) предлагается выЬор опти" мера генерируемой функции которого

1 (21) 4769888/24 (22} 13 12.89 (46) 15.08.92. Вюл. М 30 . (72) Н.И.Гриненко, A.ô.J1ûcàêîâñêéé, Г.А.Величко и Г.А,Оплачко .(56) Авторское свидетельство СССР и 1324018, кл. G Об F 1/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР 1392550, кл. G 06 F 1/02, 1986 (прототип).

2 тике и вычислительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах, прйменяющих -цифровые методы формирования больших систем сложных сигналов. Цель изобретения " расширение функциональных возможностей генератора за счет фазового сдвига квазиортогонального сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержацее регистр, блок памяти, тактовый генератор и счетчик, введен сумматор по модулю Т, где Тпериод квазиортогональных сигналов.

1 ил., 2 табл.

1755270:

3 подключены соответственно к управляющему входу коммутатора и к адресному входу блока памяти, выхбд которого подключен к входу операндов блока суммйрования, а выходы остальных разрядов счетчика подключены к входам блока формирования функций

Уолша, выходы четных и нечетных функций которого подключены соответственно к йервому информационному входу коммутатора и к информационному входу блока поразрядного инвертированйя, в@ход.которого подключен к BToðoìó информационному входу коммутатора., выход которого подключен к входу задания знаков операндов блока суммирования:, выход которого подключен к информационному входу блока инверсии, выход которого служит выходом генератора сложных сигналов, управляющими входами которого служат информационные входы буферного регистра, выход признака четности генерируемой функции которого подключен к второму входу элемента

И, выход которого подключен к управляющему входу Ьлока инверсии знака.

Недостатки генератора сложных. сигналов (43, аналогично как и устройства f2/, заключаются в большом оЬъеме используемой памяти и в малом оЬъеме генерируемой системы сложных сигHBJloe L, не превышающим базу кодирования В. Малое число сигналов

L оЬуславливает (см. $5), с.37) низкую относительную скорость передачи информации

r = (1.vggL)/8, (1) где (xj - целая часть числа х.

Цель изобретения - расширение. функциональных возможностей генера-. тора за счет фазового сдвига квазиортогональных сигналов, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр, блок памяти, тактовый ге.. нератор и счетчик, причем первый и второй информационные входы регистра являются соответственно входом номера и фазового сдвига квазиортогонального сигнала, первый вход регистра поразрядно соединен с первой группой адресных входов блока памяти, выход блока памяти является выходом устройства, счетный вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющим входом записи регистра, дополнительно введен сумматор по мо" дулю Т (где Т - период квазиортогональных сигналов), причем второй выход регистра и информационный выход счетчика соединены соответст-..

10 венно с первыи и вторым входами сумматора по модулю Т, выход сумматора по модулю Т поразрядно соединен с второй группой адресных входов блока памяти, 15 . В предлагаемом устройстве в ка" честве двоичных кодовых последовательностей системы квазиортогональ-. ных сигналов используются строки матрицы инцидентности циклической

20 r-схемы Штейнера S (r, k,Т). Схемой

S (t, k,т) называется (см. (6, с.б8) размещение Т элементов по В блокам емкостью )с элементов (!с(Т), удовлетворяющее требованию: с произвольно выбранных элементов из Т появляются вместе точно в одном блоке (2 t(k). Два любых блока t - схемы

Штейнера содержат 1Е 0,1,...,t-1 общих элементов. Поэтому максимальЗ0 ный уровень пика взаимокорреляционной функции между любой парой сигналов (величина неортогональности) определяется по правилу

К » трх()Т вЂ” 4 (k - 1)/ /T),(2)

35 Количество блоков t - схемы Штейнера определяется по формуле В = Т! (k — С) l(kI(Т вЂ” t)!. Поэтому объем системй сигналов L,= В значительно превышает базу кодирования В = Т.

40- Кроме того, использование циклической t-схемы Штейнера позволяет хранить в блоке памяти только базовые кодовые последовательности, от носительно:которых остальные кодо45 вые последовательности могут быть вьчислены в реальном масштабе времени при помощи сумматора ho модулю Т. Таким образом, предлагаемое устройство существенно отличается

50 от известных j2, !ij.

На чертеже. представлена функциональная схема генератора,.

Генератор квазиортогональных сигналов содержит тактовый генератор

1, счетчик 2, сумматор 3 .по модулю

Т, регистр 4 и блок памяти 5. Регистр 4 предназначен для приема и хранения цифровых кодов 71Е(0,1,...., 755270

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с описанным в (б) рекуррентным правилом построения квазиортогональных сигналов зак.! лючается в большем объеме L системы генерируемых сигналов при сравнимых базах кодированйя В и максимальных уровнях пика взаимокорреляционной функции между любой парой сигналов

К . Например, в jG) (см.с,69) приведен ансамбль квазиортогональных сигналов с параметрами В = 27, L =

=.64 и R = 1/3 = 0,33. Предлагаемое

5

1 б и-1}и Y26{0,1,...,Т-1), прием которых с входных шин осуществляется под воздействием сигнала "1", поступающего на управляющий вход записи регистра 4. При наличии на данном входе сигнала "0" регистр 4 осуществляет хранение принятой информации на все время генерирования сложного сигнала. Базовые блоки циклической схемы Штейнера записаны в блок

5 памяти в двоичном коде, пример которых для схемы S (4,7,23) представлен- в табл,1, Генератор квазиортогональных сигналов работает следующим образом.

При включении источника питания (не показан) подается импульс на установку в нулевое состояние регистра 4 .и .счетчика 2 по модулю

Т + 1. По этому сигналу регистр 4 осуществляет прием. цифровых кодов

YfELO 1,...,n-1} и Y2E(0,1,.;.,T-1}, где и и Т вЂ” число базовых блоков и число элементов циклической L.схемы Штейнера соответственно„

Тактовый генератор 1- начинает вырабатывать импульсы с периодом следования Ти, которые поступают на счетный вход счетчика 2 по модулю

Т + I. Под воздействием каждого.так.тового импульса счетчика 2 из сос- тояния d переходит в состояние

d + 1. Сигнал "0" с выхода переполнения счетчика 2 поступает на управ" ляющий вход записи регистра 4, который переходит в режим хранения входных цифровых кодов Yl и У2 на все время TX = (Т + 1) Ти генерирования сложного сигнала. На первый адресный вход блока 5 памяти поступает цифровой код У1, в соответствии со значениями которого осуществляется выбор одной, из и строк матричного блока 5 памяти, то есть осуц ествляется выбор одного из п базовых блоков циклической с-схемы

Штейнера. Цифровой код У2 поступает на второй вход сумматора 3 йо модулю

Т, с выхода которого вычисленная сумма h = (Y2+d)(mod Т) поступает на второй адресный вход блока 5 памяти. По порядковому номеру h осуществляется выбор столЬца в матричном блоке 5 памяти. Значение бита, находящегося на пересечении Yl-й строки и h -го столбца, поступает на выход устройства.

Так м образом, под воздейстгием

Т тактовых импульсов происходит последовательное циклическое считывание (по правИлу: (Y2 + d) (mud Т, d = 1, Т) всех Т Ьит предваритель" но выбранной двоичной кодовой после" довательности, начиная с Ьита по порядковому номеру (Y2+f)(mud Т) и заканчивая" Ьитом по порядковому йомеру 72, так как ,Y2 + T =Y2(mud Т)

В таЬл.2 представлены кодовые последовательности 23 квазиортогональных сигналОв, генерируейых предлагаемым устройством относительно базового блока, представленного для входного кода YI = "0 0 0 0" в первой строке таЬл.1. ОЬъем системы сигналов с использованием схемы

В(4,7,23) равен числу блоков данной схемы В = 253. В табл.2 символы

"+" и "-" оЬозначают "+1" и "-1" соответственно. В явном виде базовые блоки схемы В(4,7,23) приведены в

И

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами 2,4, которые генерируют ортогональные системы сигналов Уолша-Адамара с равными параметрами L и В, заключается в (Т - I)! (k — 4) . /(Ы (Т вЂ” 1)! ) раз большем объеме системы сигналов (L > В), что позволяет повысить в соответствии с выражением (1) относительную скорость передачи дискретной информации с (1оg В)/В до 1од L)/Б. устройство с использованием схемы

$ (4,7,23) генерирует при меньшей базе кодирования В (23 вместо 27) и при лучших в соответствии с выражением (2) взаимокорреляционных свойствах R (0,30 вместо 0,33) !

755270 почти в четыре раза Ьольше сигналов (253 вместо 64), что повышает относительную скорость передаЧи инфор мации г в соответствии с выражением (1) от 0,22 до 0,30.

Таким образом, из анализа видно, что предлагаемое устройство обладает большими функциональными возможйостя ми в сравнении с существующими. формула изобретения генератор квазиортогойальных сигналов, содержащий регистр, Ьлок памяти, тактовый генератор и счетчик, причем первый и второй информационные входы регистра являются соответственно входом номера и фазового сдвига квазиортогонального сигнала, первый выход регистра поразрядно соединен с

Табли ца 1

° » ееЫ

Код Yf Базовые блоки S (4,7.,23) »»» «е«

000000010000001 О

1 О 1 О 1 0 О О О О О О О О О О.

О О О 0 О 1 О О 1 О 1 О 1 О О 1 О

О О 1 О О О О О О О ;1 0 1 О О О, 00010001000001 001

О О О О 1 О 1 О 1 О О О 1 О О О 1

О О О О 1 О 0 О О 1 О О 1 О О 1 О

О О 0 О О О 1 О 1 1 1 1 О О О О О

1 0 О О О 1 О О О 1 1 О О О 1 О О

1 1 1 О О U О 1 О О 0 О О 1 1 О О

01 10010000100001

«»»е»«»ее»»»»»»

Табли ца 2

«

Кодовые последовательности генерируемых сигналов

Выходной

"код СИ 3

° »»»

2 е» °

+ »«+++++++ -++

+ + + + + + + + + +

++++++ + » ++++

+++++++»++++++

++ ++++-++++++

+++++«++++++

++++ ++++++ +

+++-++++++»«-+.

++-++++++»+

+-++++++»»+

++++++ +-++

+ + + + +.

+++

+ +

+ +

+ +

+++

+ + +

+ + +

++.+

+++

+ + +

+ » «+

«+

+ +

+ +

+ +

++ - -+

+ +

+ +

0001

0011

0101

0! 10

0111

1ООО

1U0 1

101 0

ООООО

00001

00011

00101

0и110

00111

01001

01010

110011

1 0001

10! 00

101001 то1uîи

100000 !

ООООО первой группой адресных входов блока памяти, выход блока памяти является выхбдом генератора, счетный вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющим входом записи регистра, о т л ич а ю .шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет фазового сдвига квазиортогональйого сигнала, он содержит сумматор по модулю Т, где Т - период ортогональных, сигналов, причем второй выход регистра и информационный выход счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора по модулю Т, выход. сумматора по модулю Т поразрядйо соединен с второй группой адресных входов Ьлока памятй.

° °

1755270

Продолжение табл.?

++-+++ +++--+

+++++

+++++

++++

+ + +

++-++

Составитель Г.Величко

Техред И.Иоргентал Корректор О.Густи

Редактор И.Касарда

Тираж Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2893

ВНИИПИ Государственного

113 >35, с

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул.. Гагарина, 101

01011

01101

01111

10001

10011 1 0100

101 01

10110

+ + . + +

++--+++

++--++++

+--+++++

++++++

+++++++

+ + + + + + +

+++++++

+++++-++

+++ ++++

+++-++++

++-+++++

+++

+++

+ + +

+ +

+ - + б +

+ + +.

+ + +

+++

+++

+ +