Генератор дискретных ортогональных функций

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для создания генераторного оборудования многоканальных систем связи . Цель изобретения - упрощение генератора . Генератор дискретных ортогональных функций содержит тактовый генератор, блок формирования функций Уолша, состоящий из источника постоянного напряжения , n-разрядного счетчика (где 2П - число генерируемых функций) и (п-1) групп умножителей по (2-1) умножителей в каждой группе (где i - порядковый номер группы, i 1 ,п-1), формирователь импульсов, триггер, два ключа, сумматор и (п+1) дополнительных умножителей. 4 ил.,2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 06 F 1/025

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4879708/24 (22) 04.09.90 (46) 23,08,92. Бюл. ¹ 31 (72) С,А. Турко. (56) Хармут Х.Ф. Передача информации ортогональными функциями. М,; Связь, 1975, с. 66, рис. 2.7.

Авторское свидетельство СССР № 1386981, кл. G 06 F 1/02, 1986. (54) ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТНЫХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для создания генераторного

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис- . пользовано для создания генераторного оборудования многоканальных систем связи.

Известен блок формирования функций

Уолша, содержащий источник постоянного напряжения; и-разрядный счетчик (где 2"— число формируемых функций Уолша) и (n-1) групп умножителей по (2-1) умножителей в каждой группе (где 1 — порядковый нОмер группы, l 1 п-1), причем первый входумножителя первой группы подключен к вйходу первого разряда счетчика (нумерация разрядов со стороны старшего разряда счетчика), первые входы умножителей i-й группы, кроме первой, подключены к выходам с первого по 1-й разрядов счетчика и к выходам умножителей групп с первой по (И)-ю, вторые входы умножителей i-й группы подключены к выходу (1+1)-го разряда счетчйка, счетный вход счетчика является тактовым

„, Ы„„1756875 А1 оборудования многоканальных систем связи. Цель изобретения — упрощение генератора, Генератор дискретных ортогональных функций содержит тактовый генератор, блок формирования функций Уолша, состоящий из источника постоянного напря>кения, и-разрядного счетчика (где 2" — число генерируемых ункций) и (и-1) групп умножителей по (2-1) умножителей в каждой группе (где i — порядковый номер группы, i

= 1,п-1), формирователь импульсов, триггер, два ключа, сумматор и (и+1) дополнительных умножителей. 4 ил„2 табл. входом блока формирования функций Уолша, а выход источника постоянного напряжения, выходы разрядов счетчика и выходы умножителей являются выходами блока формирования функций Уолша.

Однако известный блок формирования функций Уолша формирует систему функций Уолша, которая обладает большой эффективной шириной спектра, что ограничивает класс решаемых задач.

Наиболее блиэкиы к предлагаемому по технической сущности является генератор дискретных ортогональных функций, содержащий тактовый генератор, блок формирования функций Уолша, состоящий из . источника постоянного напряжения, и-разрядного счетчика (где 2" — число формируемых функций Уолша) и (n-1) групп умножителей по (2 —, 1) умножителей в каждой группе где i — порядковый номер группы, = 1,п-1), формирователь импульсов, триггер, два ключа, сумматор и 2" дополни1756875 тел ьн ых умножителей (2" — число генерируемых функций), причем первый вход умножителя первой группы подключен к выходу первого разряда счетчика (нумерация разрядов со стороны старшего разряда счетчика), первые входы умножителей i-й группы, кроме первой, подключены к выходам с первого по I-й разрядов счетчика и к выходам умножителей групп с первой по (l-1)-ю, вторые входы умножителей i-й группы подключены к выходу (!+1)-го разряда счетчика, счетный вход счетчика является тактовым входом блока формйрования функций Уолша, а выход источника постоянного напряжения, выходы разрядов счетчика и выходы умножителей являются выходами блока формирования функций Уолшэ, выход тактового генератора подключен к тактовому входу блока формирования функций Уолшэ, выход второй функции Уолша блока формирования функций Уолша соединен с входом формирователя импульсов и с информационным входом первого ключа, выход 2"-й функции Уолша блока формирования функцйй Уолша соединен с информационным входом второго ключа, выход формирователя импульсов подключен к счетному входу триггера; прямой и инверсный выходы триггера подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к входам сумматора, вйход сумматора подключен к первым входам всех дополнительных умножителей, выходы блока фор.мирования функций Уолша подключены к вторым входам дополнительных умножителей, выходы дополнительных умножителей являются выходамй генератора дискретных артогональных функций.

Однако известный генератор дискретных ортогональных функций обладает значительной сложностью, Целью изобретения является упрощение-генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе дискретных ортогональных функций, содержащем тактовый генератор, формирователь импульсов. трйггер, два ключа; сумматор, (и+1) умножителей и блок формирования функций Уолша, включаю щий и-разрядный счетчик и (n-1) групп умножителей по (2-1) умножителей в каждой группе (2" — число генерируемых функций, i—

= 1,п-.1), причем выход тактового генератора соединен со счетным входом счетчика. выход первого разряда которого соединен с информационным входом nepaoro ключа и входом формирователя импульсов, выход которого соединен со счетным входом триг-. гера, инверсный и прямой выходы которого тенциала, первые входы умножителей i-й группы соединены с выходом (i+1)-ro разряда счетчика, второй вход умножителя первой группы соединен с выходом второго

15 умножителя, вторые входы умножителей j-й группы (I = 2,п-1) соединены с выходами с второго по (I+1)-й умножителей и выходами умножителей с первой по (i-1)-ю групп, второй вход k-ro умножителя (I< = 2, и+1) соеди20

25 мэ генератора дискретных ортогональных

35 кции, имеющие число блоков р = 1,2,...,N (где блок — последовательность одинаковых элементов). Вследствие этого значение максимальной эффективности ширины спектра

50 сигнала, входящего в систему. определяется с учетом,и = N (фиг. 3) 40

45 соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого соединен с первыми входами всех и+1 умножителей, а информационный вход второго ключа соединен с выходом n-ro разряда счетчика, второй вход первого умножителя соединен с первым выходом блока формирования функций Уолша и с шиной единичного понен с выходом (k-1)-ro разряда счетчика, выходы умножителей и умножителей с первой па (n-1)-ю групп являются выходами ге-. нератора.

На фиг. 1 представлена структурная схефункций для случая n = 3; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования предлагаемым генератором дискретной функции e(5, 0); на фиг. 3— временные диаграммы функций Уолша, формируемых аналогом; на фиг, 4 — временные диаграммы дискретных ортогональных функций, формируемых прототипом и предлагаемым генератором.

Генератор дискретных ортогональных функций содержит тактовый генератор 1, блок 2 формирования функций Уолша, формирователь 3 импульсов, триггер 4, ключи 5 и 6, двухвходовый сумматор 7, умножители

8.1 — 8.4.

Блок 2 формирования функций Уолша состоит из счетчика 9, умножителя 10,1 первой группы и умножителей 11.1 — l1.3 второй группы.

Система функций Уолша содержит фунгде N — число элементов фазоманипулированного сигнала; A t — длительность элемента сигнала.

1756875.В прототипе для уменьшения числа блоков в функциях до значений мых аналогом, прототипом и предлагаемым генератором, представлены в табл. 2, По результатам табл. 2 видно, что эфN + 2 фективная ширина спектра системы сигнэN

2 2 5 лов, формируемых прототипом и предлагаемым генератором, существенно используется умножение всех функций Уол- меньше, чем у сигналов, формируемых анаша на одну и ту же функцию Ф(0, О). логом.

Поскольку функции, формируемые npo- . Генератор дискретных ортогональных тотипом, имеют максимальное число блоков 10 функций работает следующим образом. р —, значение максимальной эффек- Исходное состояние триггера 4 — едиN+2 ничное. Потенциалы с прямого и инверснотивнойшириныспектрасигнала, входящего го выходов триггера 4 поступают на в систему функций, формируемых прототй- управляющие входы ключей 5 и 6, Таким пом, определяется в соответствии с (1) и 15 образом, ключ 5 открыт, а ключ 6 закрыт. оказывается значительно меньшей, чем у Поддействием импульсов с.выходатактового генератора 1, постуйающих на счетный

Однако для этой цели в прототипе ис- вход счетчика 9, на выходах разрядов счетпольэуется 2" умножителей, поскольку чика 9 формируются функции Радемахера каждая из 2" функций Уолша умножается на 20 г!(О), rz(О)„.„rn(О). функцию Ф(0, О). т.е. Функция Радемахера гп (О), формируемая на выходе и-ro разряда счетчика 9, предФ(0, 0)=Wal(0, О) Ф(0, О ); ставляет собой функцию Уолша Wal(2"-1, Ф(1, О)=ЧЧа!(1,0 ) . Ф(0,0 ); О ), которая при упорядочении по Уолшу

Ф(2, О)=Ч/а!(2, О) Ф(0, О); 25 формируется на 2"-м выходе блока формиФ(3, О)=7Ча!(3, О ) . Ф(О,О ); рования функции Уолша в прототипе. Эта

Ф(4, О) =1Иа!(4, О ) Ф(0, О ) (2) функция через открытый ключ 5 поступает

Ф(5, О) =-\/Ча!(5, О ) Ф(0,0 ); на вход сумматора 7 и формируется на его

e(6, О) = Wal(6, О ) ф(0,О ); выходе. Ф(7, О) = ЧЧа!(7, О ) Ф(О,О ); 30 Функция Радемахера r>(О), формируе° ...,...,, мая на выходе первого разряда счетчика 9, представляет собой функцию Уолша ЧЧа!(1, Так как все 2" функций Уолша, кроме: ф которая при упорядочении по УолшуфорWal(0, О), формируются из п функций Раде- мируется на втором выходе блока формиромахера посредством их перемножения, то 35 вания функций Уолша в прототипе. Эта для получения функций Ф(!, О) достаточно . Функция поступает на вход закрытого ключа осуществить умножение функции e(p, О) на . 6 и вход формирователя 3 импульсов. Б мокаждую иэ.п функций Радемахера и в даль- мент смены знака этой функции срабатыванейшем использовать эти произведения ет формирователь 3 импульсов. Импульс, для формирования дискретных ортогональ- 40 поступающий с era выхода, изменяет состоных функций Ф(!, О), В этом случае число яние триггера 4, а следовательно, и состояумножителей окажется равным (и+1) с уче- . ние ключей 5 и 6. В результате функция r! том умножителя, необходимого для форми- (9 через открытый ключ 6 поступает на вход рованйя из функции Wal(0, О) функции Ф(0 сумматора 7 и формируется на его выходе.

О): . 45 Таким образом; в течении 2 "тактов на для различного числа функций, форми- . выходе сумматора 7 формируется функция руемых прототипом и предлагаемым гене- Ф(0, О), первый полупериод которой предратором, было рассчитано число ставляетсобой первый полупериод функции умножителей 8, входящих в состав их схем. rn(О) (или Ма!(2"-1, О)), а второй полупериРеэультаты расчетов представлены в табл. 50 од представляет собой второй полупериод

1. .. . функции г!(О)(или Wal(1, О)).

Как следует из расчетов, представлен- Функция Ф (0 О) умножается в (и+1) ных в табл. 1, при увеличении числа форми- умножителях на функции Радемахера г1(О), руеМых функций выигрыш в числе rz(0)„...rn(О) и на постоянное напряжение, .. используемых умножителей стремится к 55 представляющее собой функцию Уолша

Wal(0, О).

Результаты расчетов эффективной ши - Следовательно, на выходе умножителя рины спектра систем функций; формируе- 8,1 в котором осуществляется умножение

1756875

=Ф(2,$ из соотношений (1) и (2) и т,д.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования предлагаемым генератором . функции Ф(5, О) для случая и =3, на которых 2 показано временное состояние а — выхода тактового генератора 1; б — выхода первого разряда счетчика 9, на котором формируется функция Радемахера г1(О), являющаяся функцией Уолша

Wai(1,. О); в — выхода третьего разряда счетчика 9, на котором формируется функция Радемахера г2(О), являющаяся функцией Уолша

Wai(7,О); г — выхода ключа 5; д — выхода ключа 6; е — выхода сумматора 7, на котором формируется функция Ф(0, 0), поступающая на второй вход умножителя 8,2; ж — выхода первого разряда счетчика 9, на котором формируется функцйя r>(0), поступающая на первый вход умножителя 8.2;

3 — выхода умножителя 8.2, сигнал с которого поступает на первый вход умножителя 10;1 первой группы; и — выхода второго разряда счетчика 9, на котором формируется функция г2(0), поступающая на второй вход умйожителя 10 1 первой группы; 4 и — выхода умножителя 10.1 первой группы; сигнал. с которого поступает на первый вход умножителя 1 I.2 второй группы; к — выхода третьего разряда счетчика 9, на котооом формируется функция гз(О), поступающая на второй вход умножителя 11.2 второй группы; л — выхода умножителя 11,2 второй группы, на котором формируется функция

Ф(5, 0).

На фиг. 3 приведены функции Уолша

Wal(l, О), формируемые аналогом для случая 2" = 8. На фиг. 4 приведены функции cD(l, 15

О

Генератор дискретных ортогональных функций, содержащий тактовый генератор, деформирователь импульсов, триггер, два

25 ключа, сумматор (n+1) умножителей и блок формирования функций Уолша, включающий и-разрядный счетчик, (n-1) групп умножителей по (2 -1) умножителей в каждой группе (2" — число генерируемых функций,

30 = 1,п-1), причем выход тактового генератора соединен со счетным. входом счетчика, выход nepaoro разряда которого соединен с информационным входом первого ключа и входом формирователя импульсов, выход

50 упрощения, второй вход умножителя пер55 функции Ф(0, О) на постоянное напряжение, формируется функция Ф(0, 0).

На выходе второго умножителя 8.2 формируется функция

Ф(0, 6) rl(6) = Ф(О,О) Wai(1, ф = Ф(1,6) из соотношений (1) и (2), На выходе умножителя 10.1 первой группы формируется функция

Ф(0,6) г1(Я г2(6) = Ф(ОЩ Wai(2, 0), формируемые прототипом и предлагаемым генератором.

Таким образом, предлагаемый генератор дискретных ортогональных функций формирует те же функции cD(J, О), что и прототип. При этом для формирования 2" дискретных ортогональных функций в прототипе используется 2" умножителей 8. В предлагаемом генераторе для формирования 2" дискретных ортогональных функций используется только и+1 умножителей 8.

Выигрыш в числе умножителей 8 равен (2"-и-1) и при увеличении и стремится к 100

Использование изобретения позволяет создавать генераторное оборудование многоканальных систем связи, обеспечивающее значительное упрощение генератора. функций.

Формула изобретения которого соединен со счетным входом триггера, инверсный и прямой выходы которого соединены .соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого соединен с первыми входами всех n+I умно>кителей, а информационный вход второго ключа соединен с выходом и-ro разряда счетчика, второй вход первого умножителя соединен с вторым выходом блока формирования функций Уолша и шиной единичного уровня, первые входы умножителей i-й группы соединен с выходом (i+1)-го разряда счетчика, отличающийся тем, что, с целью вой группы соединен с выходом второго умножителя, вторые входы умно>кителей j-й группы () = 2,п-1) соединены с выходами с второй по (i+1)-й умножителей и выходами умножителей. с первой по (l-1)-ную групп, второй вход k-ro умножителя (k = 2,n+1) соединен с выходом (k-1)-го разряда счетчика, выходы умножителей и умножителя с первой по (и-1)-ю групп являются выходами генератора.

Таблица 1

Таблица 2

1756875 ,Ъ

Фиг.2

1756875

9/ У(, ц) tv=3 р=6

Фиг.5

Ф;.г.4

Составитель С;Турко

Редактор Л.Гратилло Техред М.Моргентал Корректор Е,йапп

Заказ 3088 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

)—

Д/аХ (о, А>

9JaE (,l>) ЯЫ и,в>

Ъ

6Ы (r„e) 1

Ф(о,е)