Устройство для изменения частоты дискретизации в многоканальных цифровых приемниках

Авторы патента:

H04L7/02 - регулирование скорости и(или) фазы с помощью принятых кодовых сигналов, которые не содержат особой синхронизирующей информации

G06F17/00 - Устройства или методы цифровых вычислений или обработки данных, специально предназначенные для специфических функций

Владельцы патента RU 2649799:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в многоканальных цифровых мониторинговых приемниках, реализованных на ПЛИС, в качестве устройства для изменения частоты дискретизации. Технический результат - обеспечение реализации устройства без использования аппаратных умножителей, упрощение структуры блока вычисления коэффициентов полинома, как следствие снижение динамической потребляемой мощности устройства, обеспечение реализации многоканальных цифровых приемников для радиомониторинга. Устройство для изменения частоты дискретизации в многоканальных цифровых приемниках содержит бок вычисления коэффициентов полинома, содержащий линию задержки, вычислители, в состав которых входят устройства сдвига, регистры, сумматоры; блок формирования временных отсчетов; блок вычисления интерполирующего полинома. 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в многоканальных цифровых мониторинговых приемниках, реализованных на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС), в качестве устройства для изменения частоты дискретизации (ресэмплер).

Наиболее близким по внутренней структуре к предлагаемому устройству является устройство для изменения частоты дискретизации (диссертация Абраменко А.Ю. «Устройство формирования узкополосных радиосигналов с использованием алгоритма оптимальной интерполяции», Томск, 2014). В составе устройства присутствуют следующие блоки: блок вычисления коэффициентов полинома с использованием умножителей, линия задержки, блок вычисления интерполирующего полинома, блок формирования временных отсчетов.

Недостатком данного устройства является необходимость использования аппаратных умножителей ПЛИС для реализации блока вычисления коэффициентов полинома. Реализация многоканального цифрового мониторингового приемника (тракт фильтрации, тракт изменения частоты дискретизации, демодулятор, блок определения идентификационных признаков) затрудняется тем, что число аппаратных умножителей ПЛИС ограничено.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение реализации блока вычисления коэффициентов полинома устройства передискретизации на ПЛИС без использования умножителей для применения в многоканальных цифровых приемниках в задачах радиомониторинга.

Поставленная задача решается тем, что устройство для передискретизации, состоящее из блока вычисления коэффициентов полинома (БВКП), блока формирования временных отсчетов (БФВО), блока вычисления интерполирующего полинома (БВИП), содержит в составе БВКП линию задержки и несколько вычислителей, число которых определяется порядком интерполирующего полинома. Каждый вычислитель содержит сумматоры (вычитатели) и сдвиговые устройства.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 представлен алгоритм, в соответствии с которым производится определение индексов на устройствах сдвига.

На входе устройства для передискретизации присутствует входной цифровой сигнал 1. Сигнал 1 поступает на линию задержки 2. Линия задержки соединена с входами вычислителей 3, 4, 5, 6. Вычислитель 3 состоит из константных умножителей 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, регистров 3.7, 3.8, 3.10, сумматоров 3.5, 3.6, 3.9. Входы константных умножителей 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 соединены с соответствующими выходами линии задержки 2. Входы сумматоров 3.5, 3.6 соединены с выходами константных умножителей 3.1, 3.2, 3.3, 3.4. Выходы сумматоров 3.5, 3.6 соединены со входам регистров 3.7, 3.8, их выходы соединены со входами сумматора 3.9. Выход сумматора 3.9 соединен со входом регистра 3.10. Выход регистра 3.10 является выходом вычислителя 3. Каждый константный умножитель 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 состоит из устройств сдвига 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4, регистров 3.1.5, 3.1.6, 3.1.7, 3.1.8, 3.1.11, 3.1.12, 3.1.14, сумматоров 3.1.9, 3.1.10, 3.1.13. Входы устройств сдвига 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4 объединены и представляют собой вход константного умножителя. Выходы сдвиговых устройств 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4 соединены со входами регистров 3.1.5, 3.1.6, 3.1.7, 3.1.8, их выходы соединены со входами сумматоров 3.1.9, 3.1.10, их выходы соединены со входами регистров 3.1.11, 3.1.12. Выходы регистров 3.1.11, 3.1.12 соединены со входами сумматора 3.1.13. Его выход соединен со входом регистра 3.1.14. Выход регистра 3.1.14 является выходом константного умножителя 3.1. Оставшиеся вычислители 4, 5, 6 устроены аналогично вычислителю 3, различие заключается в индексах устройств сдвига в константных умножителях вычислителей. Блоки 2, 3, 4, 5, 6 образуют БВКП. Выходы вычислителей 3, 4, 5, 6 соединены с соответствующими входами БВИП 7. Соответствующий вход БВИП 7 соединен с выходом БФВО 8. На выходе БВИП 7 присутствует выходной сигнал устройства для передискретизации 9.

В данном случае структурная схема устройства для передискретизации представлена для интерполятора 3-го порядка. В случае увеличения порядка интерполятора в составе устройства должно присутствовать количество вычислителей, превосходящее на 1 порядок интерполяции, а в составе каждого вычислителя присутствует число константных умножителей на 1 превосходящее порядок интерполяции. Структура константного умножителя аналогична приведенной на фиг. 1. Число входных сигналов БВИП 7 равно числу вычислителей.

Устройство работает следующим образом

На вход устройства подается цифровой сигнал 1 x(m) (фиг. 1). В вычислителях 3, 4, 5, 6 производится расчет коэффициентов интерполирующего полинома c₀…c_N по отсчетам входного сигнала 1. Для расчета коэффициентов c₀…c_N необходимо произвести операцию умножения отсчетов входного сигнала на набор весовых коэффициентов БВКП k_i,j. Данная операция реализуется с помощью устройств сдвига и сумматоров в каждом вычислителе 3, 4, 5, 6. В БФВО 8 производится формирование нормированных временных отсчетов μ. По нормированным временным отсчетам μ и набору коэффициентов интерполирующего полинома в БВИП 7 производится вычисление отсчетов сигнала на новой частоте дискретизации y(n). Выражение (1) дает математическое описание работы устройства.

Для обеспечения постоянства структуры константных умножителей в вычислителях 3, 4, 5, 6 следует воспользоваться разработанным алгоритмом (фиг. 2). Входными данными для алгоритма является набор весовых коэффициентов БВКП в формате с плавающей точкой 1. Далее осуществляется итеративный алгоритм поиска минимальной разрядности коэффициентов, состоящий из этапов: 2 - операция ограничения разрядности коэффициентов, 3 - оценка уровня нелинейных искажений, 4 - сравнение с введенным допустимым значением 5. Затем производится формирование структуры константного умножителя. Данный алгоритм так же итеративный, он состоит из следующих этапов: 6 - представление коэффициентов с конечной разрядностью в виде суммы степеней числа 2, уменьшение числа слагаемых, 7 - оценка уровня нелинейных искажений, 8 - сравнение с допустимым уровнем искажений 9, 10 - набор весовых коэффициентов k_i,j, представленный в виде суммы степеней числа 2, число слагаемых ограничено 4. В таком виде коэффициенты k_i,j (константные умножители) пригодны для реализации на сумматорах и устройствах сдвига (фиг. 1).

Устройство для изменения частоты дискретизации в многоканальных цифровых приемниках, содержащее блок вычисления коэффициентов полинома (БВКП); линию задержки; блок формирования временных отсчетов (БФВО); блок вычисления интерполирующего полинома (БВИП), отличающееся тем, что блок вычисления коэффициентов полинома (БВКП) содержит вычислители, каждый вычислитель содержит константный умножитель, устройства сдвига, входы которых объединены между собой, а выходы через регистры подключены на входы двух параллельных сумматоров, выходом каждого константного умножителя является выходной сумматор, входы которого соединены через регистры с выходами двух параллельных сумматоров, каждый вычислитель своими входами подключен к соответствующему отводу линии задержки, а выходом к соответствующему входу БВИП.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в системах передачи данных, использующих фазоманипулированные сигналы, без введения избыточности, для поддержания тактовой синхронизации для сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) или квадратурно-амплитудной модуляцией (КАМ), в кодовых конструкциях которых используются блоковые помехоустойчивые коды.

Способ цикловой синхронизации с динамической адресацией получателя // 2621181

Изобретение относится к системам телекоммуникаций и вычислительной технике и может найти применение в устройствах приема информации из канала передачи или воспроизведения информации с высоким уровнем ошибок.

Дискретный согласованный фильтр // 2589404

Изобретение относится к технике цифровой связи и сигнализации и может быть использовано для квазиоптимального асинхронного приема сообщений. Технический результат - упрощение реализации и повышение надежности работы фильтра.

Способ тактовой синхронизации по информационным сигналам с проверкой по crc // 2568304

Способ относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, использующих фазоманипулированные сигналы, без введения избыточности, для поддержания тактовой синхронизации для сигналов с фазовой манипуляцией или квадратурно-амплитудной модуляцией, в кодовых конструкциях которых используются блоковые помехоустойчивые коды и CRC.

Устройство синхронизации рекуррентной последовательностью с функцией выделения зачетных импульсов в скользящем окне // 2553089

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и предназначено для синхронизации рекуррентной последовательностью (РкП). Технический результат заключается в повышении вероятности правильной синхронизации при снижении качества канала связи одновременно с низкими вероятностями ложной синхронизации и пропуска синхропосылки.

Способ корреляционного приема фазоманипулированных сигналов // 2542574

Изобретение относится к технике электрической связи и может использоваться в мобильных системах передачи и приема данных. Техническим результатом является возможность обеспечения корреляционного приема фазоманипулированных сигналов при отсутствии слежения за текущей фазой несущей частоты.

Способ и устройство формирования опорного сигнала вычислительными средствами в системах частотной и фазовой синхронизации широкополосных систем связи // 2535198

Изобретение относится к области широкополосных систем радиосвязи и может быть использовано для генерации опорного сигнала и адаптивной корректировки его параметров в стационарных и мобильных станциях.

Устройство синхронизации в системе радиосвязи с программной перестройкой рабочей частоты // 2510933

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах радиосвязи с программной (псевдослучайной) перестройкой рабочей частоты. Технический результат - обеспечение работы системы радиосвязи в условиях эффекта Допплера, повышение помехоустойчивости и разведзащищенности радиолинии.

Устройство синхронизации псевдослучайной последовательности с функцией исправления ошибок // 2486682

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации и предназначено для синхронизации псевдослучайных последовательностей. .

Дискриминатор для синхронизации по задержке в-частотного дискретно-кодированного сигнала // 2479139

Изобретение относится к области радиотехники и связи, в частности к устройствам квазикогерентного приема дискретно-кодированных многочастотных радиосигналов, и может найти применение в информационных радиоканалах систем управления беспилотными летательными аппаратами, в частности в активных и полуактивных радиолокационных головках самонаведения крылатых и зенитных ракет, в устройствах синхронизации радиолиний телеуправления ракетами.

Интерактивная система, способ и считываемый компьютером носитель данных представления рекламного контента // 2649797

Группа изобретений относится к системам обмена информации, в частности к технологиям обмена данными с помощью технологии клиент-сервер. Технический результат заключается в расширении арсенала средств для обмена данными за счет обработки информации, передаваемой пользователям в сети.

Способ выявления категории данных с использованием api, применяемого при создании приложений для пользователей с ограниченными возможностями // 2649796

Изобретение относится к способам определения категории содержимого на основании шаблонов с использованием интерфейса программирования приложений, применяемого при создании приложений для пользователей с ограниченными возможностями.

Устройство и способ для анализа информации // 2649759

Изобретение относится к устройству, машиночитаемому носителю и способу анализа информации. Технический результат заключается в автоматизации и повышении достоверности выполняемого анализа информации.

Способ и устройство для построения шаблона и способ и устройство для идентификации информации // 2649294

Изобретение относится к области вычислительной техники для обработки данных. Технический результат заключается в повышении точности идентификации информации для построения текстового шаблона.

Устройство и способ для обработки множества открытых api // 2648966

Изобретение относится к области обработки открытого интерфейса прикладного программирования (API). Техническим результатом является обработка множества интерфейсов прикладного программирования (API) сервером API.

Способ и устройство для добавления шрифта // 2648616

Изобретение относится к добавлению шрифта, Техническим результатом является упрощение операции модификации шрифта. Способ содержит этапы, на которых: захватывают изображение; распознают текст в изображении как один знак, причем знак имеет персонифицированную характеристику шрифта и соответствует отдельному слову или символу; и добавляют знак, имеющий упомянутую персонифицированную характеристику шрифта, в библиотеку системных шрифтов по умолчанию, причем библиотека системных шрифтов является библиотекой шрифтов для отображения текста в пользовательском интерфейсе, при этом добавление знака в библиотеку системных шрифтов по умолчанию содержит: для каждого знака, имеющего упомянутую персонифицированную характеристику шрифта, распознавание из библиотеки системных шрифтов по меньшей мере одного стандартного слова- или символа-кандидата, соответствующего этому знаку; прием операции выбора слова на одном стандартном слове- или символе-кандидате и в библиотеке системных шрифтов замену стандартного слова- или символа-кандидата, выбранного посредством операции выбора слова, на упомянутый знак.

Система телеметрии для облачной системы синхронизации // 2648608

Изобретение относится к средствам слежения за облачной системой синхронизации. Технический результат заключается в увеличении правильности функционирования облачной системой.

Способ и устройство определения потребности для системы автоматического пилотирования летательного аппарата // 2647801

Группа изобретений относится к способу и устройству определения потребности для системы автоматического пилотирования (АП) летательного аппарата. Для осуществления способа вводят поведенческие параметры АП , проверяют соответствие вводимых параметров языку предметной области, генерируют файлы определения потребности, сохраняют генерированные файлы определения потребности.

Устройство дискретного преобразования фурье // 2647701

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в измерительной технике, радиотехнике и электросвязи для выполнения преобразования Фурье непрерывных и дискретных сигналов в реальном масштабе времени.

Мобильный видеопоиск // 2647696

Изобретение относится к средствам поиска по видеоконтенту. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств поиска по видео.

Способ обработки информации, направленный на повышение эффективности боевых действий с разнородными группировками // 2649849

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для обработки входной информации о характеристиках разнородности боевых средств. Способ обработки информации для ведения боевых действий с разнородными группировками заключается в том, что исходные данные о значениях показателей своих боевых средств и средств каждой группировки противника запоминают, затем дополняют их информацией о факторе «разнокалиберности» боевых средств сторон, моделируют динамику боевых действий с учетом полноты информации о «разнокалиберности» боевых средств сторон и выбранной стратегии, вычисляют остатки своих боевых средств и средств противника и направляют используемую и вычисленную информацию на блок отображения, по которой судят о возможных результатах проводимого боя. Достигается повышение эффективности использования боевых средств. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.