Цифровой коррелятор
(ii) 5907 52
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к азт. свид-ву (22) Заявлено 17.12.75 (21) 2300626/18-24 с присоединением заявки ¹
{23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 13.02.78 (51) М Кл е 6 06F 15/34
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло лолам изобретений и открытий (53) УДК 681.323(088.8) (72) Авторы изобретения
Ю. А. Андреев и T. В. Андреева (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР
Изобретение относится к области цифровых систем передачи и автоматической обработки данных. Предлагаемое изобретение может быть использовано, в частности, при разработке цифровых телеметрических систем или цифровых систем связи с использованием для синхронизации кодов большой длины.
Как известно, в цифровых системах передачи данных для синхронизации используются специальные кодовые комбинации. Эти комбинации должны обладать одним резко выраженным пиком автокорреляционной функции и малыми боковыми выбросами. К этому классу кодов относятся, в частности, так называемые коды Баркера. Автокорреляционные функции этих кодов имеют положительный пик величиной, равной числу разрядов кода, и боковые отрицательные пики, равные — 1.
Другим классом кодов, используемых для синхронизации, являются так называемые коды последовательностей максимальной длины регистра сдвига. Возможны также другие коды для синхронизации, обладающие подходящей автокорреляционной функцией, т, е. одним большим пиком и малыми боковыми.
Известно устройство (1), позволяющее получать значения автокорреляционной функции, содержащее элементы И, счетчики, блоки задержки, аналого-цифровые преобразователи. Недостаток его состоит в аппаратурной избыточности прп решении поставленной задачи.
Известен цифровой коррелятор (2), содержащий в каждом канале счетчики, блоки задания разрядного кода, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов равнозначности, вторые входы которых соединены со входом коррелятора.
Это устройство содержит дополнительно триггерный регистр и накопитель числа несовпадений, состоящий из разрядных ключей совпадения и несовпадения с линиями за15 держки и общих элементов ИЛИ, триггера блокировки и счетчика числа несовпадений.
Быстродействие данного коррелятора невысокое, что обусловлено наличием линии задержки в каждом разряде, вследствие чего отклик на выходе коррелятора появляется через некоторое время после опроса ключей совпадения и несовпадения.
Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия коррелятора.
25 Кроме этого, благодаря отличительным признакам удается расширить его функциональные возможности путем обеспечения подсчета всех значений корреляционной функции.
Поставленная цель достигается тем, что в
30 коррелятор дополнительно введены ячейки
590752 сдвига, первый и второй входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров предыдущего канала, третий вход — ко второму входу коррелятора, а выход соединен с установочными входами соответствующих триггеров последующего канала, выходы элементов равнозначности соединены со счетными входами соответствующих счетчиков, общая счетная шина которых является третьим входом коррелятора, число разрядов в счетчиках определяется их номером К и равно целой части (logz К+1).
Другое отличие устройства состоит в том, что выход триггера предыдущего разряда счетчика, подключен к счетному входу триггера последующего разряда через элемент И, второй вход которого соединен с общей счетной шиной.
Описываемое устройство позволяет получить значение корреляционной функции за л. тактов, однако эти такты распределены по времени на и кодовых элементов текущей кодовой последовательности, где n — число элементов заданной кодовой последовательности.
Кроме того, описываемый коррелятор не требует наличия регистра текущей кодовой последовательности, т. к. в каждый данный момент сравнению подвергается один кодовый элемент этой последовательности.
На чертеже представлена схема .предлагаемого дискретного коррелятора.
Коррелятор содержит блоки 1 задания значений разрядного кода, элементы 2 равнозначности и счетчики 3 — 3„, число которых равно числу кодовых элементов в заданной комбинации, состоящие из триггеров 3 и элементов И 4, а также содержит ячейки 5 сдвига. Блок 1 задания значений разрядного кода соединен со входом элемента 2 равнозначности, второй вход которого соединен со входом 6 коррелятора (с шиной текущей кодовой последовательности), а выход подключен к счетному входу первого триггера 3 соответствующего счетчика. Выходы предыдущих разрядов счетчиков соединены со счетными входами последующих разрядов через элементы И 4, второй вход которых соединен с шиной 7 счета. Выходы триггеров 3 каждого счетчика, кроме последнего, через ячейку 5 сдвига соединены с соответствующими входами триггеров 3 одноименных разрядов соседнего счетчика, причем третий вход ячейки 5 сдвига подключен ко входу 8 коррелятора (к шине сдвига).
С целью сокращения оборудования счетчики имеют неодинаковое число разрядов, причем число разрядов счетчика зависит от его номера К и равно целой части выражения (log>6+1). Таким образом, первый счетчик имеет один разряд, второй — два разряда, третий — тоже два, четвертый, пятый, шестой и седьмой — по три разряда и т. д.
Установочные входы триггера 3 первого счетчика и триггеров 3 старших разрядов тех счетчиков, число разрядов которых на едини5
25 зо
65 цу больше соседнего предыдущего счетчика, соединены с шиной 9 установки нуля.
Коррелятор работает следующим образом.
При появлении на шине 6 очередного кодового символа его значение с помощью элементов 2 равнозначности сравнивается со значениями всех кодовых символов заданной кодовой последоватсльпоети, поступающих на элементы равнозначности 2 с соответствующих блоков 1 задания разрядного кода.
При совпадении значений текущего кодового символа с какпьц -либо из заданных, а именно, ооа символа — -пули или оба символа-единицы, с выхода соответствующих элементов равнозначности 2 на вход соответствующих счетчиков поступает импульс, записывая в эти счетчики число «1». При этом в первый счетчик будет записан результат сравнения текущего кодового символа, назовем его первым, с первым кодовым символом заданной последовательности, во второй счетчик— результат сравнения первого текущего кодового символа со вторым символом заданной последовательности, в третий счетчик — результат сравнения того >ке первого текущего с третьим заданным символом и т. д.
По окончании записи указанных результатов в счетчики на шину 8 сдвига подается импульс, который, поступая на всей ячейки
5 сдвига, производит сдвиг содержимого первого счетчика во второй, второго счетчика в третий и т. д., (и — 1) -го счетчика в п-ный, при этом первый счетчик устанавливается в исходное состояние соответствующим сигналом, поданным на шину 9 установки нуля, Таким образом, после проведения этой операции первый счетчик находится в исходном состоянии, во втором счетчике зафиксирован результат сравнения первого текущего кодового символа с первым заданным, в третьем счетчике — — результат сравнения первого текущего символа со вторым заданным, в четвертом — результат сравнения первого с третьим и т. д.
При поступлении второго текущего кодового символа в первом счетчике зафиксируется результат сравнения второго текущего кодового символа с первым заданным, во втором — к результату сравнения первого текущего кодового символа с первым заданным добавится результат сравнения второго текущего кодового символа со вторым заданным и т. д.
Содержимое второго счетчика после очередного сдвига будет передано в третий счетчик, в котором при поступлении третьего текущего кодового символа будет зафиксирован результат сравнения первого текущего кодового символа с первым заданным, второго — со вторым и третьего — с третьим.
При поступлении следующих текущих кодовых символов и сдвига в соответствующие моменты времени содер>кимого счетчиков на и-ом такте в и-ом счетчике будет зафиксировано число совпадений по результатам сра590752 пения первого текущего кодового символа с первым заданным, второго — — со вторым, третьего — — с третьим, четвертого — с четвертым..., (п- -1)-го с (и — 1)-м и и-го с п-ым.
Этот реву,7.. Ic — представляет собой значение ко1717сл?11?:10пвв. ; функции для данного момента врем« .I!!. 1ipí поступлении следую?цего текуш«го::,«.;OBOI символа в и-ом счетчике някаплнвястс" ., в сп;?ем ков?ясляцпон ой функции д,:г,i«:!! я времепн,: «дсрж?нп?ого па
O?t«I H кодGI,:.i É с?гм п 0.7 ll T. д,. П? 3 tI B» C II?tя B дальнейшем могут быть считяпы с п-го счет»1 я и:iрсобр«?.;i гяпы в лк)бу?о форму, определяемуio назня»сш eit коррелятора.
Поскольку в нервом счетчике в ка>кдый
ыомсвт врсме1 .1 фиксируется результат сравнения первого (для данной фазы сравнен??я) текущего кодового символа с первым задан?tbIM? который XIO?I g? пулем, лиоо ед?1ницей, то с» ..»ик может оыть представлен одним разр:? дом. СоответственIIo второй счетчик дол?кеп фиксировать результаты двух пОследова 1 елl?пых ср«1впенпи, третий — трех, и для этих счет?!«i«on достаточно двух разрядов. В четвертом, пятом, шестом и седьмом счетчиках мо"«т някяплш;ать«я числа coOTncTcTne«IIIO íе более 4, 5, 6 и 7, для которых достаточно 3-х разрядного двоичного счетчика. Поэтому с пел?.?о сокращения оборудования ц?ело р,n "çÿ.?on счет»;ков с различными порядковы?1?1 цомс::ами мо кет быть сделано различным, а именно, число разрядов к-того счетчика дол>кно быть равно целой части выра?кения (1одК+11. При этом, т. к. в стари???й разряд счетчика, кото- З5 рый имеет на один разряд больше предыдущего, ишрормапия из предыдущего счетчика не поступает, то такой разряд прп сдвиге информавии должен быть уcTBI:On.7åit в исходное cocTQ?iliitc, что эквивалентно сдвигу ия- 40 формации нз соатветствующсго разряда предыдущего с??е??и:ка, которая всегда равна «1?;Л 10. Таким образом предлагаемое устройство м 0?к е т p B 5 o T B T b n III «I p o 1< 0 ? I д и я и а з 01?е» B c To T 45 и имеет повыц?еннос быстродействие, обусловленное тем, что в течснп" поступления ново-о текуп,его кодового импульса производится подсчет счетчиком только одного импульса. По сравнению с прототипом, в котором зя то;кс время счетчик должен произвести подсчет Л „,р единиц, описанное устройство обладает в N,ð раз большим быстродействием. Кроме того, предлагаемое устройство позI.î,! ?ic T получать не только пиковые значения корреляционной функции, но и все ос..B-? ныс. что свидетельствует о его более широких фуп. цпоняльных возможностях. Формула изобретения 1. Цифровой коррелятор, содержащий в кяждoil канале счетчики, блоки задания раз.:;„ IcI0::0;.Iя, выходы которых подключены к псрг? ы выд",м соответствующих элементов ,::я-i:.; ги, вторые в.<оды которых сое, 1:; «»1" с входом коррелятора, о т л и ч а ю" .? . С я тЕ.", ?то? С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ бЫСтрОдсйств1?я, в .017релятор введены ячейки сдвига. первый и в-орой входы которых подклю?ень? и вь?ходам соответствующих триггеров -р .-,??1..?. и:его капала, третий вход — к второму выду коррелятора, а выход соединен с устBIIono?Iilbiми входами соответствующих триггеров последующего канала, выходы элc ентов рявнозначHîñòè соединены со счети.:", 11 входами соответствующих счетчиков, общя"". счетная шипа которых является третьим входом коррелятора, число разрядов в с?ст?пкях оп- сделяется пх номером К и рав1.0 цслои ч" ñòè (!оо 2 К вЂ” 1). 2. 1оррслятор по п. 1, отличающийся -.см, »То выход триггера предыдущего разряда сч«т?н?кB подключен к счетному входу трпг: сра последующего разряда через элемент П, BToрой вход которого соединен с обшcii с??етиой шиной. Источники информации, првпя:ыс во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 249080, кл. G 06Р 15/34, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР № 369570, B;i. G 061 15/34, 1972. 590752 Корректоры: Е. Хмелева и J1. Брахнина Редактор Р. Киселева Подписное Заказ 3178/4 Изд. Иа 162 Тираж 818 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2! ! ! Составитель В. Жовинский Техред А. Камышиикова! 1 ! ! !! ! ! !
