Многоканальный цифровой коррелятор кодовых символов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 691867

Союз Советских

Социалистических

Республии (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.07.77 (21) 2505563/18-24 с присоединением заявки М— (51)М. Кл.

r> nC К X5!Ì

Гасударственный квинтет

СССР ее делам нзобретеннй н еткрытнй (23) ПриоритетОпубликовано 15.10.79. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 20. 10.79 (53) УДК081.,З. Д

{oem.ÿ) *

Ю . А. Андреев, Т, В. Андреева, E Ф. Козлов " и А. И. Крутиков ( (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛБНЫЙ ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР

КОДОВЫХ СИМВОЛОВ

Изобретение относится к области цифровых систем передачи и автоматической обработки даннь.х. Предполагаемое изобретение может быть использовано, в частности, при разработке цифровых телеметрических систем или цифровых систем связи с использованием для синхронизации кодов большой длины.

Известно устройство, позволяющее .10 получать значения автокорреляционной функции в выполненное на дискретных элем е птах.

Это устройство содержит блоки задания разрядного кода,.триггерный регистр, 15 разрядные схемы совпадения и несовпадения с линиями задержки, счетчики числа совпадений или несовпадений разрядов принимаемой кодовой комбинации с заданной (11.

Такие корреляторы обладают низким быстродействием, обусловленным наличием линий задержки или необходимостью выполнять за один такт принимаемой кодовой комбинации некоторое число операций.

Известен также цифровой коррелятор, в котором формирование значения корреляционной функции осуществляется последовательно за тт " тактов принимаемой кодовой комбинации. По своей технической сущности данный коррелятор является наиболее близким к изобретению. Он содержит в каждом канале элемент равнозначности, первый вход которого является входом коррелятора, а второй подключен к выходу блока задания разрядного кода, и триггерный регистр, причем выход элемента равнозначности первого канала соединен с информационным входом первого разряда триггерного регистра. (2 1

Недостатком прототипа является необходимость выполнения элементами устройства двух операций за один такт принимаемой кодовойкомбинации, а именно, добавление очередного результата сравнения к числу, накопленному в соответствующем счетчике и сдвига чисел из одного счет867 4 з 691 чика в другой. Зто требует от элементов устройства дво" íîãî быстродействия по отношению к тактовой частоте прйнимаемого сигнала.

В настоящее время известны системы передачи данных со скоростями до нескольких десятков и даже сотен

Мбт/сек. При этом длительность. кодовых алементов составляет десятки или единицы н.с. В этих условиях о1 алемен- 1О тов коррелятора требуется черезвычайно высокое быстродействие.

Белью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия кор-" релятора. 15

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой коррелятор введены сумматоры, первые входы которых соединены с выходом алементов равнозначности соответствующего канала, другие входы 20 сумматоров подключены соответственно к выходам одноименных и младших разрядов триггерного регистра предыдущего канала, а выходы - к информационным входам соответствующих разрядов триг25 герного регистра последующего канала, причем тактовые входы всех разрядов триггерных регистров объединены и соединены со входом синхронизапии коррелятора.

На чертеже представлена блок- схема многоканального цифрового коррелятора кодовых символов. цифровой коррелятор содержит блоки

1 задания значений разрядного кода, алементы 2 равнозначности (эквивалентности), триггерные регистры 5< 3,.... п с триггерами 3, число которых равно числу кодовых алементов в заданной ком40 бинации, а также сумматоры 4.

Блок 1 задания значений раврп ного кода соединен с первым входом элемента

2 равнозначности, второй вход которого 45 соединен с входной шиной 5 текущей ко-. довой последовательности, а выход подключен к первым входам всех суъпйаторов 4 для данного канала. Последующие входы сумматоров устройств соединены с одноименными и всеми младшими разрядами триггеного регистра предыдуще го канала. Выходы сумматоров 4 соединены с информационными входами соответствующих триггеров 3 данного триггерного регистра, а тактовые входы три1 геров 3 соединены с шиной 6 тактовой частоты - входом синхронизации коррелятора."

С .целью сокращения оборудования триггерные регистры имеют неодинаковое число разрядов, которое зависит от номера триггерного регистра "К" и равно целой части. выражения COg К+ .

Таким образом, первый триггерный регистр имеет один разряд, второй = два разряда, третий - тоже два, четвертый, пятый, шестой и седьмой - по три разряда и т.д.

Коррелятор работает следующим образом.

При появлении на шине 5 очередного кодового символа, его значение сравнивается со значением всех кодовых символов заданной кодовой последовательности, поступающими на алементы 2 равнозначности с соответствующих блоков 1 задания разрядного кода. При совпадении значений текущего кодового символа с каким либо из заданных, а именно оба символа нули или оба символа единицы, с выхода соответствующих элементов 2 равнозначности на входы соответствующих сумматоров 4 поступает единичный потенциал. При этом в первом канале, триггерный регистр 1 которого состоит из одного триггера 3, результат сравнения с алемента 2 равнозначности поступает непосредственно на информационный вход атого триггера.

В остальных каналах каждый из сумматоров 4 в вависимости от числа, записанного. в триггерном регистре преды- дущего канала в предшествующем такте, с учетом добавления к атому числу результата. сравнения символов для данного канала на алементе 2 равнозначности ottределяет новое состояние соответствующего разряда триггерного регистра. При поступлении очередного импульса тактовой частоты производится установка в это состояние триггера соответствующего . разряда триггерного регистра данного канала. Эта операция производится одновременно для всех каналов.

Выполнение указанной операции в каждом такте приводит к образованию в триггерном регистре последнего q --го канала текущего значения корреляционной функции.

При поступлении на шину 5 последнего символа заданной кодовой комбинации в этом триггерном регистре будет накоплено максимальное число rl, соответствующее пиковому значению корреляционной функции, позволяющее точно определить момент поступления ваданной кодовой комбинации.

691867

30

Таким образом, логический сумматор

35, весьма просто может быть реалиаован с помощью логических схем И,- ИЛИ, и

НЕ.

Введение яовых элементов — логичес40 ких суммирующих устройств позволяет лж- повысить быстродействие предлагаемого цифрового коррелятора в два раза по отношению к указанному прототипу в связи с тем, что операпия суммирования

45 эквивалентна двум операциям, {сложение и сдвиг числа) прототипа. Это, в свою очередь, позволяет построить пифровой коррелятор для передач оо скоростью порядка 1 00 Мбоц на, серийно выпускаемых интегральных микросхемах типа

100 серии, что невоаможно осуществить с применением схемы прототипа. Кроме того, введение логических сумматоров практически не увеличивает объем обору55 дования по отношению к прототипу, так . как в. предлагаемом корреляторе исчеаает необходимость в блокировочных схемах между разрядами триггерных ре гистров.

Процесс образования значения кор. реляционной функции осуществляется следующим образом.

При поступленчи первого символа заданной кодовой комбинации по шине 5 на элементе 2 равнозяачности первого канала возникает единичный потенциал и при поступлении тактового импульса по шине

6 в триггер первого канала запишется единица. При поступлении второго кодового символа заданной комбинадии еди-

° ничный результат сравнения будет образован на элементе 2 равнозначности второго канала, который вместе с единицей первого канала поступит на входы соответствующих логических сумматоров.

Вторым тактовым импульсом выходные значения этих сумматоров будут поданы на триггерный регистр второго канала, в котором запишется число 2. Очевидно, при поступлении третьего символа ааданной кодовой комбинации в третьем канале будет ааписано число три т.д., пока не появится последнйй символ кодовой комбинации, когда в Q --м триггеряом" регистре запишется число g соответствующее числу разрядов в ааданной кодовой комбинации. В другие моменты вре-., мени последний триггерный регистр будет накапливать числа, меньшие и, соответствующие числу совпадений с и символами кодовой комбинации, поступившими до данного момента времени, с заданной.

Сумматор 4 предяазначеяый для определения нового значения рааряда триггерного регистра при добавлении к пре» дыдущему числу результата сравнения кодовых символов, должен работать следующим образом.

Единичное значение на его выходе до но образовываться:

- когда результат сравнения равен нулю, а одноименный разряд предыдущего триггеряого регистра находится и единичном состояяии

- когда результат сравнения равен единице, одновременный разряд предыдущего триггерного регистра находится в нулевом состоянии, а триггеры младших разрядов этого регистра находятся в единичяом состоянии

- когда результат сравнения равен единице, одноименной разряд предыдущего триггерного регистра находится в еди ничном состоянии, а среди триггеров младших разрядов этого регистра име -. ется хотя бы один, находящийся в нулевом состоянии.

Нулевое значение сумматора 4 должно образовываться во всех остальных случаях, а именно:

- при нулевом результате сравнения и когда. одноименный разряд предыдушего триггерного регистра находится в нулевом состоянии;

- при единичном результате сравнения и когда одноименный разряд и все младшие разряды предыдущего триггерного регистра находятся в единичном состоянии; при единичном результате сравнения и когда одноименный разряд предыдущего "

15 триггерного регистра находится в нулевом состоянии, а среди младших разрядов этого регистра имеются разряды, находящиеся в нулевом состоянии, Обозначив результат сравнения и Я м

20 каяале логической переменной А < p a состояние разрядов триггерного регистt р предыд щего канала как Вк — 1, к -1, Вк - 1 ...., где верхний индекс обозначает номер разряда, можно запи-. сать логическое выражение для зна ения . переменной на выходе сумматора N - го рааряда или значения, соответствующего триггера в к-м канале:

1867

° !

ЦНИИПИ Заказ 6218/40 Тираж 780 Подписное

Фипиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4.

7 69

Формула изобретения

Многоканальный цифровой коррелятор кодовых символов, содержащий в каждом канале элемент равнозначности, первый вход которого является входом коррелятора, а второй подключен к выходу блока задания разрядного кода, и триггерныи регистр, причем выход. элемента равнозначности первого канала соединен с информационным входом первого разряда триггериого рагистра этого канала, о т— л и ч а ю шийся тем,что,сцельюпоповышения быстродействия в каждый канал, кроме первого, введены сумматоры, первые входы которого соединены с выходом элементов равнозначности соответствующего канала, другие входы сумматоров подключены с ответственно к Rblходам одноименных и младших разрядов триггерного регистр» предыдущего канала, а выходы сумматоров подключены

s к информационным входам соответствующих разрядов триггерного регистра последующего канала, причем тактовые входы всех разрядов триггерных регистров объединены и соединены со входом синхронизации коррелятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1. Авторское свидетельство СССР

% 369570, кл. G 06 W 15/34 1971, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2300626, кл. G 06 F. 15/34, 1975.