RU107613U1 - Устройство для приема дискретных сигналов - Google Patents
Устройство для приема дискретных сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU107613U1 RU107613U1 RU2011111474/08U RU2011111474U RU107613U1 RU 107613 U1 RU107613 U1 RU 107613U1 RU 2011111474/08 U RU2011111474/08 U RU 2011111474/08U RU 2011111474 U RU2011111474 U RU 2011111474U RU 107613 U1 RU107613 U1 RU 107613U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- block
- group
- inputs
- symbolic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
Устройство для приема дискретных сигналов, содержащее блок оперативной памяти объемом 2k-1, где 2k - объем ансамбля дискретных сигналов, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша размерностью 2k, при этом блок оперативной памяти имеет сигнальный и синхронизирующие входы и группу 2k-1 выходов, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша имеет 2k-1 входов, подключенных к группе 2k-1 выходов блока оперативной памяти и 2k выходов, отличающее тем, что в него дополнительно введен блок вычисления символьных апостериорных вероятностей и блок компараторов, при этом блок вычисления символьных апостериорных вероятностей содержит 2k входов, соединенных с 2k выходами формирователя сигналов коэффициентов функции Уолша, и 2k-1 выходов, являющихся первой группой выходов устройства, блок компараторов содержит 2k-1 входов, соединенных с 2k-1 выходами блока вычисления символьных апостериорных вероятностей, и 2k-1 выходов, являющихся второй группой выходов устройства.
Description
Полезная модель относится к области систем передачи и приема дискретных сигналов.
Известны два класса методов приема дискретных сигналов с параметрами (n, k). Здесь n - длительность сигналов, М=2k - объем ансамбля сигналов. К первому классу относятся методы приема, реализующие критерий максимального правдоподобия (прием "в целом") [1]. Ко второму классу относятся методы посимвольного приема, реализующие критерий максимума символьных апостериорных вероятностей [2].
Известно устройство, реализующее правило приема из первого класса [1]. Это устройство содержит М корреляторов, М - входовый блок выбора максимального значения. Корреляторы вычисляют взаимные корреляции реализации на входе приемного устройства с множеством М используемых сигналов. Блок выбора максимального значения из М величин выдает решение относительно переданного сигнала путем определения номера коррелятора i (i=1, 2, …, M) с максимальным значением коэффициента корреляции.
При увеличении объема ансамбля дискретных сигналов М растет техническая сложность этого устройства, определяемая необходимостью исполнения М корреляторов. Это является ограничивающим фактором использования данного устройства для больших значений М [1]. Кроме того, решения относительно передаваемых сигналов не сопровождаются символьными апостериорными вероятностями, что снижает информативность производимых решений.
Известно устройство [3, 4] для приема дискретных сигналов, реализующее правило символьного приема и вычисляющее символьные апостериорные вероятности. Данное устройство предназначено лишь для приема дискретных сигналов с малой избыточностью, то есть для сигналов с параметрами n<2k. Для ансамблей дискретных сигналов с большой избыточностью, то есть для сигналов с параметрами n=2k-1, М=2k (n>2k, эквидистантные сигналы), это устройство характеризуется чрезмерной сложностью исполнения. Это является его недостатком.
Известно устройство приема дискретных сигналов [5], которое отчасти преодолевает эту трудность и которое является наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству. Это устройство реализует прием "в целом" с использованием формирователя сигналов коэффициентов функции Уолша размерностью M=2k. Устройство [5] содержит блок оперативной памяти, информационный первый вход которого является входом устройства, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша и детектор максимального сигнала, вход которого соединен с первым выходом формирователя сигналов коэффициентов функции Уолша, выход детектора максимального сигнала является выходом устройства, формирователь знака, генератор тактовых импульсов, ключ, первый и второй счетчики, блок поразрядного умножения, блок постоянной памяти, блок контроля четности, информационные входы формирователя знака соединены с соответствующими выходами блока оперативной памяти, выходы блока формирования знаков соединены с соответствующими информационными входами формирователя сигналов коэффициентов функции Уолша, второй выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход соединен с входом первого счетчика, первые установочные выходы которого соединены с соответствующими адресными входами блока оперативной памяти и блока постоянной памяти, последний установочный выход соединен с входом второго счетчика, синхронизирующим входом формирователя сигналов коэффициентов Уолша и третьим входом ключа, первые установочные выходы второго счетчика соединены с соответствующими первыми входами блока поразрядного умножения, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами блока поразрядной памяти, выход блока поразрядного умножения соединен с входом блока контроля четности, выход которого соединен с управляющим входом формирователя знака, последний установочный выход второго счетчика с четвертым входом ключа. Его недостатком является то, что решения относительно передаваемых сигналов не сопровождаются апостериорными вероятностями для символов дискретных сигналов, что снижает информативность производимых решений.
Технической задачей, которая решается предлагаемым устройством, является повышение информативности решений путем реализации метода символьного приема и вычисления символьных апостериорных вероятностей из ансамблей эквидистантных дискретных сигналов, характеризуемых большой избыточностью.
Указанная техническая задача достигается тем, что в известное устройство для приема дискретных сигналов [5], содержащее блок оперативной памяти объемом 2k-1, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша размерностью 2k, при этом блок оперативной памяти имеет сигнальный и синхронизирующие входы и группу 2k-1 выходов, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша имеет 2k-1 входов, подключенных к группе 2k-1 выходов блока оперативной памяти и 2k выходов, в него дополнительно введен блок вычисления символьных апостериорных вероятностей и блок компараторов, при этом блок вычисления символьных апостериорных вероятностей содержит 2k входов, соединенных с 2k выходами формирователя сигналов коэффициентов функции Уолша, и 2k-1 выходов, являющихся первой группой выходов устройства, блок компараторов содержит 2k-1 входов, соединенных с 2k-1 выходами блока блок вычисления символьных апостериорных вероятностей, и 2k-1 выходов, являющихся второй группой выходов устройства.
Блоки, указанные в отличительной части, выполняются на основе стандартных микросхем [6]. Использование этих блоков в совокупности с прототипом позволило создать устройство, которое не имеет аналогов и позволяет повысить информативность решений при приеме дискретных сигналов путем вычисления символьных апостериорных вероятностей.
Предложенное устройство и его работа поясняется рисунками. На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для приема дискретных сигналов. На фиг.2. приведена блок-схема блока вычисления символьных апостериорных вероятностей. На фиг.3. приведена схема базового элемента алгоритма быстрого спектрального преобразования в базисе Уолша с операциями "сложение-вычитание". На фиг.4. приведена схема базового элемента модифицированного алгоритма быстрого спектрального преобразования в базисе Уолша с операцией "выбор максимального значения".
Предложенное устройство содержит
- блок 1 (фиг.1) оперативной памяти объемом 2k-1, первый вход которого является входом устройства "Вход", а второй вход "Синхр. вход" является синхронизирующим входом устройства;
- формирователь 2 (фиг.1) сигналов коэффициентов функции Уолша размерностью 2k, группа входов которого подключена к группе выходов блока 1 оперативной памяти;
- блок 3 (фиг.1) вычисления символьных апостериорных вероятностей;
- блок 4 (фиг.1) 2k-1 компараторов;
- Выходы 5 и 6 (фиг.1) являются выходами устройства.
При этом
- группа входов формирователя 2 сигналов коэффициентов функции Уолша подключена к группе выходов блока 1 оперативной памяти;
- входы блока 3 вычисления символьных апостериорных вероятностей соединены с соответствующими выходами формирователя 2 сигналов коэффициентов функции Уолша;
- выходы блока 3 вычисления символьных апостериорных вероятностей соединены с соответствующими входами блока 4 компараторов;
- группа выходов 5 блока 3 вычисления символьных апостериорных вероятностей является одним выходом устройства, а группа выходов 6 блока 4 компараторов является его другим выходом.
Блок-схема блока 3 вычисления символьных апостериорных вероятностей для частного случая ансамбля сигналов объемом М=23 (k=3) приведена на фиг.2. Блок-схема содержит восемь входов 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, каждый из которых подключен к соответствующему выходу формирователя 2 сигналов коэффициентов функции Уолша. Блок-схема содержит четыре столбца. Первый столбец содержит четыре двухвходовые схемы выбора максимального значения. Второй столбец содержит десять двухвходовых схем выбора максимального значения. Третий столбец содержит двенадцать двухвходовых схем выбора максимального значения. Четвертый столбец содержит семь схем вычитания.
Входы первой 15, второй 16, третьей 17 и четвертой 18 двухвходовых схем выбора максимального значения в составе первого столбца подключены соответственно к первому 7 и пятому 11, второму 8 и шестому 12, третьему 9 и седьмому 13, четвертому 10 и восьмому 14 выходам входам блока 3 вычисления символьных апостериорных вероятностей.
Входы первой 19 и второй 20 двухвходовых схем выбора максимального значения в составе второго столбца подключены соответственно к выходу первой 15 и к выходу третьей 17 схем выбора максимального значения, к выходу второй 16 и к выходу четвертой 18 схем выбора максимального значения в составе первого столбца. Входы третьей 21, четвертой 22, пятой 23, шестой 24, седьмой 25, восьмой 26, девятой 27 и десятой 28 двухвходовых схем выбора максимального значения в составе второго столбца подключены соответственно к первому 7 и третьему 9, пятому 11 и седьмому 13, второму 8 и четвертому 10, шестому 12 и восьмому 14, первому 7 и седьмому 13, пятому 11 и третьему 9, второму 8 и восьмому 14, четвертому 10 и шестому 12 выходам формирователя 2 сигналов коэффициентов функции Уолша.
Входы первой 29, второй 30, третьей 31 и четвертой 32 двухвходовых схем выбора максимального значения в составе третьего столбца подключены соответственно к выходу первой 15 и второй 16, третьей 17 и четвертой 18, первой 15 и четвертой 18, третьей 17 и второй 16 схем выбора максимального значения в составе первого столбца.
Входы пятой 33, шестой 34, седьмой 35, восьмой 36, девятой 37, десятой 38, одиннадцатой 39 и двенадцатой 40 двухвходовых схем выбора максимального значения в составе третьего столбца подключены соответственно к выходу третьей 21 и пятой 23, четвертой 22 и шестой 24, первой 21 и шестой 24, четвертой 22 и пятой 23, седьмой 25 и девятой 27, восьмой 26 и десятой 28, седьмой 25 и десятой 28, восьмой 26 и девятой 27 схем выбора максимального значения в составе второго столбца.
Входы уменьшаемого и входы вычитаемого первой 41, второй 42, третьей 43, четвертой 44, пятой 45, шестой 46 и седьмой 47 схем вычитания в составе четвертого столбца подключены соответственно к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 19 и 20, к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 31 и 32, к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 33 и 34, к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 35 и 36, к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 37 и 38, к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 39 и 40, к выходам двухвходовых схем выбора максимального значения 41 и 42. Выходы блоков вычисления апостериорных символьных вероятностей 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 соответствуют вычисленным отношениям символьных апостериорных вероятностей , l=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и являются первой группой выходов устройства "Выход 5" и группой входов для блока компараторов 4, содержащих семь компараторов.
Входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого компараторов в составе в составе блока 4 компараторов подключены соответственно к выходам 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 блока 3 вычисления символьных апостериорных вероятностей. Выходы блоков компараторов соответствуют вычисленным оценкам значений сигнальных символов bl, l=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и являются второй группой выходов устройства "Выход 6".
В общем случае блок 3 вычисления апостериорных символьных вероятностей содержит 2k-1 схем вычитания и двухвходовые схемы выбора максимального значения, которые расположены в k столбцах. Первый столбец содержит 2k-1 двухвходовых схем, для k=2 второй столбец содержит 4 двухвходовых схем, для k≥3 столбец с номером i, 2≤i≤k, содержит 2k+1-2k-i+2 двухвходовых схем выбора максимального значения.
Дадим описание процедуры посимвольного приема, которая реализуется приведенным устройством.
Пусть - сигнал из ансамбля дискретных эквидистантных двоичных (bl=±1) сигналов с параметрами (n=2k-1,k); - реализация на входе приемного устройства, соответствующая дискретному сигналу . Здесь zl=bl·d+nl, d - энергетический параметр; nl - помеха в канале.
Правило символьного приема основано на вычислении отношения правдоподобия для апостериорных вероятностей [2]
Если , то принимается решение bl=1, иначе bl=-1. Решения относительно bl сопровождаются значениями отношений символьных апостериорных вероятностей с целью повышения их информативности.
При вычислении отношений символьных апостериорных вероятностей в предлагаемом устройстве используется приближение
Этот подход упрощает вычисление величин , так как не требуется оценка энергетического параметра d и требуются лишь операции "сложение-вычитание-сравнение". Вычисления в (2) производятся по всем возможным сигналам , m=1, 2, …, M.
Вычисление и bl состоит из следующих этапов обработки .
Начало работы устройства определяется сигналом синхронизации "Синх. вход" после поступления дискретной реализации в блок 1 оперативной памяти через вход устройства "Вход".
На первом этапе вычисляются суммы в выражении (2) , m=1, 2, …, М в формирователе 2 сигналов коэффициентов функции Уолша. В результате вычисляется дискретная последовательность длительностью 2k. При этом применяется алгоритм быстрого спектрального преобразования в базисе Уолша размерностью 2k над реализацией , обеспечивающий значительно большую скорость обработки по сравнению с методом прямого вычисления . Алгоритм быстрого спектрального преобразования в базисе Уолша над дискретной функцией длительностью n=2k-1 представляется направленным графом, содержащем k столбцов, каждый столбец содержит 2k-1 базовых элементов с операциями "сложение-вычитание" [7, 8]. На фиг.3 приведен вид этого базового элемента.
На втором этапе вычисляются величины с использованием блока 3 вычисления апостериорных символьных вероятностей и величины bl с использованием блока 4 компараторов. При вычислении применяется модифицированный алгоритм быстрого преобразования в базисе Уолша размерностью 2k над дискретной функцией . Модифицированный алгоритм быстрого преобразования в базисе Уолша над дискретной функцией длительностью 2k представляется графом, содержащем k+1 столбцов. Первые k столбцов содержат двухвходовые схемы выбора максимального значения, образующие базовые элементы с операцией "выбор максимального значения из двух величин". На фиг.4 приведен вид этого базового элемента. Последний (k+1)-ый столбец содержит двухвходовые схемы вычитания.
Таким образом, предлагаемое устройство решает поставленную техническую задачу повышения информативности решений путем вычисления символьных апостериорных вероятностей для дискретных эквидистантных сигналов, характеризуемых большой избыточностью.
Литература.
1. Витерби Э.Д. Принципы когерентной связи. М.: Советское радио. 1970.
2. Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. М.: Радио и связь. 1987.
3. Смольянинов В.М., Назаров Л.Е. Применение спектрального преобразования в базисе Уолша при оптимальном посимвольном приеме сигналов, основанных на линейных кодах. // Радиотехника и электроника. 1997. Т.42. №10. Стр.1214-1219.
4. Ashkmin A., Litsyn S. Method and apparatus for MAP decoding of binary Hamming codes and related error correction codes. Patent USA, N 7,168,028 B2. Jan. 23, 2007.
5. Смольянинов В.М., Назаров Л.Е., Лабутин М.В. Устройство для приема дискретных сигналов. A.C. 1372344 кл. G08С 19/18 (прототип). Опубл. 07.02.88.
6. Точи Р.Дж., Уидмер Н.С. Цифровые системы. Теория и практика. М.: Изд. дом «Вильямс». 2004. 1024 с.
7. Трахтман A.M., Трахтман В.А. Основы дискретных сигналов на конечных интервалах. М.: Советское радио. 1975. 208 с.
8. Ермаков В.Ф., Каждан А.Э. Устройство для обратного преобразования Уолша. А.С. 2203505 кл. G06F 17/14. Опубл. 27.04.2003.
Claims (1)
- Устройство для приема дискретных сигналов, содержащее блок оперативной памяти объемом 2k-1, где 2k - объем ансамбля дискретных сигналов, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша размерностью 2k, при этом блок оперативной памяти имеет сигнальный и синхронизирующие входы и группу 2k-1 выходов, формирователь сигналов коэффициентов функции Уолша имеет 2k-1 входов, подключенных к группе 2k-1 выходов блока оперативной памяти и 2k выходов, отличающее тем, что в него дополнительно введен блок вычисления символьных апостериорных вероятностей и блок компараторов, при этом блок вычисления символьных апостериорных вероятностей содержит 2k входов, соединенных с 2k выходами формирователя сигналов коэффициентов функции Уолша, и 2k-1 выходов, являющихся первой группой выходов устройства, блок компараторов содержит 2k-1 входов, соединенных с 2k-1 выходами блока вычисления символьных апостериорных вероятностей, и 2k-1 выходов, являющихся второй группой выходов устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111474/08U RU107613U1 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Устройство для приема дискретных сигналов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111474/08U RU107613U1 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Устройство для приема дискретных сигналов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU107613U1 true RU107613U1 (ru) | 2011-08-20 |
Family
ID=44756120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111474/08U RU107613U1 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Устройство для приема дискретных сигналов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU107613U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480839C1 (ru) * | 2012-03-07 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Устройство для приема дискретных сигналов |
-
2011
- 2011-03-25 RU RU2011111474/08U patent/RU107613U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480839C1 (ru) * | 2012-03-07 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Устройство для приема дискретных сигналов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yuan et al. | Early stopping criteria for energy-efficient low-latency belief-propagation polar code decoders | |
US20180358976A1 (en) | Device and method for correcting error estimation of analog-to-digital converter | |
CN104079382A (zh) | 一种基于概率计算的极化码译码器和极化码译码方法 | |
Fournaris et al. | Designing efficient elliptic Curve Diffie-Hellman accelerators for embedded systems | |
CN109375897B (zh) | 伪随机序列的生成方法 | |
JP6061773B2 (ja) | 信号処理装置、信号処理方法及び信号処理プログラム | |
CN103430500A (zh) | 信道脉冲响应/直流偏移联合估测装置、方法 | |
RU107613U1 (ru) | Устройство для приема дискретных сигналов | |
Yatskiv et al. | Improvement of data transmission reliability in wireless sensor networks on the basis of residue number system correcting codes using the special module system | |
Blanc et al. | Delay independence of mutual-information rate of two symbolic sequences | |
Kim et al. | Distributed CRC architecture for high-radix parallel turbo decoding in LTE-advanced systems | |
CN102801501B (zh) | 一种bch缩短码的编码参数的识别方法 | |
RU111941U1 (ru) | Устройство для приема дискретных сигналов | |
Wang et al. | Multipath subspace pursuit for compressive sensing signal reconstruction | |
RU2480839C1 (ru) | Устройство для приема дискретных сигналов | |
CN106685721B (zh) | 用户在线活动爆发时间的可预测度计算方法及系统 | |
RU2616180C1 (ru) | Способ диагностики сверточных кодов | |
CN105915233B (zh) | 编码方法及装置、及译码方法及装置 | |
WO2018068630A1 (zh) | 前向后向平滑译码方法、装置及系统 | |
Papamarkou et al. | Nonlinear dynamics of trajectories generated by fully-stretching piecewise linear maps | |
CN116070282B (zh) | 一种隐私计算中的数据处理方法、装置及电子设备 | |
RU2504901C2 (ru) | Устройство итеративного декодирования блоковых турбокодов и siso декодер для его реализации | |
Xu et al. | Successive cancellation decoders of polar codes based on stochastic computation | |
JP6900441B2 (ja) | Pam3信号発生装置及びpam3信号発生方法 | |
Donato et al. | Algorithm for complementary-derived orthogonal sequences applied to measurements in noisy channels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150326 |