RU2209509C2 - Orthogonal-signal biplane coder - Google Patents

Orthogonal-signal biplane coder Download PDF

Info

Publication number
RU2209509C2
RU2209509C2 RU2001116194A RU2001116194A RU2209509C2 RU 2209509 C2 RU2209509 C2 RU 2209509C2 RU 2001116194 A RU2001116194 A RU 2001116194A RU 2001116194 A RU2001116194 A RU 2001116194A RU 2209509 C2 RU2209509 C2 RU 2209509C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
bit
output
block
modulo
Prior art date
Application number
RU2001116194A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001116194A (en
Inventor
А.Ф. Лысаковский
Original Assignee
Лысаковский Андрей Францевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лысаковский Андрей Францевич filed Critical Лысаковский Андрей Францевич
Priority to RU2001116194A priority Critical patent/RU2209509C2/en
Publication of RU2001116194A publication Critical patent/RU2001116194A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2209509C2 publication Critical patent/RU2209509C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

FIELD: automation and computer engineering; radio communication systems using noise-like signals. SUBSTANCE: device has input register, bit-to-bit modulo two adding unit with two m-digit inputs, m EXCLUSIVE OR gates, pairwise conjunction unit for odd and even digits with one m-digit input, m/2 AND gates, modulo two adder, sign inversion unit, clock generator, and binary counter with even number of bits. EFFECT: simplified design of device. 1 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах связи с шумоподобными сигналами, применяющих цифровые методы формирования больших систем сложных ортогональных сигналов (см. [1], с. 101-102). The invention relates to automation and computer engineering and can be used in radio engineering communication systems with noise-like signals using digital methods of forming large systems of complex orthogonal signals (see [1], pp. 101-102).

Известен ряд устройств, которые могут быть использованы для формирования систем ортогональных сигналов. Например, для формирования систем ортогональных сигналов Уолша может быть использован кодер для кода Рида-Маллера первого порядка R(1, m) (см. [2], с. 406, рис. 14.8) на основе матриц Адамара типа Сильвестра (см. [2], с. 52-53). Символы двоичной кодовой последовательности хj∈{ 0,1}, j∈{0,1,...,2m-1} (см. [2], с. 400, формула 14.7) математически описываются в операциях двоичной арифметики

Figure 00000002

где m - число разрядов двоичного счетчика;
vi∈{0,1} - выход i-го разряда двоичного счетчика;
ui∈{ 0,1} - двоичные входы устройства, определяющие номер ортогональной кодовой последовательности;
u0∈{ 0,1} - вход инверсии (дополнения по модулю два) системы ортогональных кодовых последовательностей.A number of devices are known that can be used to form orthogonal signal systems. For example, to form the systems of orthogonal Walsh signals, an encoder for the first-order Reed-Muller code R (1, m) (see [2], p. 406, Fig. 14.8) based on Sylvester-type Hadamard matrices (see [ 2], p. 52-53). The symbols of the binary code sequence x j ∈ {0,1}, j∈ {0,1, ..., 2 m-1 } (see [2], p. 400, formula 14.7) are mathematically described in binary arithmetic operations
Figure 00000002

where m is the number of bits of the binary counter;
v i ∈ {0,1} - output of the i-th digit of the binary counter;
u i ∈ {0,1} - binary inputs of the device that determine the number of the orthogonal code sequence;
u 0 ∈ {0,1} is the inversion input (modulo two additions) of the system of orthogonal code sequences.

Код Рида-Маллера первого порядка R(1, m) состоит из единичной весом 2m (состоящей из одних единиц "11...1"), нулевой весом 0 (состоящей из одних нулей "00...0") и 2m+1 - 2 кодовых последовательностей весом 2m-1.The first-order Reed-Muller code R (1, m) consists of a unit weight of 2 m (consisting of one unit "11 ... 1"), a zero weight of 0 (consisting of one zero "00 ... 0") and 2 m + 1 - 2 code sequences weighing 2 m-1 .

Недостаток известного кодера R(1, m) заключается в том, что принадлежащие к одной ортогональной системе или к противоположной системе кодовые последовательности имеют одинаковый вес 2m-1.A disadvantage of the known encoder R (1, m) is that the code sequences belonging to the same orthogonal system or to the opposite system have the same weight of 2 m-1 .

Как правило, при четном m системы ортогональных сигналов биплоскости Камерона (см. [2] , с. 414, следствие II, формула 14.29, упражнение 16.в) строились по формуле

Figure 00000003

Ортогональный код одной плоскости Камерона состоит из 2m кодовых последовательностей весом 2m-1-2(m-2)/2, а второй инверсной плоскости состоит из 2m кодовых последовательностей весом 2m-1+2(m-2)/2.As a rule, for even m, the systems of orthogonal signals of the Cameron biplane (see [2], p. 414, Corollary II, formula 14.29, exercise 16.c) were constructed according to the formula
Figure 00000003

The orthogonal code of one Cameron plane consists of 2 m code sequences weighing 2 m-1 -2 (m-2) / 2 , and the second inverse plane consists of 2 m code sequences weighing 2 m-1 +2 (m-2) / 2 .

Недостаток известной формулы (2) построения ортогональной биплоскости заключается в сложности, так как требуется m+m/2-1 двухвходовых логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (сумматоров по модулю два) и m+m/2 логических элементов И. Целесообразно сократить избыточных m логических элементов И. The disadvantage of the well-known formula (2) for constructing an orthogonal biplane is complexity, since it requires m + m / 2-1 two-input logic elements EXCLUSIVE OR (adders modulo two) and m + m / 2 logic elements I. It is advisable to reduce the excess m logical elements AND.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство кодирования [3], содержащее информационный регистр, контрольный регистр, первый и второй блоки памяти, блок сумматоров, причем входы информационного регистра являются информационными входами устройства, выходы информационного регистра соединены с входами блока сумматоров и с входами второго блока памяти и являются информационным выходом устройства, выходы блока сумматоров подключены к первым входам контрольного регистра и входам первого блока памяти, выходы первого и второго блоков памяти соединены с вторыми входами контрольного регистра, выходы контрольного регистра являются выходами контрольных признаков устройства. Closest to the proposed device is an encoding device [3], containing an information register, a control register, the first and second memory blocks, an adder block, the inputs of the information register being the information inputs of the device, the outputs of the information register are connected to the inputs of the adders block and the inputs of the second block memory and are the information output of the device, the outputs of the adder block are connected to the first inputs of the control register and the inputs of the first memory block, the outputs of the first and watts The memory blocks are connected to the second inputs of the control register, the outputs of the control register are the outputs of the control features of the device.

Недостаток известного устройства кодирования [3] заключается в сложности. A disadvantage of the known encoding device [3] is the complexity.

Решаемая задача - упрощение устройства. The task at hand is to simplify the device.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство, содержащее входной регистр, дополнительно введены блок поразрядного сложения по модулю два с двумя m-разрядными входами из m логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок попарной конъюнкции нечетных и честных разрядов с одним m-разрядным входом из m/2 логических элементов И, сумматор по модулю два, блок инверсии знака, тактовый генератор, двоичный счетчик с четным числом разрядов, причем m-разрядный информационный вход входного регистра является входом номера сигнала кодера, а информационный одноразрядный вход входного регистра является входом инверсии полярно-манипулированных сигналов на противоположное значение кодера, m-разрядный выход входного регистра и информационный выход двоичного счетчика поразрядно соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых блока поразрядного сложения по модулю два, а выход переполнения двоичного счетчика соединен с управляющим входом записи входного регистра, m-разрядный выход суммы блока поразрядного сложения по модулю два поразрядно соединен с входом блока попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов, m/2-разрядный выход блока попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов соединен с m/2-разрядным входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом блока инверсии знака, счетный вход двоичного счетчика соединен с выходом тактового генератора, одноразрядный выход входного регистра соединен с управляющим входом блока инверсии знака, выход блока инверсии знака является выходом кодера. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом [3] заключается в упрощении и исключении сложных и избыточных элементов. По сравнению с известным правилом (2) построения ортогональных сигналов биплоскости Камерона предлагаемое устройство использует на m меньше логических элементов И. По сравнению с известным описанием кодов Рида-Маллера первого порядка [2] в предлагаемом устройстве двоичные кодовые последовательности имеют свой собственный отличительный вес плоскости 2m-1±2(m-2)/2 вместо одного веса 2m-1. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет практически реализовать формирование больших систем сложных сигналов с числом импульсов 103...106, так как в устройстве отсутствует блок памяти для хранения кодовых последовательностей. Таким образом, предлагаемое устройство существенно отличается от известных [1-3].The problem is achieved by the fact that in the device containing the input register, an additional block of bitwise addition modulo two with two m-bit inputs of m logic elements EXCLUSIVE OR, a pairwise conjunction block of odd and honest bits with one m-bit input from m / 2 logical elements And, an adder modulo two, a sign inversion unit, a clock generator, a binary counter with an even number of bits, the m-bit information input of the input register being the input of the encoder signal number, and the information The single-bit input register input is the inverse of the polar-manipulated signals to the opposite encoder value, the m-bit input register output and the binary counter information output are bitwise connected to the inputs of the first and second terms of the bitwise addition block modulo two, and the binary counter overflow output is connected with the control input of the input register entry, the m-bit output of the sum of the block of bitwise addition modulo two is bitwise connected to the input of the block in pairs conjunctions of odd and even digits, m / 2-bit output of the block of pairwise conjunction of odd and even digits is connected to the m / 2-bit input of the adder modulo two, the output of which is connected to the information input of the sign inversion unit, the counting input of the binary counter is connected to the clock output generator, a single-bit output of the input register is connected to the control input of the sign inversion block, the output of the sign inversion block is the output of the encoder. The advantage of the proposed device compared with the prototype [3] is to simplify and eliminate complex and redundant elements. Compared with the well-known rule (2) for constructing orthogonal signals of the Cameron biplane, the proposed device uses m fewer logical elements I. Compared with the well-known description of the first-order Reed-Muller codes [2] in the proposed device, the binary code sequences have their own distinctive weight of plane 2 m-1 ± 2 (m-2) / 2 instead of a single weight of 2 m-1 . In addition, the proposed device allows to practically realize the formation of large systems of complex signals with the number of pulses 10 3 ... 10 6 , since the device does not have a memory unit for storing code sequences. Thus, the proposed device is significantly different from the known [1-3].

Функциональная схема кодера биплоскости ортогональных сигналов представлена на фиг.1, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства, на фиг.3 - вид формируемых сигналов. Работа генератора характеризуется таблицей. Functional diagram of the encoder biplane of orthogonal signals is presented in figure 1, figure 2 is a timing diagram of the operation of the device, figure 3 is a view of the generated signals. The operation of the generator is characterized by a table.

Кодер биплоскости ортогональных сигналов содержит (см. фиг.1) (m+1)-разрядный входной регистр 1, блок 2 инверсии знака, двоичный счетчик 3, тактовый генератор 4, блок 5 поразрядного сложения по модулю два с двумя m-разрядными входами из m логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов с одним m-разрядным входом из m/2 логических элементов И, сумматор 7 по модулю два с m/2 входами, причем одноразрядный и m-разрядный информационные входы входного регистра 1 являются соответственно входом Y0 инверсии полярно-манипулированных сигналов на противоположное значение кодера и входом Y1 номера сигнала кодера, одноразрядный выход входного регистра 1 соединен с управляющим входом блока 2 инверсии знака, счетный вход двоичного счетчика 3 соединен с выходом тактового генератора 4, выход переполнения двоичного счетчика 3 соединен с управляющим входом записи входного регистра 1, m-разрядный выход входного регистра 1 и информационный выход двоичного счетчика 3 поразрядно соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых блока 5 поразрядного сложения по модулю два, m-разрядный выход суммы блока 5 поразрядного сложения по модулю два поразрядно соединен с входом блока 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов, m/2-разрядный выход блока 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов соединен с входами сумматора 7 по модулю два, выход сумматора 7 по модулю два соединен с информационным входом блока 2 инверсии знака, выход блока 2 инверсии знака является выходом кодера. The orthogonal signal biplane encoder contains (see FIG. 1) a (m + 1) -bit input register 1, a sign inversion unit 2, a binary counter 3, a clock 4, a bitwise addition module 5 modulo two with two m-bit inputs from m logic elements EXCLUSIVE OR, block 6 pairwise conjunction of odd and even bits with one m-bit input from m / 2 logical elements And, adder 7 modulo two with m / 2 inputs, and the single-bit and m-bit information inputs of the input register 1 are respectively the input Y0 inversion of polar pulsed signals to the opposite value of the encoder and the encoder signal number input Y1, the single-bit output of the input register 1 is connected to the control input of the sign inversion unit 2, the counting input of the binary counter 3 is connected to the output of the clock generator 4, the overflow output of the binary counter 3 is connected to the control input of the input recording register 1, the m-bit output of the input register 1 and the information output of the binary counter 3 are bitwise connected, respectively, to the inputs of the first and second terms of the bitwise unit 5 modulo two, the m-bit output of the sum of block 5 of bitwise addition modulo two is bitwise connected to the input of block 6 of the pairwise conjunction of odd and even bits, the m / 2-bit output of block 6 of the pairwise conjunction of odd and even bits is connected to the inputs of the adder 7 module two, the output of adder 7 modulo two is connected to the information input of the sign inversion unit 2, the output of the sign inversion unit 2 is the output of the encoder.

Входной регистр 1 предназначен для приема и хранения цифровых кодов составного номера (Y0, Y1) на весь период времени формирования сложного сигнала:
- код Y0∈{0,1} определяет вид полярно-манипулированного сигнала в прямом или инверсном (противоположном) коде;
- код Y1∈{0,1,...,2m-1} задает двоичный номер кодовой последовательности ортогонального сигнала.
The input register 1 is designed to receive and store digital codes of a composite number (Y0, Y1) for the entire period of time the formation of a complex signal:
- the code Y0∈ {0,1} determines the type of the polar-manipulated signal in the direct or inverse (opposite) code;
- the code Y1∈ {0,1, ..., 2 m -1} sets the binary code number of the orthogonal signal.

Прием двоичного кода с входной шины устройства осуществляется под воздействием логического уровня "1", поступающего на управляющий (синхронизирующий) вход записи входного регистра 1. Смена информации на выходной шине данных входного регистра 1 происходит по отрицательному перепаду на управляющем входе записи, то есть в начале каждого периода. При наличии на управляющем входе записи логического уровня "0" входной регистр 1 осуществляет хранение принятой информации на все время Т генерирования сложного сигнала. Reception of the binary code from the input bus of the device is carried out under the influence of the logic level “1”, which is input to the control (synchronizing) input of the input register 1. The information on the output data bus of the input register 1 is changed by the negative edge at the write control input, that is, at the beginning of each period. If there is a logical level entry "0" at the control input, the input register 1 stores the received information for the entire time T of generating a complex signal.

Блок 2 инверсии знака позволяет получить выходной сигнал в прямом или инверсном (противоположном) коде в зависимости от управляющего логического уровня на одноразрядном выходе входного регистра 1. Кроме того, в функции блока 2 инверсии знака переход от логических уровней "1", "0" к аналоговым значениям "+1", "-1". Block 2 of the sign inversion allows you to get the output signal in direct or inverse (opposite) code depending on the control logic level at the single-bit output of the input register 1. In addition, in the function of block 2 of the sign inversion, the transition from logical levels "1", "0" to analog values "+1", "-1".

Двоичный счетчик 3, подсчитывающий импульсы от тактового генератора 4, задает период Т= 2mТи биортогональных сигналов. В конце каждого периода по логическому состоянию "11...1" двоичного счетчика 3 вырабатывается логический уровень "1" на выходе переполнения (обнуления) двоичного счетчика 3. Этот сигнал управляет приемом входной информации в входной регистр 1, причем запись осуществляется в начале каждого периода.The binary counter 3, counting the pulses from the clock 4, sets the period T = 2 m T and biorthogonal signals. At the end of each period, according to the logical state "11 ... 1" of binary counter 3, a logical level "1" is generated at the output of overflow (zeroing) of binary counter 3. This signal controls the reception of input information in input register 1, and recording is performed at the beginning of each period.

Блок 5 поразрядного сложения по модулю два с двумя m-разрядными входами состоит из m логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Для каждого i-го разряда из текущих состояний vi двоичного счетчика 3 и постоянного (в течение периода Т) смещения ui, заданного с m-разрядного выхода входного регистра 1, блок 5 поразрядного сложения по модулю два вычисляет поразрядную сумму
wi = ui + vi (mod 2),

Figure 00000004
(3)
Таким образом, в течение периода Т в зависимости от значения "0" или "1" i-го разряда m-разрядного выхода входного регистра 1 на выход i-го разряда блока 5 поразрядного сложения по модулю два поступает сигнал типа "меандр" с i-го разряда двоичного счетчика 3 в прямом или противоположном коде соответственно.Block 2 of bitwise addition modulo two with two m-bit inputs consists of m logic elements EXCLUSIVE OR. For each i-th bit from the current states v i of the binary counter 3 and constant (during the period T) bias u i specified from the m-bit output of input register 1, the bitwise addition unit 5 modulo two calculates the bitwise sum
w i = u i + v i (mod 2),
Figure 00000004
(3)
Thus, during the period T, depending on the value “0” or “1” of the i-th bit of the m-bit output of the input register 1, a signal of the meander type with i -th digit of the binary counter 3 in direct or opposite code, respectively.

Блок 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов с одним m-разрядным входом и с m/2-разрядным выходом состоит из m/2 логических элементов И. Для каждого n-го выходного разряда из значений нечетных w2n-1 и четных w2n входных разрядов блок 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов вычисляет булеву операцию конъюнкция
gn=w2n-1•w2n,

Figure 00000005
(4)
Сумматор 7 по модулю два с m/2 входами вычисляет значение логической операции
Figure 00000006

Таким образом, блок 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов и сумматор 7 по модулю два (см. [2], с. 414, следствие II, формула 14.29) вычисляют значение максимально-нелинейной "бент"-функции
fj=w1w2+w3w4+...+wm-1wm(mod 2) (6)
Кодер биплоскости ортогональных сигналов работает следующим образом.Block 6 of the pairwise conjunction of odd and even bits with one m-bit input and with m / 2-bit output consists of m / 2 logic elements I. For each n-th output bit, the values of odd w 2n-1 and even w 2n input digits block 6 pairwise conjunction odd and even digits calculates the Boolean operation conjunction
g n = w 2n-1 • w 2n ,
Figure 00000005
(4)
The adder 7 modulo two with m / 2 inputs calculates the value of the logical operation
Figure 00000006

Thus, the block 6 of the pairwise conjunction of the odd and even digits and the adder 7 modulo two (see [2], p. 414, Corollary II, formula 14.29) calculate the value of the maximally non-linear “bent” function
f j = w 1 w 2 + w 3 w 4 + ... + w m-1 w m (mod 2) (6)
The encoder biplane orthogonal signals works as follows.

При включении источника питания (на фиг.1 не показано) подается импульс на установку в логическое состояние "11...1" двоичного счетчика 3 и на установку в единичное состояние двухтактных D-триггеров входного регистра 1, поэтому с одноразрядного выхода входного регистра 1 логический уровень "1" поступает на управляющий вход блока 2 инверсии знака. С выхода переполнения двоичного счетчика 3 логический уровень "1" поступает на управляющий вход записи входного регистра 1, переводя его в режим приема (m+1)-разрядного цифрового кода составного номера сигнала. С m-разрядного выхода блока 5 поразрядного сложения по модулю два сигналы логического уровня "0" поступают на входы блока 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов. С выхода блока 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов сигналы логический уровень "0" поступают на входы сумматора 7 по модулю два. С выхода сумматора 7 по модулю два сигнал логический уровень "0" поступает на информационный вход блока 2 инверсии знака, поэтому на выходе устройства устанавливается положительный потенциал единичной амплитуды "+1". When the power source is turned on (not shown in Fig. 1), a pulse is applied to set the binary counter 3 to the logical state "11 ... 1" and to set the push-pull D-flip-flops of input register 1 to the single state, therefore, from a single-bit output of input register 1 logic level "1" is fed to the control input of the sign inversion block 2. From the output of the overflow of the binary counter 3, the logic level "1" is supplied to the control input of the input register 1, transferring it to the reception mode of the (m + 1) -bit digital code of the composite signal number. From the m-bit output of block 5 of bitwise addition modulo two signals of the logic level “0” are supplied to the inputs of block 6 of the pairwise conjunction of odd and even digits. From the output of block 6 of the pairwise conjunction of odd and even digits, the logic level signals “0” are fed to the inputs of the adder 7 modulo two. From the output of the adder 7 modulo two signal, the logic level "0" is fed to the information input of the sign inversion unit 2, therefore, at the device output, a positive unit potential of "+1" is set.

Тактовый генератор 4 вырабатывает импульсы с периодом следования Ти, которые поступают на счетный вход двоичного счетчика 3. По окончании первого тактового импульса двоичный счетчик 3 из состояния "11...1" переходит в нулевое состояние, при этом логический уровень "0" с выхода обнуления двоичного счетчика 3 поступает на управляющий вход записи входного регистра 1, переводя его в режим хранения входного кода составного номера (Y0, Y1) на все время Т = 2mТи формирования сложного сигнала. Логический уровень "0" или "1" в соответствии с входным кодом Y0 с одноразрядного выхода входного регистра 1 поступает на управляющий вход блока 2 инверсии знака для формирования полярно-манипулированного сигнала ортогональной системы (плоскости) в прямом или инверсном (противоположном) коде. С m-разрядного выхода входного регистра 1 на вход первого слагаемого блока 5 поразрядного сложения по модулю два поступает двоичный код Y1∈{0,1,...,2m-1} номера ортогонального сигнала в системе (плоскости). Под воздействием каждого тактового импульса двоичный счетчик 3 из предыдущего состояния переходит в последующее. Текущее состояние разрядов vi двоичного счетчика 3 поступает на вход второго слагаемого блока 5 поразрядного сложения по модулю два. С выхода блока 5 поразрядного сложения по модулю два вычисленная поразрядная сумма (3) поступает на вход блока 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов. Для каждого n-го разряда m/2-разрядного выхода блока 6 попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов вычисляется логическая операция конъюнкция (4). На выходе сумматора 7 по модулю два вычисляется сумма (5). На выходе кодера кодовая последовательность ортогонального сигнала описывается выражением

Figure 00000007

При переходе двоичного счетчика 3 в состояние Т логический уровень "1" с выхода переполнения двоичного счетчика 3 поступает на управляющий вход записи входного регистра 1. Входной регистр 1 переходит в режим приема нового (m+1)-разрядного двоичного кода - номера биортогонального сигнала. Под воздействием следующих синхроимпульсов цикл работы устройства повторяется.The clock generator 4 generates pulses with a repetition period T and , which are supplied to the counting input of the binary counter 3. At the end of the first clock pulse, the binary counter 3 from the state "11 ... 1" goes to the zero state, while the logic level is "0" with the output of zeroing the binary counter 3 is fed to the control input of the input register 1, translating it into the storage mode of the input code of the composite number (Y0, Y1) for the entire time T = 2 m T and the formation of a complex signal. The logic level "0" or "1" in accordance with the input code Y0 from the single-bit output of the input register 1 is fed to the control input of the sign inversion unit 2 to form the polar-manipulated signal of the orthogonal system (plane) in the direct or inverse (opposite) code. From the m-bit output of the input register 1, the binary code Y1∈ {0,1, ..., 2 m -1} of the number of the orthogonal signal in the system (plane) is supplied to the input of the first term of the bitwise addition block 5 modulo two. Under the influence of each clock pulse, the binary counter 3 from the previous state goes into the next. The current state of the bits v i of the binary counter 3 is fed to the input of the second term of block 5 of the bitwise addition modulo two. From the output of block 5 of bitwise addition modulo two, the calculated bitwise sum (3) is fed to the input of block 6 of the pairwise conjunction of odd and even digits. For each n-th bit of the m / 2-bit output of block 6 of the pairwise conjunction of odd and even bits, the logical operation conjunction (4) is calculated. At the output of the adder 7 modulo two, the sum (5) is calculated. At the output of the encoder, the code sequence of the orthogonal signal is described by the expression
Figure 00000007

When the binary counter 3 enters the state T, the logic level "1" from the overflow output of the binary counter 3 goes to the control input of the input register 1. The input register 1 goes into the mode of receiving a new (m + 1) -bit binary code - biorthogonal signal number. Under the influence of the following clock pulses, the cycle of the device is repeated.

На временных диаграммах работы устройства (фиг.2) показано, что двоичный счетчик 3 (диаграммы сверху 12-15) осуществляет деление частоты следования тактовых импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода тактового генератора 4 (диаграмма 11). Если счетчик 3 переходит в состояние Т, то на его выходе переполнения устанавливается логический уровень "1" (диаграмма 16) и регистр 1 осуществляет прием с входной шины данных устройства двойных цифровых кодов Y0, Y1 (диаграммы 1-5). По окончании следующего тактового импульса счетчик 3 переходит в нулевое состояние, на его выходе переполнения устанавливается логический уровень "0" и регистр 1 переходит в режим хранения входных кодов Y0, Y1 на все время Т формирования сложного сигнала (диаграммы 6-10). За время Т на входах регистра 1 подготавливаются новые цифровые коды Y0, Y1 (диаграммы 1-5). В зависимости от сигналов на соответствующих выходах блока 5 (диаграммы 7-20) формируются сигналы на выходах блока 6 (диаграммы 21, 22). В зависимости от выходного сигнала сумматора 7 (диаграмма 23) и от выходного сигнала одноразрядного выхода регистра 1 (диаграмма 6) формируется выходной полярно-манипулированный сигнал устройства (диаграмма 24) в прямом или в противоположном коде. On the time diagrams of the operation of the device (Fig. 2), it is shown that the binary counter 3 (diagrams from the top 12-15) performs the division of the repetition rate of clock pulses arriving at its counter input from the output of the clock generator 4 (diagram 11). If counter 3 goes into state T, then its overflow output sets logic level “1” (diagram 16) and register 1 receives from the input data bus of the device digital double codes Y0, Y1 (diagrams 1-5). At the end of the next clock pulse, counter 3 goes to zero, at its overflow output the logic level is set to “0” and register 1 goes into the storage mode of input codes Y0, Y1 for the whole time T of the formation of a complex signal (diagrams 6-10). During time T, new digital codes Y0, Y1 (diagrams 1-5) are prepared at the inputs of register 1. Depending on the signals at the corresponding outputs of block 5 (diagrams 7-20), signals are generated at the outputs of block 6 (diagrams 21, 22). Depending on the output signal of the adder 7 (diagram 23) and on the output signal of the single-bit output of register 1 (diagram 6), the output polar-manipulated signal of the device (diagram 24) is generated in direct or opposite code.

В таблице представлены кодовые последовательности биортогональных сигналов, формируемые предлагаемым устройством при пятиразрядной входной шине данных регистра 1 (m=4), где символы "+" и "-" обозначают импульсы единичной амплитуды положительной и отрицательной полярности соответственно. В зависимости от пяти бит входного кода (Y0, Y1) (в таблице колонки с 2-й по 6-ю) формируется 1 из 32 шестнадцатиимпульсных полярно-манипулированных сигналов (в таблице колонки с 7-й по 22-ю). The table shows the code sequences of biorthogonal signals generated by the proposed device with a five-bit input data bus of register 1 (m = 4), where the symbols "+" and "-" denote pulses of unit amplitude of positive and negative polarity, respectively. Depending on the five bits of the input code (Y0, Y1) (in the column table from the 2nd to the 6th), 1 of 32 sixteen-pulse polar-manipulated signals is generated (in the column table from the 7th to the 22nd).

Первые шестнадцать сигналов (фиг.3 (А), строки 1-16 таблицы) образуют ортогональную систему, так как

Figure 00000008

Вторые шестнадцать сигналов (фиг. 3 (Б), строки 17-32 таблицы) также образуют ортогональную систему сигналов, так как
Figure 00000009

Сигналы φi(t) и ψi(t) противоположны,
Figure 00000010

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с аналогом и прототипом заключается в упрощении и исключении сложных и избыточных элементов. По сравнению с известным правилом (2) построения ортогональных сигналов биплоскости Камерона предлагаемое устройство использует на m меньше логических элементов И. По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве исключен блок памяти, а сумматор по модулю (Т-1) заменен на более простой в техническом исполнении блок 5 поразрядного суммирования по модулю два. По сравнению с известным описанием кодов Рида-Маллера первого порядка [2, 3, 4] в предлагаемом устройстве двоичные кодовые последовательности имеют свой собственный отличительный вес плоскости 2m-1±2(m-2)/2 вместо одного веса 2m-1. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет практически реализовать формирование больших систем сложных сигналов с числом импульсов 103...106, так как в устройстве отсутствует блок памяти для хранения кодовых последовательностей.The first sixteen signals (Fig. 3 (A), rows 1-16 of the table) form an orthogonal system, since
Figure 00000008

The second sixteen signals (Fig. 3 (B), rows 17-32 of the table) also form an orthogonal signal system, since
Figure 00000009

The signals φ i (t) and ψ i (t) are opposite,
Figure 00000010

The advantage of the proposed device in comparison with the analogue and prototype is to simplify and eliminate complex and redundant elements. Compared with the well-known rule (2) for constructing orthogonal signals of the Cameron biplane, the proposed device uses m less logical elements I. Compared with the prototype, the proposed device excludes a memory block, and the adder modulo (T-1) is replaced by a simpler one in technical design block 5 bitwise summation modulo two. Compared with the well-known description of the first-order Reed-Muller codes [2, 3, 4] in the proposed device, the binary code sequences have their own distinctive weight of the plane 2 m-1 ± 2 (m-2) / 2 instead of one weight 2 m-1 . In addition, the proposed device allows to practically realize the formation of large systems of complex signals with the number of pulses 10 3 ... 10 6 , since the device does not have a memory unit for storing code sequences.

Источники информации
1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985. - 383 с.
Sources of information
1. Varakin L.E. Communication systems with noise-like signals. - M .: Radio and communications, 1985 .-- 383 p.

2. Мак-Вильямс Ф.Дж., Слоэн Н.Дж.А. Теория кодов, исправляющих ошибки. - М.: Связь, 1979. - 744 с. 2. Mc-Williams F.J., Sloan N.J.A. Theory of error correction codes. - M.: Communication, 1979. - 744 p.

3. Гриненко Н. И., Лысаковский А.Ф., Шевчук П.С. Генератор ортогонально-противоположных сигналов /Авторское свидетельство СССР 1697071 A1, кл. МКИ G 06 F 1/02. 3. Grinenko N. I., Lysakovsky A. F., Shevchuk P. S. Orthogonal-opposite signal generator / Copyright certificate of the USSR 1697071 A1, cl. MKI G 06 F 1/02.

4. Холл М. Комбинаторика. - М.: Мир, 1970. - 424 с. 4. Hall M. Combinatorics. - M.: Mir, 1970 .-- 424 p.

Claims (1)

Кодер биплоскости ортогональных сигналов, содержащий входной регистр, отличающийся тем, что дополнительно введены блок поразрядного сложения по модулю два с двумя m-разрядными входами из m логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов с одним m-разрядным входом из m/2 логических элементов И, сумматор по модулю два, блок инверсии знака, тактовый генератор, двоичный счетчик с четным числом разрядов, причем m-разрядный информационный вход входного регистра является входом номера сигнала кодера, а информационный одноразрядный вход входного регистра является входом инверсии полярно-манипулированных сигналов на противоположное значение кодера, m-разрядный выход входного регистра и информационный выход двоичного счетчика поразрядно соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых блока поразрядного сложения по модулю два, а выход переполнения двоичного счетчика соединен с управляющим входом записи входного регистра, m-разрядный выход суммы блока поразрядного сложения по модулю два поразрядно соединен с входом блока попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов, m/2-разрядный выход блока попарной конъюнкции нечетных и четных разрядов соединен с m/2-разрядным входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом блока инверсии знака, счетный вход двоичного счетчика соединен с выходом тактового генератора, одноразрядный выход входного регистра соединен с управляющим входом блока инверсии знака, выход блока инверсии знака является выходом кодера. An orthogonal signal biplane encoder containing an input register, characterized in that an additional two-bit modulus addition module with two m-bit inputs of m logic elements EXCLUSIVE OR, an odd and even bit pair conjunction block with one m-bit input of m / 2 logical elements And, an adder modulo two, a sign inversion unit, a clock generator, a binary counter with an even number of bits, the m-bit information input of the input register being the input of the encoder signal number, and The single-bit formation input of the input register is the inverse of the polar-manipulated signals to the opposite value of the encoder, the m-bit output of the input register and the information output of the binary counter are bitwise connected to the inputs of the first and second terms of the bitwise addition block modulo two, and the binary counter overflow output is connected with the control input of the input register entry, the m-bit output of the sum of a block of bitwise addition modulo two is bitwise connected to the input of the block pairwise conjunction of odd and even bits, m / 2-bit output of the block of pairwise conjunction of odd and even bits is connected to the m / 2-bit input of the adder modulo two, the output of which is connected to the information input of the sign inversion unit, the counting input of the binary counter is connected to the output a clock generator, a one-bit output of the input register is connected to the control input of the sign inversion block, the output of the sign inversion block is the output of the encoder.
RU2001116194A 2001-06-09 2001-06-09 Orthogonal-signal biplane coder RU2209509C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116194A RU2209509C2 (en) 2001-06-09 2001-06-09 Orthogonal-signal biplane coder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116194A RU2209509C2 (en) 2001-06-09 2001-06-09 Orthogonal-signal biplane coder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001116194A RU2001116194A (en) 2003-06-27
RU2209509C2 true RU2209509C2 (en) 2003-07-27

Family

ID=29209780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001116194A RU2209509C2 (en) 2001-06-09 2001-06-09 Orthogonal-signal biplane coder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209509C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5101431A (en) Systolic array for modular multiplication
US8345873B2 (en) Methods and systems for N-state signal processing with binary devices
JPH0821958B2 (en) Coding method
US5412587A (en) Pseudorandom stochastic data processing
RU2209509C2 (en) Orthogonal-signal biplane coder
JPH04326229A (en) Multiple amplitude sample generator and method thereof
EP0064590B1 (en) High speed binary counter
RU2163027C2 (en) Pseudorandom sequence generator (alternatives)
RU2081450C1 (en) Generator of n-bit random sequence
JP2789679B2 (en) Parity signal insertion circuit
CN113031917A (en) High-speed probability calculation multiplier and calculation method
SU1667059A2 (en) Device for multiplying two numbers
EP1254543B1 (en) Information processing system
JPH0651957A (en) Random numbers generator
JP4541485B2 (en) Exponentiation arithmetic unit, exponentiation remainder arithmetic unit, elliptic power multiple arithmetic unit, arrangement of those methods, and recording medium
SU1432781A1 (en) Decoding device
RU2215369C1 (en) Digital signal coding method
RU2747777C1 (en) Method of receiving signals of relative phase telegraphy in devices for receiving signals with phase manipulation
RU2677358C1 (en) Modulator of discrete signal by time position
RU2752003C1 (en) Device for receiving relative phase telegraphy signals with increased immunity
RU2187144C2 (en) Quasi-orthogonally opposite signal generator
Kychak et al. Analysis and synthesis of codes of generators in Quartus II
RU2150785C1 (en) Adaptive system for transmission and reception of digital information
SU450153A1 (en) Code rate converter
RU2109400C1 (en) Binary-to-multiple digit code converter (variants)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040610