RU2677358C1 - Modulator of discrete signal by time position - Google Patents
Modulator of discrete signal by time position Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677358C1 RU2677358C1 RU2018101184A RU2018101184A RU2677358C1 RU 2677358 C1 RU2677358 C1 RU 2677358C1 RU 2018101184 A RU2018101184 A RU 2018101184A RU 2018101184 A RU2018101184 A RU 2018101184A RU 2677358 C1 RU2677358 C1 RU 2677358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- modulator
- key
- adder
- Prior art date
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 80
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 13
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 abstract description 17
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 101100006960 Caenorhabditis elegans let-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
- H04L27/12—Modulator circuits; Transmitter circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования дискретных сигналов, модулированных по временному положению, в системах связи и телеуправления.The invention relates to radio engineering and can be used to generate discrete signals, modulated by the temporary position, in communication systems and telecontrol.
Известен модулятор, содержащий квантователь, запоминающее устройство, устройство сравнения, интегратор, источник отрицательного напряжения, генератор тактовых импульсов, первый делитель частоты, ключ, второй делитель частоты, сумматор и генератор функций Уолша (см. Хармут Х.Ф. Передача информации ортогональными функциями. - М.: Связь, 1975, стр. 132, рис. 3.27).A modulator is known that contains a quantizer, a storage device, a comparison device, an integrator, a negative voltage source, a clock, a first frequency divider, a key, a second frequency divider, an adder and a Walsh function generator (see Harmut H.F. Information transfer by orthogonal functions. - M.: Communication, 1975, p. 132, Fig. 3.27).
Однако, выходные сигналы, формируемые этим устройством, имеют низкую помехоустойчивость, так как обладают плохими корреляционными свойствами - амплитуды боковых пиков автокорреляционных функций этих сигналов близки к значению 1.However, the output signals generated by this device have low noise immunity, as they have poor correlation properties - the amplitudes of the side peaks of the autocorrelation functions of these signals are close to 1.
Известен также модулятор дискретного сигнала по временному положению, содержащий квантователь, запоминающий блок, ключ, сумматор, генератор функций Уолша, блок сравнения, интегратор, источник отрицательного напряжения, генератор тактовых импульсов, первый и второй делители частоты, генератор прямоугольных колебаний, счетчик, коммутатор, и умножитель, причем квантователь, запоминающий блок, ключ, сумматор, генератор функций Уолша соединены последовательно, первый вход квантователя является входом модулятора, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, первый вход которого соединен с выходом источника отрицательного напряжения, а выход блока сравнения соединен с вторыми входами запоминающего блока и интегратора, второй вход ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом первого делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом сумматора и входом второго делителя частоты, выход которого соединен с установочным входом квантователя, с вторым входом счетчика и третьим входом интегратора, выход сумматора соединен с входом генератора прямоугольных колебаний и первым входом счетчика, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен с выходом источника отрицательного напряжения, выход генератора функций Уолша соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом коммутатора, выход умножителя является выходом модулятора (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1800641, кл. H04L 27/12 от 23.08.90, опубликовано в бюллетене №9 от 07.03.93).Also known is a modulator of a discrete signal in a temporary position, comprising a quantizer, a storage unit, a key, an adder, a Walsh function generator, a comparison unit, an integrator, a negative voltage source, a clock pulse generator, first and second frequency dividers, a square wave generator, a counter, a switch, and a multiplier, moreover, a quantizer, a storage unit, a key, an adder, a Walsh function generator are connected in series, the first quantizer input is a modulator input, an output of a storage unit connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the integrator, the first input of which is connected to the output of the negative voltage source, and the output of the comparison unit is connected to the second inputs of the storage unit and integrator, the second key input is connected to the output of the clock generator and the input of the first frequency divider, the output of which is connected to the second input of the adder and the input of the second frequency divider, the output of which is connected to the installation input of the quantizer, with the second input of the counter and the third by the course of the integrator, the output of the adder is connected to the input of the square-wave oscillator and the first input of the counter, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the switch, the third input of which is connected to the output of the negative voltage source, the output of the Walsh function generator is connected to the first input of the multiplier, the second input of which connected to the output of the switch, the output of the multiplier is the output of the modulator (see USSR copyright certificate for invention No. 1800641, class H04L 27/12 of 08/23/90, published in Bulletin No. 9 of 03/07/93).
Однако, выходные сигналы, формируемые этим модулятором, имеют низкую помехоустойчивость, так как обладают плохими корреляционными свойствами - большими амплитудами боковых пиков автокорреляционных функций этих сигналов.However, the output signals generated by this modulator have low noise immunity, as they have poor correlation properties — large amplitudes of the side peaks of the autocorrelation functions of these signals.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является модулятор дискретного сигнала по временному положению, содержащий квантователь, запоминающий блок, ключ, сумматор, генератор функций Уодша, блок сравнения, интегратор, источник отрицательного напряжения, генератор тактовых импульсов, первый и второй делители частоты, генератор прямоугольных колебаний, счетчик, коммутатор, умножитель, вход начальной установки модулятора и n-разрядный регистр памяти (где 2n - число функций, формируемых генератором функций Уолша), причем квантователь, запоминающий блок, ключ, сумматор, генератор функций Уолша соединены последовательно, первый вход квантователя является входом модулятора, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, первый вход которого соединен с выходом источника отрицательного напряжения, а выход блока сравнения соединен с вторыми входами запоминающего блока и интегратора, второй вход ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом первого делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом сумматора и входом второго делителя частоты, выход которого соединен с установочным входом квантователя, вторым входом счетчика и третьим входом интегратора, выход сумматора соединен с входом генератора прямоугольных колебаний и первым входом счетчика, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен с выходом источника отрицательного напряжения, выход генератора функций Уолша соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом коммутатора, выход умножителя является выходом модулятора, выход второго делителя частоты соединен с входом разрешения выдачи хранимого кода регистра памяти, выходы разрядов регистра памяти подключены к одноименным входам разрядов счетчика, вход начальной установки модулятора подключен к установочному входу квантователя, второму входу счетчика, третьему входу интегратора и входу разрешения выдачи хранимого кода регистра памяти (см. патент на изобретение №2393640 по заявке №2008149993/09 от 17.12.2008, кл. H04L 27/12, опубликован в бюллетене №18 от 27.06.2010).Closest to the technical nature of the present invention is a modulator of a discrete signal in a temporary position, comprising a quantizer, a storage unit, a key, an adder, a Wodsh function generator, a comparison unit, an integrator, a negative voltage source, a clock generator, the first and second frequency dividers, a generator square wave, a counter, a switch, a multiplier, the input of the modulator initial installation and n-bit memory register (where 2 n - number of functions generated by Walsh generator functions ), and the quantizer, the storage unit, the key, the adder, the Walsh function generator are connected in series, the first input of the quantizer is the input of the modulator, the output of the storage unit is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the integrator, the first input of which is connected to the output of the source negative voltage, and the output of the comparison unit is connected to the second inputs of the storage unit and the integrator, the second key input is connected to the output of the clock generator and the input of the first divider frequency, the output of which is connected to the second input of the adder and the input of the second frequency divider, the output of which is connected to the installation input of the quantizer, the second input of the counter and the third input of the integrator, the output of the adder is connected to the input of the square wave generator and the first input of the counter, the outputs of which are connected respectively to the first and the second inputs of the switch, the third input of which is connected to the output of the negative voltage source, the output of the Walsh function generator is connected to the first input of the multiplier, the second input which is connected to the output of the switch, the output of the multiplier is the output of the modulator, the output of the second frequency divider is connected to the enable input of the stored code of the memory register, the outputs of the bits of the memory register are connected to the same inputs of the bits of the counter, the input of the initial installation of the modulator is connected to the installation input of the quantizer, the second input of the counter , the third input of the integrator and the input of the permission to issue the stored code of the memory register (see patent for invention No. 2393640 according to application No. 2008149993/09 dated 12/17/2008, class. H04L 27/12, published in Bulletin No. 18 dated 06/27/2010).
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости выходных сигналов путем уменьшения амплитуды боковых пиков их автокорреляционных функций.The aim of the invention is to increase the noise immunity of the output signals by reducing the amplitude of the side peaks of their autocorrelation functions.
Поставленная цель достигается тем, что в известный модулятор дискретного сигнала по временному положению, содержащий квантователь, запоминающий блок, ключ, сумматор, блок сравнения, интегратор, источник отрицательного напряжения, генератор тактовых импульсов, первый и второй делители частоты, умножитель, вход начальной установки модулятора и n-разрядный регистр памяти (где 2n - число функций в модулируемой системе дискретных ортогональных сигналов), причем квантователь, запоминающий блок, ключ, сумматор соединены последовательно, первый вход квантователя является входом модулятора, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, первый вход которого соединен с выходом источника отрицательного напряжения, а выход блока сравнения соединен с вторыми входами запоминающего блока и интегратора, второй вход ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом первого делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом сумматора и входом второго делителя частоты, выход которого соединен с установочным входом квантователя и третьим входом интегратора, выход умножителя является выходом модулятора, выход второго делителя частоты соединен с входом разрешения выдачи хранимого кода регистра памяти, вход начальной установки модулятора подключен к установочному входу квантователя, третьему входу интегратора и входу разрешения выдачи хранимого кода регистра памяти, введены 2n - канальный генератор функций Уолша, 2n - входовый коммутатор, 2n-1 - разрядный циклический регистр сдвига, нуль-орган, триггер, первый дополнительный ключ, второй дополнительный ключ, дополнительный двухвходовый сумматор, управляемый инвертор, причем выходы 2n - канального генератора функций Уолша соединены с одноименными информационными входами 2n - входового коммутатора, выходы разрядов n-разрядного регистра памяти подключены к одноименным входам управления 2n - входового коммутатора, выход 2n - входового коммутатора соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом управляемого инвертора, выход сумматора соединен с тактовым входом 2n - канального генератора функций Уолша и тактовым входом 2n-1 - разрядного циклического регистра сдвига, второй выход 2n - канального генератора функций Уолша подключен к входу нуль-органа, выход которого соединен с счетным входом триггера, прямой выход которого подключен к управляющему входу первого дополнительного ключа, инверсный выход триггера подключен к управляющему входу второго дополнительного ключа, выходы первого и второго дополнительных ключей соединены с соответствующими информационными входами дополнительного двухвходового сумматора, выход дополнительного двухвходового сумматора подключен к информационному входу управляемого инвертора, управляющий вход которого соединен с выходом старшего разряда 2n-1 - разрядного циклического регистра сдвига, (2n-1 - 2) - й выход 2n - канального генератора функций Уолша подключен к информационному входу первого дополнительного ключа, (2n - 4) - й выход 2n - канального генератора функций Уолша подключен к информационному входу второго дополнительного ключа.This goal is achieved by the fact that in the known modulator of a discrete signal at a temporary position, containing a quantizer, a storage unit, a key, an adder, a comparison unit, an integrator, a negative voltage source, a clock pulse generator, the first and second frequency dividers, a multiplier, the input of the initial installation of the modulator and n-bit memory register (where 2 n is the number of functions in a modulated system of discrete orthogonal signals), and the quantizer, storage unit, key, adder are connected in series, the first the quantizer input is the modulator input, the output of the storage unit is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the integrator, the first input of which is connected to the output of the negative voltage source, and the output of the comparison unit is connected to the second inputs of the storage unit and integrator, the second key input connected to the output of the clock generator and the input of the first frequency divider, the output of which is connected to the second input of the adder and the input of the second frequency divider, the output of which is connected It is connected with the quantizer’s installation input and the integrator’s third input, the multiplier’s output is the modulator’s output, the output of the second frequency divider is connected to the enable output of the stored memory register code, the modulator’s initial installation input is connected to the installation of the quantizer, the third integrator’s input and the output of the stored register code memory administered 2 n - channel Walsh function generator, 2 n - vhodovy switch 2 n-1 - bit cyclic shift register, the zero-body, a trigger, first complementary to Uche, a second additional key, third two-input adder, with the inverter, wherein the outputs 2 n - channel generator Walsh functions are connected with similar data inputs of the 2 n - vhodovogo switch discharges outputs n-bit storage register connected to the like input control 2 n - vhodovogo switch , the output 2 n of the input switch is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is connected to the output of the controlled inverter, the output of the adder is connected to the clock input of 2 n - channel generator Walsh functions and clock input 2 n-1 - bit cyclic shift register, the second output of 2 n - channel generator of Walsh functions connected to the input of the zero-organ, the output of which is connected to the counting input of the trigger, the direct output of which is connected to the control input of the first additional key, the inverse trigger output is connected to the control input of the second additional key, the outputs of the first and second additional keys are connected to the corresponding information inputs of the additional two-input adder, the output is additional tional two-input adder is connected to the information input of a controlled inverter, a control input coupled to an output significant bit 2 n-1 - bit cyclic shift register (2 n-1 - 2) - th output 2 n - channel generator Walsh functions connected to data input the first additional key, (2 n - 4) - output of the 2 n - channel generator of Walsh functions is connected to the information input of the second additional key.
На фиг. 1 представлена структурная схема модулятора дискретного сигнала по временному положению, на фиг. 2 - временные диаграммы функций Уолша на выходах 2n - канального генератора функций Уолша, на фиг. 3 - временные диаграммы системы сигналов S(i, θ), формируемых в предлагаемом модуляторе, на фиг. 4 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования функции S(10, θ) в предлагаемом модуляторе, на фиг. 5 и на фиг. 6 - вид автокорреляционных функций ансамбля дискретных ортогональных сигналов S(i, θ) в предлагаемом модуляторе, на фиг. 7 - процесс формирования выходного сигнала в предлагаемом модуляторе в случае сдвига функции по временному положению на один элемент и в случае сдвига функции по временному положению на три элемента.In FIG. 1 is a structural diagram of a modulator of a discrete signal in a temporary position; FIG. 2 is a timing diagram of Walsh functions at the outputs of 2 n - channel generator of Walsh functions, in FIG. 3 is a timing diagram of a system of signals S (i, θ) generated in the proposed modulator, FIG. 4 is a timing diagram illustrating the process of generating the function S (10, θ) in the proposed modulator, FIG. 5 and in FIG. 6 is a view of the autocorrelation functions of an ensemble of discrete orthogonal signals S (i, θ) in the proposed modulator, FIG. 7 - the process of generating the output signal in the proposed modulator in the case of a shift of the function in the temporary position by one element and in the case of the shift of the function in the temporary position by three elements.
Модулятор дискретного сигнала по временному положению содержит источник 1 отрицательного напряжения, интегратор 2, блок 3 сравнения, квантователь 4, запоминающий блок 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый делитель 7 частоты, сумматор 8, ключ 9, второй делитель 10 частоты, 2n - канальный генератор И функций Уолша, вход 12 начальной установки модулятора, n-разрядный регистр 13 памяти, умножитель 14, 2n - входовый коммутатор 15, нуль-орган 16, триггер 17, первый дополнительный ключ 18, второй дополнительный ключ 19, дополнительный двухвходовый сумматор 20, 2n-1 - разрядный циклический регистр сдвига 21, управляемый инвертор 22.The temporal position discrete signal modulator contains a
Модулятор дискретного сигнала по временному положению работает следующим образом.The modulator of the discrete signal in the temporary position works as follows.
До начала работы модулятора в n-разрядном регистре 13 памяти (где 2n - число выходов генератора 11 функций Уолша), записан порядковый номер функции Уолша, которая будет формироваться на выходе 2n - входового коммутатора 15 в течение всех сеансов модуляции. Например, при использовании для формирования в модуляторе сигнала S(10, θ), потребуется функция Уолша во всех сеансах модуляции, что предполагает наличие в n-разрядном регистре 13 памяти двоичного кода «1 0 1 0», представляющего десятичное число 10. При этом в (2n-1 - 3) - м разряде 2n-1 - разрядного циклического регистра 21 сдвига записана единица, триггер 17 находится в исходном единичном состоянии.Before the operation of the modulator in the n-
Перед началом работы модулятора на вход 12 начальной установки модулятора подается импульс, поступающий на вход разрешения выдачи хранимого кода регистра 13 памяти. Поскольку информационные выходы разрядов регистра 13 памяти подключены к соответствующим управляющим входам 2n - входового коммутатора 15, на выходе его в течение всех сеансов модуляции формируется соответствующая функция Уолша, например, .Before starting the modulator, an impulse is fed to the
В начальный момент времени напряжение на выходе квантователя 4 равно нулю, следовательно, на выходе запоминающего блока 5 оно также равно нулю. Напряжение на выходе интегратора 2 в начальный момент времени тоже равно нулю. Поскольку на входы блока 3 сравнения поступают одинаковые напряжения, равные нулю, на выходе блока 3 сравнения вырабатывается импульс, устанавливающий интегратор 2 и запоминающий блок 5 в начальное состояние.At the initial time, the voltage at the output of
Входной модулирующий сигнал (фиг. 7, а) поступает на вход квантователя 4, который периодически производит отсчеты значений входного сигнала в моменты времени 0, θ, 2θ, … , и производит их квантование. Число уровней квантования равно числу элементов функций Уолша (для рассматриваемого случая пусть 2n=16) (фиг. 7, б). Полученные напряжения запоминаются на определенные промежутки времени в запоминающем блоке 5 (фиг. 7, в).The input modulating signal (Fig. 7, a) is input to the
На выходе интегратора 2 получается положительное пилообразное напряжение (фиг. 7, г). Блок 3 сравнения напряжений вырабатывает импульс в тот момент времени, когда пилообразное напряжение достигает величины напряжения на выходе запоминающего блока 5 (фиг. 7, д). Этот импульс приводит в начальное состояние схему запоминающего блока 5 и интегратора 2. На выходе запоминающего блока 5 формируются положительные импульсы, длительность которых пропорциональна значению квантованного напряжения (фиг. 7, в). При поступлении этих импульсов на первый (управляющий) вход ключа 9, ключ оказывается открытым, а импульсы от генератора 6 тактовых импульсов (фиг. 7, е) оказываются на выходе ключа 9 (фиг. 7, з).At the output of the
Делитель 7 частоты образует из последовательности импульсов с выхода генератора 6 тактовых импульсов последовательность импульсов, имеющую гораздо больший период (фиг. 7, ж). Эта последовательность импульсов идет через сумматор 8 на тактовый вход 2n - канального генератора 11 функций Уолша, генерирующего в течение всех сеансов модуляции определенную функцию Уолша, например, Wal(3, θ). Импульсы с выхода ключа 9 через сумматор 8 добавляются к импульсам с выхода делителя 7 частоты сразу после моментов времени 0, θ, 2θ, … Так как период импульсов с выхода ключа 8 значительно меньше, чем период импульсов с выхода делителя 7 частоты, то на выходе 2n - канального генератора 11 функций Уолша формируется функция Уолша, промодулированная по фазе. Причем фазовый сдвиг пропорционален значению квантованного напряжения входного сигнала, получаемого на выходе квантователя 4. Например, если значение квантованного напряжения равно 0, то фазовый сдвиг равен 0. Если значение квантованного напряжения равно 1, то фазовый сдвиг осуществляется на один элемент функции Уолша. Если значение квантованного напряжения равно 2, то фазовый сдвиг осуществляется на 2 элемента функции Уолша и так далее. Точно так же осуществляется и фазовый сдвиг сигнала S(i, θ) на выходе модулятора, при этом (фиг. 7, к) в первом случае на рисунке показан сдвиг на один элемент втором случае - сдвиг на три элемента The frequency divider 7 forms from the pulse sequence from the output of the clock generator 6 a pulse sequence having a much longer period (Fig. 7, g). This sequence of pulses goes through the
Рассмотрим более подробно процесс формирования сигналов S(i, θ) в предлагаемом модуляторе на примере функции S(10, θ) для случая 2n=16. Для упрощения будем считать, что в рассматриваемом случае задержка по времени или фазовый сдвиг равен 0.Let us consider in more detail the process of generating signals S (i, θ) in the proposed modulator using the example of the function S (10, θ) for
С началом поступления импульсов с выхода сумматора 8 (фиг. 4, а) на тактовый вход 2n - канального генератора 11 функций Уолша, генерирующего в течение всех сеансов модуляции определенную функцию Уолша (в данном случае ), тактовые импульсы поступают также на тактовый вход 2n-1 - разрядного циклического регистра 21 сдвига.With the beginning of the arrival of pulses from the output of the adder 8 (Fig. 4, a) to the
Потенциалы с прямого и инверсного выходов триггера 17 поступают на управляющие входы дополнительных ключей 18 и 19. Таким образом, первый дополнительный ключ 18 открыт, а второй дополнительный ключ 19 закрыт.The potentials from the direct and inverse outputs of the trigger 17 are supplied to the control inputs of the
Подробное описание устройства триггера 17, являющегося обычным Т-триггером, представлено в известном источнике (см. Основы дискретной техники АСУ и связи. Под общей редакцией Гриненко Г.Ф. - Л.: ВИКИ им. А.Ф. Можайского, 1980, с. 240, рис. 6.22, рис. 6.23).A detailed description of the trigger device 17, which is an ordinary T-trigger, is presented in a well-known source (see Fundamentals of discrete ACS and communication technology. Under the general editorship of GF Grinenko - L .: VIKI named after AF Mozhaisky, 1980, p. . 240, Fig. 6.22, Fig. 6.23).
В процессе формирования сигналов S(i, θ) функция Уолша (фиг. 4, в) с (2n-1 - 2) - го выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша (то есть, для случая 2n = 16 с шестого выхода блока 5 формирования функций Уолша) через открытый дополнительный ключ 18 (фиг. 4, д) поступает на первый вход дополнительного двухвходового сумматора 20, а с его выхода - на информационный вход управляемого инвертора 22.In the process of generating signals S (i, θ), the Walsh function (Fig. 4, c) from the (2 n-1 - 2) -th output of the 2 n -channel generator of 11 Walsh functions (that is, for the
В момент смены знака функции Уолша (фиг. 4, б), формируемой на втором выходе 2n - канального генератора 11 функций Уолша, срабатывает нуль-орган 16. Он вырабатывает импульсы в моменты смены значащей позиции функции , при переходе от -1 к +1 или при переходе от +1 к -1. Импульсы с выхода нуль-органа 16 изменяют состояние триггера 17, а следовательно, и состояние дополнительных ключей 18 и 19.At the moment of changing the sign of the Walsh function (Fig. 4, b), formed at the
Нуль-орган 16 формирует на своем выходе короткий импульс в моменты времени, когда сигнал на его входе меняет знак с «+» на «-» или с «-» на «+», что в данном случае происходит в середине периода Т - периода определения функций Уолша.The null-
Подробное описание устройства нуль-органа 16 представлено в известном источнике (см. Основы дискретной техники АСУ и связи. Под общей редакцией Гриненко Г.Ф. - Л.: ВИКИ им. А.Ф. Можайского, 1980, с. 209-215).A detailed description of the null-
Импульс, поступающий с выхода нуль-органа 16 приводит к тому, что ключ 18 оказывается закрытым, а ключ 19 открытым, и функция Уолша (фиг. 4, г) с (2n - 4)-го выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша (то есть, для случая 2n = 16 с двенадцатого выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша) через открытый ключ 19 (фиг. 4, е) поступает на второй вход дополнительного двухвходового сумматора 20, а с его выхода - на информационный вход управляемого инвертора 22.The pulse coming from the output of the zero-
На выходе дополнительного двухвходового сумматора 20 формируется сигнал, представленный на фиг. 4 ж.At the output of the additional two-input adder 20, the signal shown in FIG. 4 g
С поступлением третьего тактового импульса с выхода сумматора 8 на тактовый вход 2n-1 - разрядного циклического регистра 21 сдвига, на выходе старшего разряда 2n-1 - разрядного циклического регистра 21 сдвига формируется единица (фиг. 4, з), которая была записана в (2n-1 - 3) - м разряде. Эта единица поступает на управляющий вход управляемого инвертора 22, вследствие чего третий элемент сигнала, формируемого на выходе дополнительного двухвходового сумматора 20 и поступающего на информационный вход управляемого инвертора 22, оказывается инвертированным. Поскольку 2n-1 - разрядный циклический регистр 21 сдвига замкнут в кольцо цепью обратной связи и имеет 2n-1 - разрядов, то с указанного момента времени через 2n-1 тактов работы на выходе регистра 21 сдвига опять сформируется единица (фиг. 4, з), и соответствующий элемент сигнала, поступающего с выхода дополнительного двухвходового сумматора 20 на информационный вход управляемого инвертора 22, также окажется инвертированным.With the arrival of the third clock pulse from the output of the
Сигнал на выходе управляемого инвертора 22 (фиг. 4, и) представляет собой видоизменяющую (то есть производящую) последовательность, которая описывается следующим образом:The signal at the output of the controlled inverter 22 (Fig. 4, and) is a mutating (i.e. producing) sequence, which is described as follows:
Сигнал, формируемый на выходе управляемого инвертора 22, умножается в умножителе 14 на функцию Уоша В результате этого на выходе умножителя 14 формируется дискретная ортогональная функция S(10, θ).The signal generated at the output of the controlled inverter 22 is multiplied in the
Функции S(i, θ), имеют вид, отличающийся от вида функций Уолша The functions S (i, θ) have a form different from the form of the Walsh functions
На фиг. 4 приведены диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования в предлагаемом модуляторе дискретной ортогональной функции S(10, θ).In FIG. Figure 4 shows diagrams illustrating the process of generating a discrete orthogonal function S (10, θ) in the proposed modulator.
На диаграммах указано временное состояние:The diagrams indicate a temporary state:
а) выхода сумматора 8, на котором формируются тактовые импульсы;a) the output of the
б) второго выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша, на котором формируется функция b) the second output 2 n -
в) шестого выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша, на котором формируется функция c) the sixth output 2 n -
г) двенадцатого выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша, на котором формируется функция d) the twelfth output 2 n - channel generator of 11 Walsh functions, on which the function is formed
д) выхода первого дополнительного ключа 18;d) the output of the first additional key 18;
е) выхода второго дополнительного ключа 19;e) the output of the second additional key 19;
ж) выхода дополнительного двухвходового сумматора 20;g) the output of an additional two-input adder 20;
з) выхода старшего разряда 2n-1 - разрядного циклического регистра 21 сдвига;h) the output of the senior bit 2 n-1 - bit
и) выхода управляемого инвертора 22;i) the output of the controlled inverter 22;
й) одиннадцатого выхода 2n - канального генератора 11 функций Уолша, на котором формируется функция j) the eleventh output 2 n - channel generator of 11 Walsh functions, on which the function is formed
к) выхода умножителя 14, на котором формируется функция S(10, θ).j) the output of the
Сигнал с выхода управляемого инвертора 22 поступает на вход умножителя 14 и умножается на функцию Уолша. На выходе умножителя 14 формируется сигнал, модулированный по временному положению.The signal from the output of the controlled inverter 22 is fed to the input of the
Период следования импульсов с выхода генератора 6 тактовых импульсов можно выбрать таким малым по сравнению с длительностью элементов функций Уолша, что короткими элементами у сигналов и на фиг. 7, к можно пренебречь (на рисунке они показаны только для объяснения механизма осуществления фазового сдвига функций Уолша и фазового сдвига выходного сигнала).The pulse repetition period from the output of the generator of 6 clock pulses can be chosen so small in comparison with the duration of the elements of the Walsh functions that short elements of the signals and in FIG. 7c, it is possible to neglect (in the figure they are shown only to explain the mechanism of the phase shift of the Walsh functions and the phase shift of the output signal).
Система выходных сигналов S(i, θ), формируемых предлагаемым модулятором, как и система выходных сигналов Р(i, θ), формируемых прототипом, является ортогональной, в чем легко убедиться путем перемножения любых сигналов системы и интегрирования результата перемножения в течение периода времени Т.The system of output signals S (i, θ) generated by the proposed modulator, as well as the system of output signals P (i, θ) generated by the prototype, is orthogonal, as can be easily seen by multiplying any signals of the system and integrating the result of multiplication over a period of time T .
Поскольку работа демодулирующей схемы основана на тех же принципах, что и схема модулятора, в состав демодулирующей схемы обязательно входят корреляторы или согласованные фильтры (см. Хармут Х.Ф. Передача информации ортогональными функциями. - М.: Связь, 1975, стр. 133).Since the work of the demodulating circuit is based on the same principles as the modulator circuit, the structure of the demodulating circuit necessarily includes correlators or matched filters (see Harmut Kh.F. Information Transmission by Orthogonal Functions. - M .: Communication, 1975, p. 133) .
Это обусловливает высокие требования к помехоустойчивости выходных сигналов модулятора, а, следовательно, к автокорреляционной функции выходного сигнала.This leads to high requirements for noise immunity of the output signals of the modulator, and, therefore, to the autocorrelation function of the output signal.
Известно, что автокорреляционная функция сигнала S(t) определяется выражением:It is known that the autocorrelation function of the signal S (t) is determined by the expression:
где τ - величина временного сдвига сигнала.where τ is the value of the time shift of the signal.
Из выражения (1) видно, что R(τ) характеризует степень связи (корре-ляции) сигнала S(t) с его копией, сдвинутой на величину τ по оси времени.It can be seen from expression (1) that R (τ) characterizes the degree of connection (correlation) of the signal S (t) with its copy shifted by the value of τ along the time axis.
Ясно, что функция R(τ) достигает максимума при τ=0, так как любой сигнал полностью коррелирован с самим собой.It is clear that the function R (τ) reaches its maximum at τ = 0, since any signal is completely correlated with itself.
При этом:Wherein:
то есть максимальное значение автокорреляционной функции равно энергии сигнала (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Советское радио, 1971, стр. 68).that is, the maximum value of the autocorrelation function is equal to the signal energy (see IS Gonorovsky, Radio Engineering Circuits and Signals. - M.: Soviet Radio, 1971, p. 68).
Для случая сигналов, пронормированных по энергии с учетом Е=1 автокорреляционная функция сигнала состоит из центрального пика с амплитудой 1, размещенного на интервале (-τ0, τ0) и боковых пиков, распределенных на интервалах (-Т,-τ0) и (τ0, Т). Амплитуды боковых пиков принимают различные значения, но у сигналов с хорошими корреляционными свойствами они малы, то есть существенно меньше амплитуды центрального пика, равной 1 (см. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985, стр. 30).For the case of signals normalized by energy with E = 1 taken into account, the autocorrelation function of the signal consists of a central peak with
Легко проверить, что поскольку в предлагаемом модуляторе при временном сдвиге часть функции (то есть выходного сигнала), которая выдается за пределы начала периода из-за сдвига, добавляется с другой стороны функции (то есть выходного сигнала) (см. Хармут Х.Ф. Передача информации ортогональными функциями. - М: Связь, 1975, стр. 131), то значения амплитуд боковых пиков автокорреляционных функций сигналов со временным сдвигом не изменяются, а изменяется только расположение боковых пиков относительно основного пика.It is easy to verify that since in the proposed modulator, during a time shift, a part of the function (i.e., the output signal) that extends beyond the beginning of the period due to the shift is added on the other side of the function (i.e., the output signal) (see Harmut H.F. Information transfer by orthogonal functions. - M: Communication, 1975, p. 131), then the amplitudes of the side peaks of the autocorrelation functions of signals with a time shift do not change, but only the location of the side peaks relative to the main peak changes.
Сигналы, обладающие меньшими по амплитуде боковыми пиками автокорреляционных функций являются более помехоустойчивыми.Signals with lower amplitude side peaks of autocorrelation functions are more noise-resistant.
Значения боковых пиков функции автокорреляции, которые обычно меньше основного, зависят от реально используемой кодовой последовательности (в нашем случае - сигнала на выходе модулятора) и являются следствием частичной корреляции кодовой последовательности с той же кодовой последовательностью, сдвинутой во времени. При возникновении таких боковых пиков функции корреляции способность приемника (в нашем случае - демодулирующего устройства) к установлению надежной синхронизации ухудшается, так как в этом случае он должен различать основной и максимальный боковой пики функции корреляции (см. Диксон Р.К. Широкополосные системы. - М.: Связь, 1979, стр. 67).The values of the side peaks of the autocorrelation function, which are usually less than the main one, depend on the actual used code sequence (in our case, the signal at the modulator output) and are the result of a partial correlation of the code sequence with the same code sequence shifted in time. When such side peaks of the correlation function occur, the ability of the receiver (in our case, the demodulating device) to establish reliable synchronization worsens, since in this case it must distinguish between the main and maximum side peaks of the correlation function (see Dixon R.K. Broadband systems. - M.: Communication, 1979, p. 67).
Функция автокорреляции представляет наибольший интерес при выборе кодовых последовательностей для получения наименьшей вероятности установления ложной синхронизации (см. Диксон Р.К. Широкополосные системы. - М.: Связь, 1979, стр. 64).The autocorrelation function is of the greatest interest in the selection of code sequences to obtain the least probability of establishing false synchronization (see Dikson RK Broadband systems. - M .: Communication, 1979, p. 64).
Корреляционные свойства кодовой последовательности (выходного сигнала) характеризует показатель различимости (ПР), определяемый как разность значений функции автокорреляции, соответствующих основному и максимальному боковому пикам. Очевидно, чем больше ПР, тем лучше кодовая последовательность (выходной сигнал модулятора) (см. Диксон Р.К. Широкополосные системы. - М.: Связь, 1979, стр. 65, а также стр. 66, рис. 3.11), тем выше помехоустойчивость модулятора, формирующего этот выходной сигнал.The correlation properties of the code sequence (output signal) are characterized by the distinguishability index (PR), defined as the difference between the values of the autocorrelation function corresponding to the main and maximum side peaks. Obviously, the greater the PR, the better the code sequence (modulator output signal) (see Dikson RK Broadband Systems. - M .: Communication, 1979, p. 65, and also p. 66, Fig. 3.11), the higher noise immunity of the modulator forming this output signal.
Предлагаемые сигналы S(i, θ) имеют значительно лучшие по сравнению с прототипом автокорреляционные функции и показатели различимости (ПР), повышающие помехоустойчивость выходных сигналов.The proposed signals S (i, θ) have significantly better autocorrelation functions and distinguishability indices (PR) compared to the prototype, which increase the noise immunity of the output signals.
Для выходных сигналов, формируемых генератором функций Уолша, прототипом и предлагаемым модулятором были рассчитаны автокорреляционные функции и показатели различимости (ПР).For the output signals generated by the Walsh function generator, prototype, and the proposed modulator, autocorrelation functions and distinguishability indices (PR) were calculated.
Результаты расчетов для случая 2n=16 представлены в таблице 1.The calculation results for
По результатам, представленным в таблице 1, видно, что предлагаемый модулятор дискретного сигнала по временному положению формирует выходные сигналы S(i, θ), у которых показатель различимости (ПР) больше,According to the results presented in table 1, it can be seen that the proposed modulator of the discrete signal in the temporary position generates output signals S (i, θ), in which the distinguishability index (PR) is greater,
чем в модуляторе с использованием функций Уолша на 87,5% и больше, чем в прототипе, использующем функции Р(i, θ), на 25%.than in a modulator using Walsh functions by 87.5% and more than in the prototype using the functions P (i, θ), by 25%.
Использование изобретения позволяет создавать модуляторы дискретного сигнала по временному положению, формирующие выходные сигналы S(i, θ), обладающие более высокой помехоустойчивостью за счет улучшения корреляционных свойств выходных сигналов посредством уменьшения амплитуды боковых пиков автокорреляционных функций этих сигналов.Using the invention, it is possible to create modulators of a discrete signal at a temporary position, generating output signals S (i, θ) having higher noise immunity by improving the correlation properties of the output signals by reducing the amplitude of the side peaks of the autocorrelation functions of these signals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018101184A RU2677358C1 (en) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | Modulator of discrete signal by time position |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018101184A RU2677358C1 (en) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | Modulator of discrete signal by time position |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677358C1 true RU2677358C1 (en) | 2019-01-16 |
Family
ID=65025010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018101184A RU2677358C1 (en) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | Modulator of discrete signal by time position |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677358C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822223C1 (en) * | 2023-10-03 | 2024-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method of modulating high-frequency signals |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4841547A (en) * | 1986-05-13 | 1989-06-20 | Fumio Ikegami | Digital communication system |
SU1665530A1 (en) * | 1989-07-05 | 1991-07-23 | Ставропольское высшее военное инженерное училище связи им.60-летия Великого Октября | Frequency modulator |
SU1800641A1 (en) * | 1990-08-23 | 1993-03-07 | Sergej A Turko | Temporal-position discrete signal modulation |
US5394410A (en) * | 1992-10-30 | 1995-02-28 | International Business Machines Corporation | Differentially coded and guard pulse position modulation for communication networks |
RU2393640C1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное объединение "Челбас" | Modulator of discrete signal by time position |
-
2018
- 2018-01-12 RU RU2018101184A patent/RU2677358C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4841547A (en) * | 1986-05-13 | 1989-06-20 | Fumio Ikegami | Digital communication system |
SU1665530A1 (en) * | 1989-07-05 | 1991-07-23 | Ставропольское высшее военное инженерное училище связи им.60-летия Великого Октября | Frequency modulator |
SU1800641A1 (en) * | 1990-08-23 | 1993-03-07 | Sergej A Turko | Temporal-position discrete signal modulation |
US5394410A (en) * | 1992-10-30 | 1995-02-28 | International Business Machines Corporation | Differentially coded and guard pulse position modulation for communication networks |
RU2393640C1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное объединение "Челбас" | Modulator of discrete signal by time position |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822223C1 (en) * | 2023-10-03 | 2024-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method of modulating high-frequency signals |
RU2822443C1 (en) * | 2023-10-03 | 2024-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method of modulating signal parameters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200423595A (en) | Method and apparatus for frequency diviion multiplexing | |
US3766477A (en) | Spread spectrum, linear fm communications system | |
RU2648291C1 (en) | Method for forming signal with pseudorandom tuning of working frequency tuning | |
RU2677358C1 (en) | Modulator of discrete signal by time position | |
RU2731681C1 (en) | Method of forming noise-like phase-shift keyed signals | |
RU2277760C2 (en) | Method for transferring information in communication systems with noise-like signals and a software product | |
RU2393640C1 (en) | Modulator of discrete signal by time position | |
RU2163027C2 (en) | Pseudorandom sequence generator (alternatives) | |
RU2609525C1 (en) | Method of generating signals and transmitting information in radar identification system | |
RU2631149C1 (en) | Device for forming signals with four-position manipulation | |
RU2620988C1 (en) | Jeffy code sequences generator | |
SU1119184A1 (en) | System for transmitting and receiving discrete information | |
RU2722462C1 (en) | Multichannel system for seismic surveys | |
RU2734230C1 (en) | Method of forming noise-like phase-shift keyed signals | |
RU2794104C1 (en) | Digital oscillator of variable frequency | |
RU1805550C (en) | System for transmission of tetrad-coded radio signals | |
RU2791224C1 (en) | Noise-like signals generating method | |
RU2668742C1 (en) | Generator of sequences of stiffler code | |
SU1487193A2 (en) | Coupling device with delta-modulation | |
RU2013873C1 (en) | Code modulator | |
RU2014738C1 (en) | Process of transmission and reception of information with code compression of signals | |
Henriksson | On a scrambling property of feedback shift registers | |
SU1197102A2 (en) | Autocorrelation meter of parameters of pseudorandom phase=shift keyed signal | |
SU1336249A1 (en) | Device for forming multiposition encoded sequences | |
SU890547A1 (en) | Quasiregular pulse generator |