SU1472916A2 - Устройство дл вычислени коррел ционной функции - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в гидроакустике, радиолокации, при спектральном и коррел ционном анализе сигналов, представленных в цифровой форме. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости- достигаетс  введением в устройство счетчика 12,четырех блоков оперативной пам ти 13, 17, 19 и 23, двух блоков вычитани  14 и 20, четырех блоков умножени  15, 18, 21 и 24, двух сумматоров 16 и 22 и блока пам ти 25, отображающих входные сигналы в логарифмический масштаб времени. Результат вычислений инвариантен к доплеровской дисперсии, за счет чего выигрыш в помехоустойчивости пр мо пропорционален величине базы обрабатываемых сигналов. 2 ил.

Description

Фие.1

ю

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в гидроакустике, радиолокации при спектральном и коррел ционном

анализе сигналов, представленных в цифровой форме.

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости .

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  вычислени  коррел ционной функции; на фиг. 2 - схема блока формировани  выходного массива.

Устройство (фиг. 1) содержит

первый блок 1 дискретного преобразовани  Фурье, блок 2 разделени  спектров , согласованный фильтр 3, первый 4 и второй 5 блоки комплексного перемножени  спектров, блок 6 смешива- ни  спектров, второй блок 7 дискретного преобразовани  Фурье, блок 8 формировани  выходного массива, блок 9 пам ти коэффициентов, блок 10 управлени  согласованной фильтрацией, генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12, первый блок 13 операт,ив- ной пам ти, первый блок 14 вычитани , третий блок 15 умножени , первый сумматор 16, третий блок 17 оперативной пам ти, первый блок 18 умножени , второй блок 19 оперативной пам ти, второй блок 20 вычитани , четвертый блок 21 умножени , второй сумматор 22, четвертый блок 23 оперативной пам ти, второй блок 24 умножени  и блок 25 пам ти.

Блок формировани  выходного массива (фиг. 2) содержит счетчик 26, элемент НЕ 27, первый 28 и второй 29 сумматоры, элемент И 30 и блок 31

пам ти.

Устройство работает следующим образом .

Обработка сигналов начинаетс  с цикла записи последовательностей отсчетов сигналов Х(п) и Y(n) в блоки 13 и 19 оперативной пам ти. Отсчеты поступают на входы блоков 13 и 19, на управл ющие входы которых с блока 25 пам ти подаютс  сигналы, определ ющие режим записи адресов, по которым записываютс  отсчеты. По окончании цикла записи начинаетс  режим считывани , при этом блоки 17 и 23 работают в режиме записи. Считывание из блоков 13 и 19 ведетс  по двум адресам сразу из каждого. По-первому адресу считываютс  значени  X()

и Y(tfT(n )), которые с первых выходов блоков 13 и 19 поступают на входы уменьшаемого первого и второго блоков 14 и 20 вычитани , по второму адресу - значени  X(tp(n )) и Y(tp(n )), которые с вторых выходов блоков 13 и 19 поступают на входы вычитаемого первого и второго блоков 14 и 20 вычитани . С выходов последних снимаютс  значени  разностей X(tn(nf))- -X(tp(n )) и Y(tn(n ))-Y(tp(n,)), ко- торые поступают на первые входы соответственно третьего 15 и четвертого 21 блоков умножени . же врем  на первых входах первого 18 и второго 24 блоков умножени  удерживаютс  зна- чени  X(tP(n )) HY(tp(n )), где , N -1 - номер отсчета отображенной последовательности; N - количество отсчето,в в отображении;

t (n ) (N-l) N - количество отсчетов в выборке. На вторые входы блоков 18 и 24 подаетс  код коэффициента К (п ), а на вторые входы блоков 15 и 21 - код , коэффициента М(п(). С выходов третьего 18 и четвертого 24 блоков умножени  снимаютс  значени  произведений К (n )X(t„(n())- -X(tP(n ))J и К.Чп М/УО Сп ))- -Y(tp(n ))J , ас выходов первого 15 и второго 21 блоков умножений - значени  произведений M(n1 ) X(tn(n )) и М(п ) -Y(t р(п )) , которые поступают на первые и вторые входы первого 16 и второго 22 сумматоров, с выходов которых снимаютс  значени :

X (n )K4n )X(tn(n ))-X(tp(n )) + +M(nr)X(tp(O);

Y (n )K (n )Y(tn(n))-Y(tP(n ))J + +M(n/)Y(t(,(n )),

где К(п ) - дробна  часть значени 

t(n ); tn(n )A-H; t P(nr)A;

A - цела  часть значени  t(n ); M(n ) l/-ft(n ).

Значений K(n ), M(n ), tn(n ) и tp(n ) занос тс  в соответствующие разр ды блока 25 пам ти. Вычисленные значени  Х (п ) и Y (n ) записываютс  в блоки 17 и 23 по соответствующим адресам. Врем  удерживани  адресов и операндов на выходе блока 25 должно быть достаточным дл  срабатывани  блоков 14, 20; 15, 21; 18, 24; 16, 22 и записи без искажени 

в блоки I7 и 23 полученных результатов .

Йервый блок 1 дискретного преобразовани  Фурье вычисл ет ZK (n )+jY (n )J - смесь спектров сигналов X (n ) и Yr (n ). Блок 2 разделени  спектров раздел ет смесь Z(K) на спектры и X (К) и Y (К)дл  ,,...,N /2-l:

Z(K)R(K)+jQ(K); X (K)A,,(K)+JBX (K); Y (K)A/(K)+jBy(K);

ни  Rxy() и Ry/yi() в единый инфор мационный массив по алгоритму

RxV(m) А „ V R „1у « ) Л IА о v R х,у,( о )J .

Блок 10 управлени  формирует последовательность адресов К и N -К, по которым из запоминающих устройств .блоков вызываютс  операнды на входы 10 арифметических устройств.

А0 - лбгическое значение младшего адресного разр да счетчика 26 (фиг.2 блока 8 формировани  выходного мас20

A,r(K)R(K)+R(N -K); )Q(K)-Q(N -K)

AV,(K)Q(K)+Q(N -K); B(K)R(N -K)-R(K)|5 сива Весовые коэффициенты дл  рабосчита  дл  N .

Согласованный фильтр 3 получает спектр Y (К) путем умножени  спектра Y (К) на спектр фильтра . Значени  коэффициентов фильтра дл  К 0,I,2,...,N /2-1 вычислены заранее и введены в пам ть фильтра.

Y 1(K)Y (K)cos p -j sin р

Av.(K)+jBy(K); , l,2,...,Nr /2-1.

Блоки 4 и 5 комплексного перемножени  спектров вычисл ют взаимные спектры Тху(К) и TX,Y,(K) путем комплексного перемножени  спектров по , алгоритму

Т//К)Х (К) -Y tK)Ux Y-(K)+jVyV(K) ; TxV00 X 00 Yf(K)U , (K)+jV,y(K);

tA

,l,2,...,N /2-l.

Блок 6 смешивани  спектров вычисл ет значени  комплексной смеси:

G(K)L(K)+jM(K),(K)+jT,Y,(K);

L(К) Uxryi(K) (K) ; L (N -К) U/V (K)- -Vx-Y (K);

ты блоков I и 7 поступают на их входы задани  весовых коэффициентов с выхо да блока 9 пам ти коэффициентов, последовательность адресов К формируетс  на первом выходе блока 10 управлени  и поступает с него на управл ющий вход согласованного фильтра 3 и на первые управл ющие входы блока 6 смешивани  спектров и блока 2 разделени  спектров, последовательность

2 адресов формируетс  на втором управл ющем выходе блока 10 управлени  и поступает с него на вторые управл ющие входы блока 2 разделени  спектров и блока 6 смешивани  спек30 тров. Работа блоков 1 и 7 и блока 10 управлени  тактируетс  импульсами, поступающими на их тактовые входы с дополнительного выхода блока 8 формировани  выходного массива, работа ко35 (торого тактируетс  импульсами, по- Iступающими на его вход с выхода тактового генератора 11.

40

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  вычислени  коррел ционной функции по авт. св. № 1352501, отличающе е с  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, в него введены блок пам ти, счетчик, четыре блока оперативной пам ти, четыре блока умножени , два блока вычитани  и два сумматора, причем счет- ный вход счетчика подключен к выходу отадшего разр да счетчика блока фор- .мировани  выходного массива, а выход .соединен с адресным входом блока пам ти , первый выход которого соединен с входами Запись - считывание первого и второго блоков оперативной лам ти, информационные входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым информационными входами устройства, второй выход блока пам M (K)Uxv(K)-Vy,y(K); M(N -K)UxrY,(K) + +VxV(K);-Л КО , 1,2,...,N /2-1, счита  дл  ,

   Второй блок 7 дискретного преобразовани  Фурье вычисл ет значени  коррел ционных функций ) и Rxy(0,  вл ющихс  действительной и мнимой част ми комплексного значени  DirVC ):

   ( ) РГС (K)J -RjrV( Я )+J R )

   Блок 8 формировани  выходного массива объедин ет вычисленные значени  Rxy() и Ry/yi() в единый информационный массив по алгоритму

   RxV(m) А „ V R „1у « ) Л IА о v R х,у,( о )J .

   Блок 10 управлени  формирует последовательность адресов К и N -К, по которым из запоминающих устройств .блоков вызываютс  операнды на входы арифметических устройств.

   А0 - лбгическое значение младшего адресного разр да счетчика 26 (фиг.2) блока 8 формировани  выходного мас

   сива Весовые коэффициенты дл  работы блоков I и 7 поступают на их входы задани  весовых коэффициентов с выхода блока 9 пам ти коэффициентов, последовательность адресов К формируетс  на первом выходе блока 10 управлени  и поступает с него на управл ющий вход согласованного фильтра 3 и на первые управл ющие входы блока 6 смешивани  спектров и блока 2 разделени  спектров, последовательность

   адресов формируетс  на втором управл ющем выходе блока 10 управлени  и поступает с него на вторые управл ющие входы блока 2 разделени  спектров и блока 6 смешивани  спектров . Работа блоков 1 и 7 и блока 10 управлени  тактируетс  импульсами, поступающими на их тактовые входы с дополнительного выхода блока 8 формировани  выходного массива, работа ко (торого тактируетс  импульсами, по- Iступающими на его вход с выхода тактового генератора 11.

   Формула изобретени 

   Устройство дл  вычислени  коррел ционной функции по авт. св. № 1352501, отличающе е с  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, в него введены блок пам ти, счетчик, четыре блока оперативной пам ти, четыре блока умножени , два блока вычитани  и два сумматора, причем счет- ный вход счетчика подключен к выходу отадшего разр да счетчика блока фор- .мировани  выходного массива, а выход .соединен с адресным входом блока пам ти , первый выход которого соединен с входами Запись - считывание первого и второго блоков оперативной лам ти, информационные входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым информационными входами устройства, второй выход блока пам 51

   ти соединен с адресными входами первого и второго блоков оперативной пам ти, первые выходы которых подключены к входам уменьшаемого соот-- ветственно первого и второго блоков вычитани , входы вычитаемого которых соединены с вторыми выходами соответственно первого и второго блоков оперативной пам ти и первыми входами соответственно первого и второго блоков умножени , вторые входы которых соединены с третьим выходом блока пам ти, четвертый выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого блоков умножени , вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого и вто- рого блоков вычитани , выходы тре729166

   тьего и четвертого блоков умножени  соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров , вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго блоков умножени , выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами соот- 10 ветственно третьего и четвертого блоков оперативной пам ти, входы Запись - считывание которых подключены к п тому выходу блока пам ти, выходы третьего и четвертого 15 блоков оперативной пам ти подключены соответственно к первому и второму входам первого блока дискретного преобразовател  Фурье.

   0sn5sr.7

   28

   От$л7

   гв

   27

   Н5л1

   Л

   17 т 5л. 11

   фиг. 2

   10

   Ъ1

   Л

   26