SU1566468A1 - Цифровой согласованный фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике оптимального приема сигналов. Цель изобретени  - повышение быстродействи . Цифровой согласованный фильтр содержит входной регистр 1 сдвига, двухвходовый алгебраический сумматор 2, умножитель 3 на два, сумматоры 4 и 5, регистр 6 и многовходовый алгебраический сумматор 7. Данное выполнение фильтра обеспечивает процедуру согласованной фильтрации бинарных сигналов в соответствии с заданным выражением при повышенном его быстродействии. 2 ил.

Description

ел

сэ

0 -U

с& оо

Изобретение относитс  к технике оптимального приема сигналов и может быть использовано в устройствах цифровой обработки сигналов, а также п радиолини х в качестве согласованного фильтра дл  выделени  кодовых слов в виде псевдослучайных последовательностей (ПСП).

Цель изобретени  - повышение быстродействи , кроме того, цифровой согласованный фильтр позвол ет расширить класс обрабатываемых ПСП.

На фиг.1 приведена структурна  схема цифрового согласованного фильтра; на фиг.2 - электрическа  струк- - турна  схема блока вычитани .

Цифровой согласованный фильтр содержит входной регистр 1 сдвига, двух- входовый алгебраический сумматор 2, умножитель 3 на два, первый А и второй 5 сумматоры, регистр 6 и много- о- входовый алгебраический сумматор 7, который содержит первый 8 и второй 9 25 многовходовые сумматоры и блок 10 вычитани . Блок 10 -вычитани  содержит блок 11 инверторов, сумматор 12 и инвертор 13.

Цифровой согласованный фильтр вы- полн ет процедуру согласованной фильтрации бинарных сигналов в соответствии с выражением н-

20

-1

1-0

Х„ -К;,

П-1 I

(О

де

N-t-i

;N отсчеты входного сигнала , принимающие значени  + 1 и -1 ;

весовые коэффициенты фильтра, принимающие значени  +1 и -1; значени  ожидаемой ПСП; число элементов в ПСП (длина ПСП).

Дл  по снени  принципа работы цифрового согласованного фильтра преобразуют выражение (I), описывающее в общем виде процедуру согласованной фильтрации бинарных сигналов. Разбивают все N коэффициенты К) на М смежных групп так,что в пределах каждой группы значение коэффициентов постогде г 0,1 ,. . . г При таком разбиении L h -L „ж. . Число одинаковых

 нное, т.е. К . г L М-1 - номер группы

f rt, коэффициентов в каждой группе обозна66468

чают

через г так, что общее число ко/«-

эффициентов N 2 1 . г- о г

С учетом прин тых обозначений

N-1ДМ

, 2 (

«--а п „.л Т7(

т-,«

1 0

:- б1ч

0

5

0

где X

П-|,Г

задержанные значени  входного сигнала, соответствующие г-й группе. В пределах группы значение коэффициента посто нно и не зависит от i, поэтому вынос  L.

получают Y.

. из-под знака суммы,

W-1

п

где

Ynr

V1 Z х

i 0

(3)

(М

. n | - отфильтрованный сигнал r-й группы. Напишем выражени  дл  отфильтрованного сигнала r-й группы в n-м и (n-l)-м тактах

Y X +

П,ГП,г

Хп-,,г +

п-1,г

Xn-(eh-2)+

Xh-Ur- )

х „ , + х

П-1, г П-, г л n-2,r

+ V(PrV Xn-V

После вычитани  из первого выражени  второго и приведени  подобных членов, получают Y . - Yn-1 r X n r-- X

„ . Перенос  Y p 1 в правую

часть и учитыва , что задержанное на 1Г тактов значение сигнала r-й группы соответствует незадержанному значению сигнала (г-Н)-й группы (X fl.j 4 X П|Г,),

имеют

0

5

Y

n.r

X - X + n.r n,r

После подставки (5) в (3) ени  суммы на три, получают

М-1

(5) разбц

W-1

ч

ГгО

4х,,,

п-1 г

f--0 h

h. (6)

третий членпредВ в(,фажении (6) ставл ет собой предьщущее значение выходно.го сигнала Y из (3) при замене

.,,, что следует п на п-1. поэтому

51

Yn 51 LpX „ r - i thX,, 1M f Yn, (7)

В выражении (7) каждое слагаемое первой СУММЫ за исключением единст- пенного слагаемого при г 0 имеет подобный член во второй сумме, в ко- торои нет подобного чтена только у слагаемого при г М-1 .

Привод  подобные члены и учитына  что L0 ,i L4 . . . ; L 0 -L rL з . . . , имеют

Yn - Ч ,м + 2(ХП1 + + ХП4 + ... Х,„) - 2(Xh,+ Хп,

+ Xnp)J + ni,(8)

М- I где S р --х- - при М нечетном;

М- I S р-I К(-г-) - при М четном;

Е - обозначение целой части числа .

Дел  обе части уравнени  (8) на LO и учитыва , что LQ K0, L M, К , получают разностное уравнение , описывающее работу цифрового согласованного фильтра

Yh Xn- RX,, ы + 2(ХП2 + ХП4 +

+ ... + xns) - (Х01 н- хм + ...j + + „„) + V, W

где R -- - равно I при совпадении

о знаковК и К, и

Н- о равно -I, при несовпадении знаков KW, и Кд ;

YP

i значение выходного сиг- h Ъ„

0 нала, совпадающее с

Yn при LO I и отличающеес  от Yп только знаком (пол рностью) при L о 1

При выполнении фильтрации в соот- ветствиии с уравнением (9) выходной сигнал Yn либо полностью совпадает с Yn, если KQ 1, либо равен по величине , но имеет притигоположную пол рность (знак), если К0 -1, что непринципиально и при необходимости может быть учтено в последующей за фильтрацией обработке.

Перед началом работы регистр 1 сдвига и регистр 6 устанавливаютс  в

66/4686

исходное состо ние. Фильтруемый сигнал Xh поступает на вход регистра I сдвига. В каждом такте работы сигналы с выходов тех разр дов регистра I , которые  вл ютс  первыми в группе разр дов , дл  которых значени  коэффици ентов фильтра равны -I, суммируютс  первым многовходовым сумматором 8. Одновременно сигналы с выходов тех разр дов регистра I, которые  вл ютс  первыми в группе разр дов, имеющих значение коэффициента + суммируютс  вторым многовходовым сумматором 9. Образовавшеес  на выходе второго мно- говходового сумматора 9 число (X h + + Хп. + ... + X П5) поступает на первый вход блока 10 вычитани , на второй вход которого поступает число (х „., + хп,+ + х„о) с выхода пер10

15

20

25

30

35

и хт+ + V вог о многовходового сумматора 8. Число с первого входа блока 10 вычьта- ни  поступает непосредственно на вход сумматора 12, на второй вход которого поступает инвертированное пор зр дно в блоке 11 инверторов число с второго входа блока 10 вычитани , Tie. число (X +

Х), представленш Х пэ +

ное в обратном коде. На входе переноса мпадшего разр да сумматора I2 посто нно действует единичный потенциал, формируемый инвертором 13, на вход которого подаетс  нулевой потенциал с нулевой шины. Обратный код числа (Х„, + X h,+ ... + Х„п) на входе сумV N

ni пэ л rip матора 12 вместе с сигналом логичес0

5

кои единицы на входе переноса младшего разр да образует дополнительный код. Поэтому на выходе сумматора 12 и, следовательно, на выгоде блока 10 вычитани  образуетс  число, представл ющее разность сигналов (X + X м + + + ХПР) - (X „, + X пз+ ... + + ), которое умножаетс  на два в умножителе 3 и поступает на второй вход первого сумматора 4. На первый вход сумматора 4 поступает число с выхода двухвходового алгебраического сумматора 2. Когда первый и последний л коэффициенты фильтра имеют одинаковые знаки так, что R z 1 ,

к. в

двухвходовый алгебраический сумматор 2 выполн ет операцию вычитани , так как в этом варианте выполнени  пред.- ставл ет собой блок 10 вычитани  (фиг.2). На его входы поступают сигналы с первого и последнего разр дов регистра 1 сдвига, поэтому на его вы5

ходе оказываетс  сформированным сш - нал X f, - Xp.)v Если же первый и последний коэффициенты фильтра имеют разные знаки так, что

двухвходовый алгебраический сумматор 2 выполн ет операцию суммировани , так как в этом варианте выполнени  представл ет собой сумматор. В этом случ аё на его выходе оказываетс  сформированным сигнал Хп + X . После суммировани  в первом сумматоре 4 на его выходе оказываетс  число Xh - 2(Х„/ХП4 + ... + ХПЗ) которое

-RVN + - (хгм+

ХПЗ +

Х„4 + ...

+ ХПр,

поступает на первый вход второго сумматора 5, на второй вход которого поступает предыдущее значение сигнала Yn, , хран щеес  в регистре 6. После суммировани  на выходе второго сумматора 5 образуетс  выходной сигнал Y, который записываетс  в регистр 6 дл  использовани  в следующем такте работы фильтра,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой согласованный фильтр, содержащий входной регистр сдвига, вход

   - азо

   р с4 -

   10

   15

   умпоа ле 20 ма6 е

    

   соход JQ

   25

   KOiopoio  вл етс  входом цифрового согласованного фильтра, последовательно соединенные двухвходовый алгебраический сумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и последнего разр дов регистра сдвига, первый и второй сумматоры и регистр, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора , выхоц которого  вл етс  выходом цифрово о согласованного фильтра, и последовательно соединенные много- входовый алгебраический сумматор и умножитель на два, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора , причем входы сброса входного регистра сдвига и регистра  вл ютс  входом сброса цифрового согласованного фильтра, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , выходы первых разр дов групп разр дов с коэффициентом веса I входного регистра сдвига подключены к входам суммировани  многовходо- вого алгебраического сумматора, входы вычитани  которого соединены с выходами первых разр дов групп разр дов

   с коэффициентом веса 1 входного регистра сдвига.