SU1755270A1 - Генератор квазиортогональных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах, прйМёнШщйх цифровые методы формировани  больших систем слож- ных сигналов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей, генератора за счет фазового сдвига квазиортогонального сигнала. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство, содержащее регистр, блок пам ти, тактовый генератор и счетмик, введен сумматор по модулю Т, где Т - период квазиортогональныхсигналов 1 ил., 2 табл. ,

Description

Изобретение относитс  к авгойатй ке и вычислительной технике и может v быть использовано в радиотехнических системах примен ющих цифровые методы формировани  больших систем слож г ных сигналив.

Известен р д устройств,- которые могут быть использованы дл  формировани  систем сложных сигналов. Например , дл  формировани  системы ортогональных сигналов (cM...;f, с. 101 - 102) может быть использован генератор функций Уолша Г2 содержащий блок пам ти и группы сумматоров по модулю два., ,

-Недостаток известного устройства 2J заключаетс  в большом объеме используемой пам ти (см. рЗ, с„333 334). С целью ее сокращени  в гене-™ раторе предлагаетс  выбор оптимального соотношени  между объемом пам ти и числой cyMMafCfpoB по Модулю два, но это не обеспечивает существенного сокращени  аппаратурных затрат . Второй недостаток известного устройства pf заключаетс  в малом объеме системы сигналов L, не превышающем базу кодировани  В (см. 3

). ;. . . -, :--. л . .

.Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  генератор сложных сигналов

, содержащий тактовый генератор, выход которого подключён к тактовому входу счетчика, разр ды Которого подключены к первому вхбДу злемёнта И, к управл ющему входу блока поразр дного инвертировани  и к входу синхронизации буферного регистра, выход переупор дочени  и выход номера генерируемой функции которого .

(Л

С

ы ел ел к ч о

подключены соответственно к управл ющему входу коммутатора и к адресному входу блока ггам ти, выход которого подключен к входу операндов блока суммировани , а выходы остальных разр дов счетчика подключены к входам блока формировани  функций Уолша, выходы четных и нечетных функций которого подключены соот- ветственно к первому информационному входу коммутатора и к информационному входу блока поразр дного инвертирований , ifbfxofl которого подключён к второму информационному входу коммутатора, выход которого подключен к входу задани  знаков операндо блока суммировани , выход которого подключен к информационному входу блока инверсии, выход которого служит выходом генератора сложных сигналов , управл ющими входами которог служат информационные входы буферного регистра, выход признака четност генерируемой функции которого подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к управл ющему входу блока инверсии знака.

Недостатки генератора сложных

сигналов DO, аналогично как и устройства 2, заключаютс  в большом объеме используемой пам ти и в мало объеме генерируемой системы сложных сигналов L, не превышающим базу кодировани  В. Малое число сигналов L обуславливает (см. У, с.37) низкую относительную скорость передачи информации

г jogzL /B, (1) где У - цела  часть числа х

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей генератора за счет фазового сдвига квазиортогональных сигналовt

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее регистр, блок пам ти, тактовый генератор и счетчик, причем первый и второй информационные входы регистра  вл ютс  соответственно входом номера и фазового сдвига квазиортогонального сигнала, первый вход регистра поразр дно соединен с первой группой адресных входов блока пам ти, выход блока пам ти  вл етс  выходом устройства, счетный вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, выход переполнени  счетчика соединен с управл ющим входом записи регистра, дополнительно введен сумматор по модулю Т (где Т - период квазиортогональных сигналов), причем второй выход регистра и информационный выход счетчики соединены соответстQ венно с первый и вторым входами сумматора по модулю Т, выход сумматора по модулю Т поразр дно соединен с второй группой адресных входов блока пам ти г

5 В предлагаемом устройстве в качестве двоичных кодовых последовательностей системы квазиортогональ-. ных сигналов используютс  строки матрицы инцидентности циклической

0 с-схемы Штейнера S (t,k,T) Схемой S (t,k,T) называетс  (см , c.68) размещение Т элементов по В блокам емкостью k элементов (kcT), удовлетвор ющее требованию: с произвольно выбранных элементов из Т по вл ютс  вместе точно в одном блоке (). Два любых блока t - cxf-мы Штейнера содержат lejp,1,. „., с-1 общих элементов. Поэтому максималь0 ный уровень пика взаимокоррел ционной функции между любой парой сигналов (величина неортогональности) определ етс  по правилу

&„,- - 4 (k - 1)|/т} (2)

5 Количество блоков t - схемы Штейнера определ етс  по формуле В Т (k - t)/(k(T - t). Поэтому объем системы сигналов L В значительно превышает базу кодировани  В Т„

0 Кроме того, использование циклической t-схемы Штейнера позвол ет хранить в блоке пам ти только базовые кодовые последовательности, относительно которых остальные кодо5 вые последовательности могут быть вычислены в реальном масштабе времени при помощи сумматора по модулю Т Таким образом, предлагаемое устройство существенно отличаетс 

0 от известных р, fj.

На чертеже представлена функциональна  схема генератора.

Генератор квазиортогональных сиг- , налов содержит тактовый генератор 1, счетчик 2, сумматор 3 по модулю Т, регистр 4 и блок пам ти 5 о Регистр 4 предназначен дл  приема и хранени  цифровых кодов YIЈ|0,1,.o ,

п-1|и ,1,..0,T-1}, прием которых с входных шин осуществл етс  под воздействием сигнала 1, поступающего на управл ющий вход запи- си регистра h. При наличии на данном входе сигнала О регистр осуществл ет хранение прин той информации на все врем  генерировани  сложного сигнала. Базовые блоки циклической t - схемы Штейнера записаны в блок 5 пам ти в двоичном коде, пример которых дл  схемы S t,7,23) представлен- в табл„1 о

Генератор квазиортогональных сигналов работает следующим образом

При включении источника питани  (не показан) подаетс  импульс на установку в нулевое состо ние регистра k -и счетчика 2 по модулю Т + 1 о По этому сигналу регистр осуществл ет прием.цифровых кодов ,1,...,n-l} и Y2e{o,1,.,.,T-l, где п и Т - число базовых блоков и число элементов циклической Ь- схемы Штейнера соответственно.

Тактовый генератор 1 начинает вырабатывать импульсы с периодом следовани  Ти, которые поступают на счетный вход счетчика 2 по модулю Т + I Под воздействием каждого тактового импульса счетчика 2 из состо ни  d переходит в состо ние d + 1. Сигнал О с выхода переполнени  счетчика 2 поступает на управ- л ющий вход записи регистра , который переходит в режим хранени  входных цифровых кодов Y1 и Y2 на все врем  Тх (Т + 1) Ти генерировани  сложного сигнала. На первый адресный вход блока 5 пам ти поступает цифровой код Y1, в соответствии со значени ми которого осуществл етс  выбор одной из п строк матричного блока 5 пам ти, то есть осуществл етс  выбор одного из п базовых блоков циклической с-схемы Штейнера. Цифровой код Y2 поступает на второй вход сумматора 3 по модулю Т, с выхода которого вычисленна  сумма fi н (Y2+d) (mod Т) поступает на второй адресный вход блока 5 пам ти По пор дковому номеру h осуществл етс  выбор столбца в матричном блоке 5 пам ти. Значение бита, наход щегос  на пересечении Yl-й строки иh-го столбца, поступает на выход устройства.

0

5

Q

S

0 5 0 5

5

0

Таким ооразом, под воздействием Т тактовых импульсов происходит последовательное циклическое считывание (по правилу: (Y2 + d) (mod T,

d 1, Т) всех Т бит предварительно выбранной двоичной кодовой последовательности , начина  с бита по пор дковому номеру (Y2+1)(mod Т) и заканчива  битом по пор дковому

номеру Y2, так как

Y2 + T Y2(mod Т)

В табл.2 представлены кодовые последовательности 23 квазиортогональных сигналов, генерируемых предлагаемым устройством относительно базового блока, представленного дл  входного кода Y1 О О О О в первой строке таол.1. Объем системы сигналов с использованием схемы 8(,7,23) равен числу блоков данной схемы В 253. В табл.2 символы + и - обозначают +1 и -1 соответственно . В  вном виде базовые блоки схемы 5(4,7,23) приведены в

7.

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами 2,V, которые генерируют ортогональные системы сигналов Уолша-Адамара с равными параметрами L и Б, заключаетс  в (Т - I) (k- t)/(k(T - t))pao большем объеме системы сигналов (L В), что позвол ет повысить в соответствии с выражением (1) относительную скорость передачи дискретной информации с floJj.ogzlT|/Bo

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с описанным в 6J рекуррентным правилом построени  квазиортогональных сигналов заключаетс  в большем объеме L системы генерируемых сигналов при сравнимых базах кодировани  В и максимальных уровн х пика взаимокоррел ционной функции между любой парой сигналов R о Например, в {jTJ (см.с«б9) приведен ансамбль квазиортогональных сигналов с параметрами В 27, L -64 и Rm 1/3 0,33. Предлагаемое устройство с использованием схемы S (,7,23) генерирует при меньшей базе кодировани  В (23 вместо 27) и при лучших в соответствии с выражением (2) взаимокоррел ционных свойствах Rm(0,30 вместо 0,33)

почти в четыре раза больше сигналов L (253 вместо 6), что повышает относительную скорость передачи информации г в соответствии с выражением (1) от 0,22 до 0,30.

Таким образом, из анализа видно, что предлагаемое устройство обладает большими функциональными возможност ми в сравнении с существующими.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Генератор квазиортогональных сигналов, содержащий регистр, Ьлок 15 пам ти, тактовый генератор и счетчик, причем первый и второй информационные входы регистра  вл ютс  соответственно входом номера и фазового сдвига квазиортогонального сигнала, первый JQ выход регистра поразр дно соединен с

   0

   5 Q

   первой группой адресных входов блока пам ти, выход блока пам ти  вл етс  выходом генератора, счетный вход счетчика соединен с выходом тактового генератора, выход переполнени  счетчика соединен с управл ющим входом записи регистра, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей генератора за счет фазового сдвига квазиортогонального сигнала, он содержит сумматор по модулю Т, где Т - период ортогональных сигналов , причем второй выход регистра и информационный выход счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора по модулю Т, выход сумматора по модулю Т поразр дно соединен с второй группой адресных входов блока пам ти с.

   Т

   Код Y1

   Базовые блоки S (4,7,23)

   000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 01 О

   10011 1 О О U 1

   1 О

   000000010000001 11010100000000000 11000000000100101010010 1011 0 000101000000101000 10100100010001000001001 10100000001010100010001 1001 1000001000010010010 10010000000010111100000 10001010000100011000100 10000011100U01000001100 100U0001110010000100001

   Таблица 1

   О

   0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

   У1

   4

   Ја

   Продолжение табл.2

   5

   JS

   V

   3

   N.

   X

   2