Многоканальный цифровой коррелятор

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий элемент , вьвсод которого является выходом коррелятора, кольцевой регистр сдвига, выходы которого соединень с нходами дешифратора начального Состояния, выход которого соединен с первым входом распределителя , второй вход которого объединен с входом кольцевого регистра сдвига и является первым входом коррелятора, а в каждом канале элемент равнозначности, канальный дешифратор и счетчик, установочный вход которого объединен с упра&пяюшим входом дешифратора своего канала и соединен с соответствующим выходом распределителя, а вьрсоды счетчика соединены с информационным . входами канального дешиф15атора своего канала, первые входы элементов равнозначности всех каналов объединены и являются вторым входом коррелятора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами кольцевого регистра сдвига, от ли ч а ю щи и с я тем, что, с целью повъпиения быстродействия, в каждый канал коррелятора введены три элемента И, элемент НЕ, причем выход первого элемента И в каждом канале соединен со счетным входом счетчика своего канала, установочный вход которого соединен с входом элемента НЕ, первыми входами i второго и третьего элементов И своего (О канала,выходы канального деши4 тЬра соединены с вторыми входами элементов И с своего канала, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И в ка ;:дом канале соединен с ылходом элемента НЕ своегр канала , а второй выход первого элемента И в каждом канале соединен с третьим входом второго элемента И и с выходом элемента равнозначности своего канала. CD 4 01

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН у б 06 Р 15/31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И 03MPbtTiO (2 1) 3368 107/18-24 (22) 2 3; 12. 81 (46) 23.05,83, Бюл. № 19 (72)Ю. А. Андреев (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 369570, кл. 806 F 15/34, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 634287, кл. 606Р 15/336, 1978 (прототип) . (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ 11ИФРО ВОЙ КОРРЕЛЯТОР, содержаший элемент

ИЛИ, выход которого является выходом коррелятора, кольцевой регистр сдвига, выходы «оторого соединены с входами дешифратора начального состояния, выход которого соединен с первым входом распределителя,. второй вход которого обьедннеи . с входом кольцевого.регистра сдвига и является первым входом коррелятора, а в

i каждом канале элемент. равнозначности, канальный дешифратор и счетчик, установочный вход которого объединен с управляюшимвходом дешифратора своего канала и соединен с соответствующим выходом

„«SU„„1019459 А распределителя, а выходы счетчика соединены с информационным . входами лнального дешифратора своего канала, первые входы элементов равнозначности всех каналов обьединены и являются вторым входом коррелятора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами кольцевого регистра сдвига, о т л и. ч а ю щ и. и с я. тем, что, с целью по-вышения быстродействия, в каждый канал коррелятора введены три элемента И, элемент НЕ, причем выход первого элемента И s каждом канале соединен со

- счетным входом счетчика своего канала, установочный .вход которого соединен с входом элемента НЕ,«первыми входами д второго и третьего элементов И своего канала;выходы канального дешифратора соединены с вторыми входами элементов И своего канала, выходы кото жх соединены с входами элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И в ка.;:дом канале соединен с выходом элемента НЕ своего «анапа, а второй выход- первого элемента И в кажпом канале соединен с третьим вхоаом второго элемента И и с выходом элемента 4 ). равнозначности своего канала. ее

101/459

Целью изобретения является повышение быстродействия коррелятора.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный цифровой корреля- 45 тор, содержащий элемент ИЛИ, выход которого является выходом коррелятора, кольцевой регистр сдвига, выходы которого соединены с входами дешифратора наЮ чального состояния, выход которого сое- >0 динен с первым входом распределителя, второй вход которого обьедннен с входом кольцевого регистра сдвига и является первым входом коррелятора, а также s каждом канале элемент равнозначности, канальный дешифратор и счетчик, установочный вход которого объединен с управляюшим входом дешифратора своего канала и соединен с соответствующим выхоИзобретение относится к цифровым системам: передач и автоматической обработке данных и может быть использовано, в частности, при разработке цифровых те5 леметрических систем или цифровых систем связи с использованием для синхронизации кодов большой длины.

Известно устройство, содержащее схе мы задания разрядного кода, триггерный 0 регистр, разрядные схемы совпадения и несовпадения с линиями задержки, счетчики числа совпадений и несовпадений разрядов принимаемой кодовой комбинации с заданной (13 .

Данный коррелятор обладает низким быстродействием, обусловленным наличием линий задержки, или необходимостью выполнять за один такт принимаемой кодовой комбинации несколько операций.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоканальный коррелятор, содержащий в каждом канале элемент равнозначности, счетчик и дешифратор, а также общие дешифратор, >> кольцевой регистр сдвига, схему ИЛИ и распределитель (2g .

Недостатком известного коррелятора является необходимость выполнения за один такт принимаемой кодовой комбина30 ции операций добавления в счетчики результатов, пжтученных на выходах схем равнозначности, и установки одного из счетчиков в начальное состояние. Это требует от элементов устройства повышенного быстродействия IIo отношению к тактовой частоте принимаемого сигнала, особенно при использовании корреляторов в системах передачи данных со скоростями до нескольких десятков и даже сотен мбит/с. дом распределителя, а выходы счетчика соединены с информационными входами канального дешифратора своего канала, первые входы элементов равнозначности всех каналов обьединены и являются вторым входом коррелятора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами кольцевого регистра сдвига, в каждый канал коррелятора введены три элемента И, элемент НЕ, причем выход первого элемента И в каждом канале соединен со счетным входом счетчика своего канала, установочный вход которого соединен с входом элемента НЕ, первыми входами второго и третьего элементов И своего канала, выходы канального дешифратора соединены с вторыми входами элементов И своего канала, выходы которых. соединены с входами элементов ИЛИ, первый вход первого элемента И в каждом канале соединен с выходом элемента HE своего канала, а второй выход, первого элемента И в каждом канале соединен с третьим входом второго элемента И и с выходом элемента равнозначности своего канала.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит кольцевой регистр

1 сдвига с дешифратором 2 начального состояния, а в каждом канале — элемент 3 равнозначности, элемент НЕ 4, три элемента И 5-7 и счетчик 8 с канальным дешифратором 9, общие элемент ИЛИ 10 и распределитель 11, выходами подключенный через элемент HE 4 к первым входам первых элементов И 5 и непосредственно к первым входам вторых .. третьих элементов И 6 и 7, к установочным входам счетчиков 8 и к управляющим входам канальных дешифраторов 9 всех каналов, информационные входы которых подключены соответственно к разрядным выходам счетчиков 8 своего канала, первый вход распределителя 11 подключен к выходу общего дешифратора 2, входы которого соединены соответственно с выходами кольцевого регистра 1 сдвига и с первыми входами элементов 3 равнозначности всех каналов, вторые входы которых являются первым входом коррелятора, вход кольцевого регистра 1 сдвига обьединен с вторым входом распределителя 11 и является вторым выходом коррелятора, выходы элемента 3 равно« значности в каждом канале соединены с вторыми входами первого и второго элементов И 5 и 6 своего канала, выход

3 10194 первого элемента И 5 в каждом канале подключен к входу счетчика 8 своего канала, третий вход элемента И 6. и второй вход третьего элемента И 7 в каж дом канале соединены соответственно с первым и вторым выходами канального дешифратора 9 своего канала, выходы второго и третьего элементов И 6 и 7 каждого канала соединены с входами элемента ИЛИ 10, выход которого яв- 30 ляется выходом устройства.

Коррелятор работает следующим образом.

Перед началом работы в кольцевой регистр 1 сдви1 а записывается заданная 15 кодовая послеповательность. При появлении на первом входе коррелятора очередного . кодового символа его значение с помощью элемента 3 равнозначности сравнивается со значениями всех кодовых символов заданной кодовой последовательности, поступающими с кольцевого регистра 1 сдвига. При совпадении значений текущего кодового символа с каким пибо из заданньп, а именно оба символа нули р5 или оба символа единицы, с выхода соот- ветствующих схем равнозначности, через открытые первые элементы И 5 на вход соответствующих счетчиков поступает импульс, прибавляющий к содержимому счетчиков 8 единицу. При этом в первый счетчик будет записан результат сравнения текущего кодового символа, назовем его первым, с первым кодовым символом заданной кодовой последовательности, во

35 второй счетчик - разультат сравнения первого текущего кодового символа с вторым символом заданной последовательности, в третий счетчик — результат сравнения т го же пер го ущего оа 40 с третьим заданным н т.д.

Одновременно с поступлением на входную шину второго текущего символа производится сдвиг на один кодовый символ заданной последовательности в кольцевОм 4

45 регистре 1 сдвига. Поэтому во втором такте на первый счетчик поступит результат сравнения второго текущего символа с вторым заданным, который сложится с результатом сравнения первого текущего символа с первым заданным, полученным в первом такте. В третьем такте в первый счетчик добавится результат сравнения третьего текущего символа заданным и т.д.

59 4 входах элем ентов 3 равнозначности поочередно, то и установка счетчиков 8 в

Таким образом, за и тактов (йдлина заданной кодовой последовательности) на первом счетчике 8 должен накопиться результат, представляющий собой значение корреляционной функции для определенного момента времени. Поскольку появление начала искомой последовательности может происходить в любой фазе по отношению к расположению заданной последовательности:. в кольцевом регистре 1 сдвига, то результат сравнения этих комбинаций, т;е. основной пик корреляционной функции, может накапливаться в любом иэ и счетчиков 8. При этом каждый иэ счетчиков 8 должен. начинать накопление с момента появления на входе соответствующего ему элемента 3 равнозначности первого кодового символа заданной последовательности.

Так «ак первый кодовый символ вследсъвие кольцевого сдвига появляется на начальное состояние должна производиться поочередно. Поочередность установки счетчиков 8 осуществляется временным распределителем 11, к оторый запускается дешифратором 2 начального состоянии кольцевого регистра сдвига, т.е. в момент, когда в первом разряде кольцевого регистра 1 сдвига находится первый кодовый символ заданной. последовательности. Одновременно с установкой счетчиков производится опрос дешифраторов 9. В случае, если число, накопленное в счетчике, соответствующем опрашиваемому дешифратору, окажется больше или равно величины И -к, где к - порог, определяемый допустимой величиной искажения искомой последовательности, то с соответствующего дешифратора на выход устройства через общий элемент ИЛИ 10 должен поступить импульс, свидетельствующий о п оступлении на вход устройства заданной кодовой последовательности и являющийся и мпульсом синхронизации.

В момент установки счетчика в начальное состояние на вход счетчика с элемента 3 равнозначности через элемент

И 5 может поступить импульс, который должен быть добавлен к содержимому счетчика для правильной оценки значения корреляционной функции. Это требует повышенного быстродействия от элементов устройства, так как эа один такт необходимо увеличить содержимое счетчика на единицу и установить его в начальное состояние. Для исключения необхадимости изменения содержимого счетчика при появлении отклика с элемента 3 равнозначности в каждый канал устройст

10194 ва введены элементы НЕ 4 и три элемен та И 5-7.

При накоплении за ь -1 такт счетчи- . ком 8 числа, равного И -а -1, на первом выходе дешифратора 9 образуется открыва-s ющий потенциал, который поступает на элемент И 6. В и-ом такте за счет импульса с распределителя 11 элемент

И 5, подключенный к распределителю через элемент НЕ 4, окажется закрыт, а элементы И 6 и 7 открыты. Поэтому если в и -ом такте с элемента 3 равнозначности поступит импульс, то он по-, ступит не на вход счетчика 8, а через элемент И 6 непосредственно на вход Б общего элемента ИЛИ 10 и далее на выход устройства, свидетельствуя о пре« вншении значения корреляционной функ« ции установленного порога (И -к).

При накоплении счетчиком эа h -1 такт, 20 числа, равного или большего и -к, на

gg I первом выходе дешифратора 9 образуется закрывающий потенциал, а на второмоткрывающий, поэтому элемент И 6 оказывается закрыт, а элемент И 7 открыт.

Следовательно, если за и -1 такт в счетчике накопилось число большее, чем

И -к-1, то независимо от наличия или отсутствия отклика с элемента 3 равнозначности в И-ом такте импульс с распределителя 11 пройдет через открытый элемент И 7 и далее через элемент

ИЛИ 10 на выход коррелятора.

Ъ

Таким образом, добавление в каналы коррелятора по одной схеме HE и три схемы И позволяет избежать необходимости производить элеме нтам предлагаемого устройства за один такт более одной операции и тем самым повысить быстродействие коррелятора в 2 раза, по срав-. нению с известным.

1019459

Составитель А. Иванова

Редактор Л. Гратилло Техред А. Бабинец Корректор М. Демчик

Заказ 3706/44 Тираж 706 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР ло делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП «Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4