Патент на изобретение №2200972
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГЕНЕРАТОР ТРАНСОРТОГОНАЛЬНЫХ КОДОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах связи. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей. Устройство содержит тактовый генератор, блок формирования функций Уолша, триггер, ключи, счетчик, элементы задержки, элемент И-НЕ, элементы ИЛИ, регистры сдвига, элементы И, накапливающие сумматоры и блок формирования исходных трансортогональных функций. 5 ил. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для создания генераторного оборудования систем связи. Известен генератор дискретных трансортогональных сигналов (см. Цифровая обработка электрических сигналов. Под. ред. В.А. Григорьева. -Л.: ВАС, 1975, с. 48). Однако известный генератор обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку он формирует только последовательности трансортогонального кода на основе матрицы Адамара и не позволяет формировать последовательности трансортогональных кодов на основе известных ортогональных последовательностей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является генератор дискретных ортогональных функций, содержащий тактовый генератор, блок формирования функций Уолша, формирователь импульсов, триггер, два ключа, сумматор и 2n умножителей (2n – число генерируемых функций), причем выход тактового генератора подключен к тактовому входу блока формирования функций Уолша, второй выход блока формирования функций Уолша соединен с входом формирователя импульсов, с информационным входом первого ключа, 2n– й выход блока формирования функций Уолша соединен с информационным входом второго ключа, выход формирователя импульсов подключен к счетному входу триггера, инверсный и прямой выходы триггера подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к входам сумматора, выход сумматора подключен к первым входам всех умножителей, выходы блока формирования функций Уолша подключены ко вторым входам соответствующих умножителей, выходы умножителей являются выходами генератора дискретных ортогональных функций (см. авторское свидетельство СССР N 1386981, кл. G 06 F 1/02, 1986 г.). Однако известный генератор обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку формирует только ортогональные последовательности и не способен формировать последовательности трансортогонального кода, что не позволяет его широко использовать в качестве генераторного оборудования систем связи. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора путем формирования последовательностей трансортогональных кодов. Поставленная цель достигается тем, что в известный генератор, содержащий тактовый генератор, блок формирования функций Уолта, триггер, два ключа, сумматор, причем инверсный и прямой выходы триггера подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно, ВВЕДЕНЫ n-разрядный счетчик, элемент задержки, двухвходовой элемент И-НЕ, два двухвходовых элемента ИЛИ, трехразрядный регистр сдвига, 2n двухвходовых элементов И, 2n накапливающих сумматоров, 2n двухвходовых элементов ИЛИ, 2n (m-1)-разрядных регистров сдвига, блок формирования исходных трансортогональных функций, 2n ключей, 2n-l элементов задержки, причем выход тактового генератора подключен к информационным входам первого и второго ключей, выход первого ключа подключен к тактовому входу блока формирования функций Уолша, счетному входу n-разрядного счетчика, входу элемента задержки и второму входу двухвходового элемента И-НЕ, выход второго ключа подключен к второму входу первого двухвходового элемента ИЛИ, выход переполнения n-разрядного счетчика соединен с входом трехразрядного регистра сдвига, первыми входами первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ и входами установки в нулевое состояние накапливающих сумматоров, выход элемента задержки подключен к первому входу двухвходового элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом второго двухвходового элемента ИЛИ, выход этого элемента ИЛИ соединен с тактовым входом блока формирования исходных трансортогональных функций, управляющим входом первого ключа блока управляемых ключей и с входами 2n-1 линий задержки, выходы линий задержки подключены соответственно к управляющим входам 2n-1 ключей блока управляемых ключей, ко входам 2n ключей блока управляемых ключей подключены выходы блока формирования исходных трансортогональных функций, выходы 2n ключей блока управляемых ключей подключены к вторым входам соответствующих двухвходовых элементов И, к первым входам этих элементов И подключены выходы блока формирований функций Уолша, выходы двухвходовых элементов И подключены к входам накапливающих сумматоров, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих двухвходовых элементов ИЛИ, выходы двухвходовых элементов ИЛИ подключены к информационным входам соответствующих (m-1)-разрядных регистров сдвига, выходы регистров сдвига подключены к первым входам соответствующих двухвходовых элементов ИЛИ, выход первого двухвходового элемента ИЛИ подключен к входам управления записью всех (m-1)-разрядных регистров сдвига, выходы которых являются выходами генератора трансортогональных кодов. Трансортогональным кодом называется код, у которого для всех  i j. (где vi– кодовое слово, состоящее из символов 1 и -1, i=1,2,3,…,m – последовательность натуральных чисел) коэффициент корреляции определяется следующим выражением: (см. Цифровые методы в космической связи. Под ред. С.Голомба. Пер. с англ. под ред. В.И. Шляпоберского. – M.: Связь, 1969, с.91). Известно, что ортогональное преобразование последовательностей трансортогонального кода при переводе их из исходного базиса в новый, с последующим представлением координат синтезированной последовательности в базисе смещенных по времени единичных импульсов, когда старый и новый базисы ортонормированные, не меняет длину векторов и углы между ними. Следовательно, не изменяется и коэффициент взаимной корреляции. А спектральные и энергетические характеристики, а так же функция автокорреляции меняются из-за изменения структуры кода, определяемой координатами в новом базисе (см. Методика синтеза ансамблей симплексных сигналов плотнейшей поверхностно-сферической укладки. Самус М. В. -Воронеж.: ВННИС. Материалы XXIII НТК, Т.2, 1997. с. 614). На выходах блока формирования функций Уолша в прототипе (см. авторское свидетельство СССР N 1386981, кл. G 06 F 1/02, 1986 г.) формируется система функций Уолша, описываемых матрицей Адамара, представленной в нормальной форме, однако известный генератор дискретных ортогональных функций не способен генерировать трансортогональные коды. Предлагаемый генератор позволяет решать эту задачу – он генерирует последовательности трансортогонального кода для m=4t. На фиг. 1 представлена структурная схема генератора трансортогональных кодов; на фиг.2 – временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования предлагаемым генератором последовательности кода S(2,t) для случая m=4t=4; на фиг. 3 – временные диаграммы функций Уолша, формируемых блоком формирования функций Уолша для случая 2n=4; на фиг.4 – временные диаграммы последовательностей исходного трансортогонального кода, формируемые блоком формирования исходных трансортогональных функций для случая m=4t=4; на фиг.5 – временные диаграммы последовательностей трансортогонального кода для случая m= 4t=4, формируемых предлагаемым генератором. Генератор трансортогональных кодов содержит тактовый генератор 1, (n-1)-разрядный регистр сдвига 2, n-разрядный счетчик 3, ключи 4, 5, блок ключей 17.1…17. 2n-1, триггер 6, элементы ИЛИ 7, 11.1…11.2n, 15, блок 8 формирования функций Уолша, двухвходовые элементы И 9.1…9.2n, накапливающие сумматоры 10.1…10.2n, (m-1)-разрядные регистры сдвига 12.1…12.2n, линии задержки 13, 18.1…18.2n-1, двухвходовой элемент И-НЕ 14, блок формирования исходных трансортогональных функций 16. Генератор работает следующим образом. Перед началом работы генератора триггер 6 устанавливается в единичное состояние, а n-разрядный счетчик 3 и разряды n-разрядного регистра сдвига 2 и (m-1)-разрядных регистров сдвига 12.1…12.2n устанавливаются в нулевое состояние. Период настройки генератора Под действием импульсов с выхода тактового генератора 1, поступающих через открытый ключ 4 на тактовый вход блока 8 формирования функций Уолша, на выходах блока 8 формируются функции Уолша, поступающие на первые входы двухвходовых элементов И 9.1…9.2n. Импульсы с выхода открытого ключа 4 так же поступают на вход линии задержки 13 и на первый вход двухвходового элемента И-НЕ 14. Поскольку длительность тактовых импульсов равна половине периода их следования, а время задержки  элемента задержки 13 равно периоду следования тактовых импульсов, на выходе элемента И-НЕ 14 формируется только один – первый тактовый импульс, который через элемент ИЛИ 15 поступает на тактовый вход блока 16 формирования исходных трансортогональных последовательностей. В результате на выходах блока 16 формируются первые импульсы исходных трансортогональных последовательностей, которые поступают на вход блока управляемых ключей.,-17.1…17.2n. Управление ключевыми устройствами 17.1…17.2n осуществляется импульсами, поступающими на вход блока 16, причем управляющий импульс подается на ключ 17.1 непосредственно с выхода, элемента ИЛИ 15, а на остальные 2n-1 ключей через соответствующие линии задержки 18.1. ..18.2n-1. Время задержки 1 элемента задержки 18.1 равно периоду следования импульсов тактового генератора, время задержки i каждого следующего элемента задержки в два раза больше предыдущего (i+1 = 2i). С выхода ключевых устройств 17.1…17.2n импульсы, формируемые блоком 16, поступают на вторые входы двухвходовых элементов И 9.1…9.2n.
Элементы И 9.1…9.2n осуществляют перемножение последовательностей импульсов, формируемых блоком 8, на импульсы, формируемые блоком 16. С выходов двухвходовых элементов И 9.1…9.2n импульсы поступают на входы последовательных сумматоров 10.1…10.2n, далее с выходов последовательных сумматоров импульсы поступают через соответствующие элементы ИЛИ 11.1…11.2n на информационные входы регистров сдвига 12.1…12.2n. Однако запись информации в первый разряд регистров сдвига 12.1. . .12.2n не будет осуществляться до прихода на входы управления записью регистров сдвига разрешающего импульса, который формируется следующим образом: импульсы с выхода тактового генератора через открытый ключ 4 поступают на счетный вход n-разрядного счетчика 3, изменяют состояние его разрядов и после подачи 2n-го импульса на выходе переполнения счетчика 3 появляется импульс, поступающий через элемент ИЛИ 7 на входы управления записью регистров сдвига 12.1…12.2n. Этот же импульс поступает на входы установки в нулевое состояние сумматоров 10.1…10.2n и через элемент ИЛИ 15 на тактовый вход блока 16, в результате на выходах блока 16 формируются следующие элементы исходных трансортогональных последовательностей. Таким образом формирование каждого следующего элемента исходных трансортогональных последовательностей на выходах блока 16 будет осуществляться с приходом каждого 2n-го импульса тактового генератора. Импульсы с выхода n-разрядного счетчика 3 поступают так же на счетный вход 2n-1 разрядного регистра сдвига 2. Каждый следующий, поступающий с выхода счетчика 3 импульс продвигает содержимое регистра 2 на один разряд. После заполнения всех n-1 разрядов регистра 2 на его выходе появится импульс, устанавливающий триггер 6 в нулевое состояние. При этом ключ 4 закрывается, а ключ 5 открывается. Импульсы с выхода ключа 4 не поступают на тактовый вход блока 8 и он прекращает формирование дискретных ортогональных функций. Подача импульсов прекращается и на счетный вход n-разрядного счетчика 3, импульсы с его выхода переполнения перестают поступать через элемент ИЛИ 15 на тактовый вход блока 16, который перестает формировать исходные трансортогональные функции. К этому моменту все 2n-1 разрядов регистров сдвига 12.1…12.2n будут заполнены. На этом период настройки генератора заканчивается.
Период генерированияПоскольку триггер 6 устанавливается в нулевое состояние, единица с его инверсного выхода открывает ключ 5 и тактовые импульсы через элемент ИЛИ 7 подаются на входы управления записью (m-1) разрядных регистров сдвига 12.1.. .12.2n. В результате информация в их разрядах сдвигается, а импульсы с каждого (m-1) разрядного регистра сдвига 12.1…12.2n через соответствующие элементы ИЛИ 11.1…11.2n+1 поступают на информационные входы (m-1)разрядных регистров сдвига 12.1…12.2n. Таким образом, на выходах (m-1) разрядных регистров сдвига 12.1…12.2n, периодически повторяясь, формируются последовательности трансортогонального кода для m=4t. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования последовательности S(2,t) трансортогонального кода для случая m=4t=4. На диаграммах показано временное состояние: а) выхода тактового генератора 1; б) выхода блока 8 формирований функций Уолша, на котором формируется функция Wal (2;t); в) выхода переполнения n-разрядного счетчика 3; г) выхода третьего разряда регистра сдвига 2; д) прямого выхода триггера 6; е) инверсия выхода триггера 6; ж) выхода ключа 4; з) выхода ключа 5; и) выхода двухвходового элемента И-НЕ 14; к) выхода ключа 17.1; л) выхода ключа 17.2; м) выхода ключа 17.3; н) выхода ключа 17.4; о) выхода двухвходового элемента И 9.2; п) выхода (m-1)-ro разряда (m-1)- разрядного регистра сдвига 12.2, на котором формируется последовательность S(2, t) трансортогонального кода. Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности генератора дискретных ортогональных функций путем формирования последовательностей трансортогонального кода, для m= 4t (где m – число последовательностей кода, t=l, 2, 3,… – множество натуральных чисел). Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.04.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 18-2004
Извещение опубликовано: 27.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
