Разработка методов многокритериального синтеза сигналов и устройств обработки, обеспечивающих робастные качественные показатели системы, страница 26

Основной проблемой данного этапа разработки является получение высокоэффективного с точки зрения скорости выполнения кода, позволяющего с заданной степенью точности реализовать требуемые критерии синтеза. При этом время, необходимое для осуществления соответствующих вычислительных процедур, в значительной степени будет определять достижимые характеристики и свойства формируемых ФМн сигналов, поэтому использование языков высокого уровня  для решения поставленной задачи малоэффективно, так как компиляторы этих языков генерируют слишком избыточный и медленный по скорости исполнения код. В результате для реализации программного обеспечения устройства формирования и обработки ФМн сигналов был выбран язык ассемб-

лера МП ADSP2111, что позволило получить наиболее быстродействующий и компактный код.

Согласно рис. 3.2, описанному в п. 3.3, процедура обработки ФМн сигналов в случае синхронного приема будет состоять из следующих этапов:

1.  Инициализация счетчика символов модулирующей последовательности j = 1.

2.  Вычисление взаимнокорреляционной функции (ВКФ) j-той части принятого сигнала s и опорной несущей последовательности hH

                                         (3.31)

3.  Принятие решения о знаке символа, принятой модулирующей последовательности sM

                                                                       (3.32)

где imax ‑ номер элемента g1 с максимальным абсолютным значением.

4.  Инкремент j.

5.  Переход к пункту 2 при j £ NM.

6.  Вычисление отклика ВФ сжатия для sM согласно (3.10).

Подробная блок-схема алгоритма, простроенного согласно приведенной выше итерационной процедуры, представлена на рис. 3.10. Предполагается, что основной формат представления чисел - целый, знаковый (16.0), отрицательные значения - в дополнительном коде.

Согласно рис. 3.10, программа будет состоять из следующих основных модулей:

 

Начало

 

Инициализация счетчика

модулирующей последовательности

j = 1

 

Вычисление отклика блока 1, рис. 3.2

согласно (3.31)

Вычисление sMj согласно (3.32)

j = j + 1

 

Да                          j £ NM

 

 Нет

Вычисление отклика ВФ (блок 3,

рис. 3.2) согласно (3.10 )

Конец

Рис. 3.10

Блок-схема алгоритма обработки составной последовательности

1.  Основная программа (Модуль Processing, Приложение II). В основной программе осуществляется инициализация переменных, вызов подпрограммы вычисления ВКФ и формирование принимаемой модулирующей последовательности. Программа выполняется за NProc » NM(NВКФ1 + NЗНАК) + NВКФ2 тактов, где NВКФ1 и NВКФ2 - число тактов, необходимых для вычисления ВКФ при приеме одного символа модулирующей последовательности и для весовой фильтрации модулирующей последовательности соответственно.

2.  Подпрограмма вычисления ВКФ (Модуль Mutual_Kor, Приложение II). В подпрограмме производится вычисление линейной свертки (3.10) двух последовательностей vhod1 (длиной N1) и vhod2 (длиной N2) за NВКФ =((N + 1)×N)/2 + 20×N) тактов, где N = N1 + N2 ‑ 1.

3.  Подпрограмма определения главного лепестка (Модуль Znak_Gl_Lep, Приложение II). В подпрограмме принимается решение о том, какой символ модулирующей последовательности (1 или -1) был принят. Подпрограмма соответствует блоку 2 на рис. 3.2. Время выполнения NЗНАК = 10 + 2×NH ‑ 1

Таким образом, МП обработки осуществляет прием одного ФМн сигнала на основе СП длиной 1023 элемента за » 108 тыс. тактов, т.е. за » 5.4 мс.

Формирование такой СП производится из 11-элементного кода Баркера и 93-элементной модулирующей последовательности, синтезируемой на основе критерия (3.6) по алгоритму, приводимому в п. 3.3.

Подробная блок-схема алгоритма, простроенного согласно приведенной выше итерационной процедуры, представлена на рис. 3.11. Предполагается, что основной формат представления чисел - целый, знаковый (16.0), отрицательные значения - в дополнительном коде.

Согласно рис. 3.11, программа формирования СП реализована на основе модуля Synth_Signal. Формирование исходной модулирующей последовательно-

Начало

 

Формирование последовательности

со случайными элементами

 

Расчет АКФ R(n) и СПМ G(k)

 

Расчет критериев r1(R,R0) и r2(G)

 

Вычисление начального значения функционала ( i = 0 )

 

Смена знака i-го элемента

последовательности

 

Коррекция значений

АКФ:  R(i+1)(n) и СПМ: G(i+1)(k)

 

                                                             1                                      2

Рис.3.11. Блок-схема алгоритма формирования составной последовательности

                                                                       1                                       2

Расчет нового значения функционала

 

                    да

 

 

                                                                       нет

 

ai = -ai

 

i = i+1

 

                                                                                           да

i £ N

 

                                                                       нет

Расширение импульсов несущей последовательностью

Выход