Изобретение относится к устройству приема информации по двум параллельным каналам связи. Технический результат заключается в повышении пропускной способности канала за счет снижения числа переспросов за счет улучшения качества приема информации. Устройство содержит первый, второй и третий блоки повышения достоверности, первый и второй каналы передачи данных, выход сигнала переспроса и информационный выход, первый и второй входные блоки, пять элементов НЕ, четыре элемента И, четыре ключа и...
ИЗОБРЕТЕНИЕ Заявка на изобретение RU2013151578/08, 19.11.2013
ИЗОБРЕТЕНИЕ Патент Российской Федерации RU2565014
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение относится к области передачи дискретной информации или передачи данных и предназначено для применения в устройствах приема (декодирования) сигналов в системах связи, в частности в каналах с многолучевым распространением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одной из основных при обработке сигналов в декодеров, работающих в системах передачи дискретной информации, является совокупность операций фильтрации, согласованной со всеми информационными сигналами передаваемого алфавита [1, разделы 3.2.2 и 3.2.3]. Далее наряду с термином «операция согласованной фильтрации» для удобства последующего изложения используются и эквивалентные ему термины «операция вычисления корреляции» или «операция взаимно-корреляционной обработки»; это уточнение терминологии в принципиальном плане ничего не меняет (об эквивалентности согласованной фильтрации и корреляции сказано, в частности, в [1, разделы 3.2.2]). По результатам выполнения операции вычисления корреляции в указанном аналоге реализуется операция принятия решения о переданном коде (рассматриваем простейший вариант декодирования, т.е. поэлементный прием).
При использовании в системе связи М-арного кодирования [1, с.33] и неподвижных источнике и приемнике передаваемого сообщения количество одновременно выполняемых операций вычисления корреляций составляет М или 2М (это зависит от варианта определения М-арного кода как содержащего либо М альтернатив информационных сигналов, либо М бит; далее для конкретности считаем, что речь идет о варианте М альтернатив информационных сигналов). От количества указанных одновременно выполняемых операций напрямую зависят вычислительные ресурсы аппаратных средств фильтрации, необходимые для реализации как этой операции, так и всей совокупности операций декодирования.
Известные аналоги (см. например, [2] [6]), как и упомянутый выше аналог [1], рассчитаны на передачу данных только при неподвижных источнике и приемнике. В случае же реализации связи между подвижными объектами при взаимно неизвестных скоростях и направлениях их движения каждая из упомянутых выше при описании аналога [1] операций вычисления корреляции должна была бы быть многоканальной по доплеровской скорости объектов (в данном случае доплеровская скорость есть скорость их взаимного сближения/удаления). При разрешении информационных сигналов по доплеру, составляющем 0 (Гц) (в данном случае речь идет о разрешении по доплеровскому сдвигу частоты), и диапазоне этих скоростей µ (Гц) (в данном случае речь идет о возможном диапазоне доплеровских сдвигов частоты) количество одновременно выполняемых операций доплеровской фильтрации при каждом из передаваемых символов составляет 0/µ, а общее количество таких операций - M· 0/µ. При этом в связи со значительными необходимыми вычислительными ресурсами аппаратных средств фильтрации имело бы место существенное удорожание аппаратуры декодера. Указанный недостаток, а именно расчет только на передачу данных между неподвижными источником и приемником, либо дороговизна аппаратных средств обработки при предполагаемом развитии аналогов за счет доплеровской многоканальности фильтрации (чего фактически в описаниях этих аналогов нет), в равной степени присущ всем известным аналогам.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
В качестве прототипа рассматривается способ декодирования [1]. Его недостаток сформулирован выше.
Целью заявляемого способа является преодоление указанного недостатка прототипа. Для достижения этой цели в способ декодирования сигналов связи, включающий операцию взаимно-корреляционной обработки принимаемых сигналов в каждом из М 2 каналов декодирования, а также операцию принятия решения по результатам взаимно-корреляционной обработки не менее чем в М-1 каналах декодирования, причем не менее чем в одном из каналов декодирования операция взаимно-корреляционной обработки принимаемых сигналов выполняется многоканальным по доплеровской скорости носителя передатчика (и/или приемника - в дальнейшем это «и/или » может не оговариваться, но при этом подразумевается), по результатам этой операции выполняется операция измерения доплеровского сжатия масштаба времени в принимаемом сигнале, а по результатам этого измерения реализуется операция коррекции масштаба времени опорной функции, используемой при осуществлении каждой из операций взаимно-корреляционной обработки принимаемых сигналов в не менее чем М-1 каналах декодирования.
Блок-схема заявляемого способа представлена на фиг.1, где обозначены:
- 1-1 1-М - операции взаимно-корреляционной обработки в каждом из М каналов декодирования (здесь и далее значок «-» есть дефис; операции же вычитания или тире соответствует значок «-»);
- 2 - операция принятия решения;
- 3-1 3-(М-1) - операция коррекции масштаба времени опорных функций в М-1 каналах декодирования;
- 4 - операция измерения доплеровского сжатия масштаба времени в принимаемом сигнале.
Каждая из операций взаимно-корреляционной обработки 1-1 1-М выполняется по принципу высокоскоростной свертки, поясненному, например, в [7, блок-схема на рис.5.14, с.295]. При этом сигнальным входом реализующего эту операцию коррелятора является нижний на указанном рис.5.14 вход, на который подается принимаемый сигнал х(n). Опорная же функция этого коррелятора (на указанном рис.5.14 она обозначена как h(n)) хранится в его долговременной памяти, на рис.5.14 для простоты не показанной. Далее обозначаем опорную функцию коррелятора, выполняющего операцию взаимно-корреляционной обработки в i-м (i=0 М) канале декодирования, как hi(n)=Si (n) (здесь и далее n - аргумент дискретного времени, которому соответствует момент tn=n/fд, где f д - частота дискретизации; Si(n) - сигнал, соответствующий передаче i-го символа из М-арного алфавита).
При реализации каждого коррелятора, выполняющего соответствующую операцию взаимно-корреляционной обработки, над его опорной функцией, дополненной с целью формирования апериодической свертки нулевыми отсчетами (см. [8, разделы 2.24 и 2.25]) выполняется операция дискретного преобразования Фурье (ДПФ), и массив результата ДПФ (результат его комплексного сопряжения) запоминается в долговременной памяти соответствующего коррелятора. Над массивами отсчетов входного сигнала х(n) также выполняется ДПФ, далее выполняется поэлементное перемножение (т.е. перемножение одноименных отсчетов) массивов результатов ДПФ над опорной функцией и над входным сигналом и обратное ДПФ (ОДПФ) от массива результатов указанного перемножения. Период обновления массива отсчетов входного сигнала при смежных по времени циклах вычисления корреляции в каждом из корреляторов обычно выбирается равным длительности каждого из сигналов S i(n) (длительности всех сигналов Si(n) при i=0 М между собой совпадают), при этом длина окна ДПФ составляет несколько более чем двойную длительность каждого из этих сигналов. М независимо выполняемых операций взаимно-корреляционной обработки показаны на фиг.1 условно. При их реализации в спектральной области входящая в состав выполняющих эти операции корреляторов процедура ДПФ от входного сигнала может быть для всех корреляторов общей.
Возможен также эквивалентный рассмотренному вариант блок-схемы реализующего каждую операцию 1-1 1-М коррелятора во временной области; описание этого варианта коррелятора приведено в [7, рис.6.18б, с.418], где (в соответствии с сегодняшним уровнем техники) вместо рециркулирующей линии задержки, хранящей массив временных отсчетов опорного сигнала при его жестком ограничении, реализуется многоразрядный регистр сдвига, хранящий те же отсчеты, представленные многоразрядными кодовыми словами или соответствующее оперативное запоминающее устройство.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Не менее чем одна из операций взаимно-корреляционной обработки (на фиг.1 она обозначена как операция 1-М), реализуется многоканальной по доплеровской скорости (имеется в виду скорость сближения или расхождения носителей приемника и/или передатчика, т.е. выполняющий ее коррелятор содержит Кд 0/µ областей долговременной памяти, в которых хранятся Кд опорных функций SM(n,k), где k - k-я альтернатива сжатия (растяжения) масштаба времени принимаемого сигнала, происходящего вследствие в общем случае ненулевой доплеровского скорости носителей приемника и/или передатчика (далее для краткости именуем это параметр как k-я доплеровская альтернатива); k=k· , где 0 - шаг между смежными доплеровскими альтернативами (целесообразно выполнение условия =(0.5 07)· 0.
Каждая k-я опорная функция указанного 1-М-го канала декодирования (т.е. опорная функция, соответствующая k-й альтернативе доплеровской скорости) определяется как S M(n,k)=SM[ (k)], где при малых доплеровских скоростях справедливо соотношение . Доплеровскую скорость Vk считаем положительной при сближении точек передачи и приема. Доплеровская скорость Vk является малой при Vk·с-1 <<1, где с - скорость распространения сигнала в канале связи.
Многоканальная по доплеровской скорости корреляция выполняется путем вычисления ДПФ от входного сигнала и от всех Кд опорных функций, векторного (т.е. поэлементного) перемножения результата ДПФ от входного сигнала и результата ДПФ от каждой опорной функции в отдельности и вычисления ОДПФ от каждого из результатов указанного векторного перемножения. В итоге выполнения операции 1-М формируется совокупность из К д результатов взаимно-корреляционной обработки.
Динамика обновления входных и выходных данных при выполнении операций 1-1 1-М иллюстрируется, например, в [8, с.76-78].
Операция принятия решения 2 выполняется решающим блоком, представляющим собой схему сравнения каждого текущего уровня сигнала на его входе с заданным порогом, хранящимся в его долговременной памяти. В случае превышения уровнем i-го сигнала (т.е. результата взаимно-корреляционной обработки в i-м канале декодирования) порога на выходе решающего блока формируется, например, код «i», свидетельствующий о принятии сигнала Si(n).
Следует заметить, что все операции взаимно-корреляционной обработки (с оговоркой относительно реализации такой операции в не менее чем одном канале декодирования в многоканальном по доплеру варианте), а также операция принятия решения по своему содержанию и выполнению в заявляемом объекте и в прототипе полностью совпадают.
Совокупность операций 3-1 3-(М-1) коррекции масштаба времени опорных функций в не менее чем М-1 каналах декодирования выполняется следующим образом. При сформированном выполнении операции 4 результата измерения величины доплеровского сжатия масштаба времени (описание содержания этой операции приведено ниже) все опорные функции Si(n) не менее чем М-1 каналов декодирования пересчитываются как
Si(n, )=Si[ ( )], где ( )=n·(1- ·f0-1).
Операция измерения доплеровского сжатия масштаба времени (оси времени) в принимаемом сигнале 4 реализуется следующим образом. При выполнении операции взаимно-корреляционной обработки в не менее чем одном канале декодирования (а именно операции 1-М) сформированы Кд результатов этой операции в Кд доплеровских каналах. При выполнении операции 4 находится максимальный по уровню из этих результатов и определяется номер соответствующей ему доплеровской альтернативы, т.е. номер «k0» той опорной функции SM(n,k), результат взаимно-корреляционной обработки принимаемого сигнала с которой оказался максимальным по уровню. Указанный уровень обозначается как Yk0. Наряду с этим уровнем также фиксируются уровни результатов взаимно-корреляционной обработки принимаемого сигнала с опорными функциями SM (n,k-1) и SM(n,k+1); эти уровни обозначаются соответственно как Yk0-1 и Yk0+1. Далее искомое значение результата измерения доплеровского сжатия масштаба времени вычисляется по формуле (что следует из [7, с.325, ф-ла (5.39)])
={k0+[0.5·(Yk0-1-Yk0+1)/(Y k0+1-2·Yk0-Yk0-1)]}· .
Принцип действия заявляемого способа состоит в следующем. Сообщение сопровождается (а, возможно, и начинается) передачей серии испытательных или синхроимпульсов, т.е. импульсов заранее известной формы, не несущих информации, а служащих только для установления связи или для контроля импульсной характеристики канала [2]. Пусть, например, этот сигнал передается эпизодически (см. [2, с.108, рис.3.1]). При этом информационные сигналы передаются при (М-1)-арном кодировании. В результате выполнения функции взаимно-корреляционной обработки каждого из испытательных сигналов (операция 1-М) и измерения доплеровского сжатия масштаба времени в этих сигналах (операция 4) формируется параметр . Принцип его формирования основан на параболической интерполяции зависимости уровня результата взаимно-корреляционной обработки от расстройки частоты принимаемого сигнала (см. [7, с.325]). В результате выполнения совокупности операций 3-1 3-(М-1) коррекции масштаба времени опорных функций в М-1 каналах декодирования происходит настройка реализующих операции взаимно-корреляционной обработки 1-1 1-(M-1) корреляторов на мгновенную доплеровскую скорость сближения (расхождения) носителей передатчика и приемника, чем обеспечивается классический (т.е. как в аналогах и прототипе) вариант работы декодера, рассчитанного на декодирование сигналов связи при неподвижных носителях передатчика и приемника. А именно в каждом i-м из М-1 каналов декодирования реализуется одноканальная по доплеру взаимно-корреляционная обработка одного (соответствующего этому каналу, т.е. i-му) из сигналов передаваемого алфавита S, (n), среди всех М-1 результатов этой обработки как правило (т.е. в смысле статистической тенденции) максимальным будет сигнал на выходе именно того канала декодирования, опорная функция в котором совпадает с фактически переданным сигналом, что и будет зафиксировано при выполнении операции 4.
Возможен вариант реализации способа декодирования, эквивалентный описанному и состоящий в коррекции масштаба времени не опорных функций, а принимаемого сигнала. При этом коррекция масштаба времени в принимаемом сигнале х(n) математически описывается как
x(n, )=x[ ( )], где ( )=n·(1+ ·f0-1).
Таким образом, заявляемый способ, в отличие от прототипа, обеспечивает решение задачи декодирования при наличии относительного движения носителей передатчика и приемника, причем практически без увеличения вычислительных затрат аппаратных средств сигнальной обработки, необходимых для реализации функции декодирования в сравнении с прототипом, в котором декодирование в таких условиях невозможно.
Литература
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е издание. М.: Изд. дом «Вильяме», 2003. 1098 с., ил.
2. Д.Д. Кловский. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Связь. 1969. 375 с., ил.
3. Устройство приема дискретных сигналов в многолучевом канале связи. Пат. РФ 2048701.
4. Цифровое устройство для демодуляции дискретных сигналов в многолучевом канале связи. Пат. РФ 2267230.
5. Устройство для передачи дискретных сигналов в многолучевом канале связи. Пат. РФ 959291.
6. Sussman S.M. A matched filter com-munication system for multipath channels // IEEE Trans. IT - 6. N 3. June 1960.
7. «Применение цифровой обработки сигналов» под ред. Э. Оппенгейма. М.: Мир. 1980. 552 с., ил.
8. Л. Рабинер, Б. Гоулд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир. 1978. 848 с., ил.
Формула изобретения
Способ декодирования сигналов связи, включающий операцию взаимно-корреляционной обработки принимаемых сигналов в каждом из М 2 каналов декодирования, а также операцию принятия решения по результатам взаимно-корреляционной обработки не менее чем в М-1 каналах декодирования, отличающийся тем, что не менее чем один из каналов декодирования выполняется многоканальным по доплеровской скорости носителя передатчика относительно носителя приемника, по результатам взаимно-корреляционной обработки в этом канале декодирования осуществляется измерение доплеровского сжатия масштаба времени в принимаемом сигнале и по результатам этого измерения осуществляется коррекция масштаба времени опорных функций, используемых при осуществлении операций взаимно-корреляционной обработки в не менее чем М-1 каналах декодирования.
Имя изобретателя: Голубев Анатолий Геннадиевич (RU), Молчанов Павел Александрович (RU) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Камчатский гидрофизический институт" (ОАО "КГФИ") (RU) Почтовый адрес для переписки: 194156, Санкт-Петербург, пр. Энгельса, 21, кв. 113, Голубеву А.Г. Дата начала отсчета действия патента: 19.11.2013
Разместил статью: miha111
Дата публикации: 28-10-2015, 11:12
Изобретение относится к устройству управления несущими каналами. Технический результат состоит в осуществлении надежного приема входящего пакетного вызова, который выполнен в то время, когда перемещается мобильное терминальное устройство. Для этого устройство (10) управления несущими каналами включает в себя модуль (11) управления входящими вызовами, который, в случае, если устройство (30) управления мобильностью управляет местоположением мобильного терминального устройства (40) в результате...
Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является обеспечение возможности абоненту установления трехстороннего вызова без дополнительных сервисов со стороны MSP (услуг мобильной связи). Упомянутый технический результат достигается тем, что мобильное устройство (100) для трехстороннего вызова содержит: блок (110) обработки сигнала; первый модуль связи (120), соединенный с блоком (110) обработки сигнала через первый переключатель (125); второй модуль (130) связи,...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя