Способ кодирования и передачи информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи информации позволяет повысить скорость передачи без потери помехоустойчивости . Способ включает в себя кодирование информационной последова-г тельности элементарных бинарных сигналов с помощью частотной манипуляции с непрерьшной фазой (ЧМ-НФ) и последующую передачу модулированного сигнала по каналу связи. Благодаря чередованию каждых п(пЬ 1) кодированных сверточным кодом элементарных бинарных сигналов информационной последовательности с некодированным элементарным бинарным сигналом этой последовательности, после чего осуществляют модуляцию ЧМ-НФ, обеспечивается повышение скорости передачи. При этом кодовое расстояние сохраняется . 5 ил. g (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1432788 А1 (51) 4 H 03 М 13/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО QE/lAM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

SCF. Р М(1Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц ц Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ

ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. (21) 4093334/24-24 (22) 23. 07 86 (46) 23,10,88. Бюл. Р 39 (71) Одесский электротехнический институт связи им.А.С.Попова (72) В.Л.Банкет и Н.А.Угрелидзе (53) 621.39 (088.8) (56). Зарубежная радиоэлектроника, 1982, Р 4, с.58-72.

Proceedings of International

Electrical and Electronic Conference, Toronto, v.1, 1 983, р. 202-205.

IEEE Transactions on Information

Theory, v.11-30, и 3, 1984, р ° 5095I 9.

Его использование в системах передачи информации позволяет повысить скорость передачи без потери помехоустойчивости. Способ включает в себя кодирование информационной последова-. тельности элементарных бинарных сигналов с помощью частотной манипуляции с непрерывной фазой (ЧМ-НФ) и последующую передачу модулированного сигнала по каналу связи. Благодаря чередованию каждых n(n 1) кодированных сверточным кодом элементарных бинарных сигналов информационной последовательности с некодированным элементарным бинарным сигналом этой последовательности, после чего осуществляют модуляцию ЧМ-НФ, обеспечивается повышение скорости передачи.

При этом кодовое расстояние сохраняется ° 5 ил.

1432788

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в системах передачи информации.

Цель изобретения — повышение скорости передачи без потери помехоустойчивости °

На фиг.l представлена структурная схема реализации способа; на f0 фиг.2 — 5 — фрагменты фазовых peme ток кодируемых сигналов.

На фиг.! обозначены: первый коммутатор 1, блок 2 сверточного кодирования, второй коммутатор 3, блок 4 35 модуляции, канал 5 связи, элемент 6 задрржки, сумматор 7 по модулю два, .преобразователь 8 уровней ("отображатель") и модулятор 9 частотной манипуляции с непрерывной фазой 20 (ЧМ-НФ), Способ кодирования и передачи информации включает сверточное кодирование информационной последовательности элементарных бинарных сигналов (т.е. сигналов, информационный

Параметр которых, например амплитуда, может принимать лишь одно из; двух возможных значений). Такое кодирование осуществляется в блоке 2 (на 30 фиг,l приведены примеры выполнения этого блока для разных сверточных кодов); чередование каждых n(n 1) кодированных сверточным кодом элеменI тарных бичарных сигналов информацион- 35 ной последовательности с одним некодированным элементарным бинарным сигналом этой последовательности,, Для такого чередования служат коммутаторы 1 и 3; модуляцию полученной р0 таким чередованием последовательности элементарных бинарных сигналов с помощью Ì-НФ (в блоке 4 с предварительным преобразованием уровней логической единицы и логического нуля в положительный и отрицательный уровни); передачу модулированного ЧМ-НФсигнала по каналу 5 связи, ЧМ-НФ-сигнал описывается выраже". 50 иием а„Т D (t (k-1 ) Т у{,) ... („,,-, °, -)

k -I

+ Z. 1 + о), )=i

kT t с (k+1)T, k = 1,2,3..., где w = 2 n f.- — центральная частота

6 с сигнала; а 1 1 — отображенные инфорk мационные символы;

Т вЂ” длительность информационного символа;

D — индекс модуляции;

Ц вЂ” начальная фаза.

Текущая фаза, содержащая информацию,,определяется из выражения () а„70 Ге-(1с-1)Т

je I

Фазовая решетка ЧМ-НФ-сигнала, построенная по этому выражению, имеет вид, приведенный на фиг.2 ° Если информационные символы (V) отображаются в символы (а по правилу (l 1, О- -1), тогда передаче информационного символа 1 соответствует приращение фазы II D, а символа Π— приращение йВ. Это означает, что при передаче информационного символа l в канале

5 будет элементарный сигнал Y(t) с одной определенной частотой и начальной фазой, а при передаче символа

Π— сигнал Y(t) с другой частотой.

Кодирование в соответствии с рассматриваемым способом производят следующим образом, ЧМ-НФ-сигнал можно рассматривать как последовательность элементарных сигналов Y. Элементарным называют сигнал, рассмотренный в течение одного тактового интервала, т.е. это сигнал, соответствующий передаче одного информационного символа (0 или !).

В зависимости от того, на скольких интервалах рассматривают ЧМ-НФ вЂ сигнал, он можеФ состоять иэ одного или нескольких элементарных сигналов.

Если N является числом рассматриваемых интервалов, тогда количество

ЧМ-НФ-сигналов на заданном интервале рассмотрения равно 2

Так как кодовое расстояние между сигналами, которое определяет помехоустойчивость, зависит лишь от разности фаз в начале и в конце элементарного сигнала, в качестве на— чальной фазы можно взять любое значение, т.е. можно рассмотреть фрагмент фазовой решетки в любом сечении. Для примера на фиг.За и б приведены фазовые решетки, соответствующие ЧМНФ-сигналам при разных интервалах рас-смотрения: N=l, N=2, N=3. Там же при1432788 в едены возможные соотв етс твующие комбинации информационных символов.

Рассматривают ЧИ-НФ-сигнал для интервалов наблюдения N=2, N=Ç. При

N=2 имеют ансамбли иэ четырех сигналов ЧИ-НФ, соответствующих комбинациям информационных символов 11, 10, 01, 00. При Х=З имеют ансамбль из восьми сигналов, соответствующих ком- 10 бинациям 111, 110, 101, 100, 011, 010, 001, 000. Разделят каждый ансамбль на на две группы и будут их кодировать как независимые групгы сигналов. В каждую группу помещаются сигналы, 15 для которых первые элементарные сигналы совпадают. Для 0=2 и,11=3 такие группы приведены на фиг,Зг и д соответственно. Очевидно, что для кодирования сигналов в каждой группе нет 20 необходимости кодировать общий элементарный сигнал, Для наглядного представления процедуры кодирования по рассматриваемому способу на фиг.4 приведены фаэовые решетки, соответ- 25 ствующие кодированным ЧИ-НФ-сигналам при 11=2 (фиг.4а) и при N=Ç (фиг,46), Кодированные символы обведены кружком.

Кодирование производится сверточ- 30 ным кодом со скоростью 1/2 и, так как кодируется только часть информационных символов, скорость передачи будет выше, чем в известном (R=l/2), в частности при N=2 R=Ç/4, а при

N=3 R=2/3. Конкретные примеры реализации описанного способа приведены для случая N=Ç и для случая N=2 (фиг.la и 6).

Реализация способа в соответствии 4р с фиг.lа происходит следующим образом.

Исходные информационные символы U поступают на общую шину коммутатора 1 коммутация которого происходит на оди.45 шаг при поступлении каждого информационного символа U. Скорости коммутации коммутаторов 1 и 3 находятся в соотношении 2:3, поэтому каждым двум символам на общей шине коммутатора l соответствуют три символа на общей шине коммутатора 3, т.е. получается скорость R=2/3. Последовательность на выходе коммутатора 3 содержит как некодированные, так и кодированные символы, которые поступают на вход отображателя 8, на выходе которого получают символ 1, если на вход поступает 1, и -1, если на вход поступает .

О. При поступлении символа 1 на вход модулятора 9 он выдает сигнал одной определенной частоты и начальной фазы, а при поступлении -l — сигнал другой частоты. Полученные ЧИ-НФ-сигналы передаются в канал 5. Схема фиг.lб работает аналогичным образом, только там скорости коммутации коммутаторов 1 и 3 находятся в соотношении 3:4,поэтому скорость передачи

R=3/4. При таком способе кодирования помехоустойчивость передаваемого сигнала не снижается. Рассмотрим вариант кодирования для индекса модуляции

D=0,5. Помехоустойчивость определяетЯ ся расстоянием между сигналами с1„„„, поэтому достаточно показать, что при данном способе расстояние между сигналами не уменьшается, и определяется по слиянию кодовых .и фазовых состояний.

На фиг;5а приведена фазовая решетка состояний, определяющая расстояния

dö„„ для схемы кодирования, приведенной на фиг.la. Приведенные пути соответствуют входным последовательностям U = 0000000.. °,U = 1010000..., для которых имеем последовательности чередующихся символов V = 0000000.. °, 1001000...,. Вычисление значения ?

d„» дает результат d»« = 6, что совпадает с известным значением, определяемым при использовании идентичного сверточного кодера.

На фиг.56 показано слияние двух путей для схемы кодирования, приведенной на фиг.lб. Пути соответствуют входным последовательностям U<

0000000..., U = 1010000... для которых имеют последовательности чередующихся символов Vq = 0000000..., Vq = 1010000.... Вычисляя расстояние

Й „„ между сигналами, соответствующими лоследовательйостям U, и П получают, что d 4. а

Таким образом, предлагаемый спо-i соб кодирования и передачи информации дает возможность повысить скорость передачи без помехоустойчивос" ти °

Формула изобретения

Способ кодирования и передачи информации, включающий в себя кодирование информационной последовательности элементарных бинарных сигналов сверточным кодом, модуляцию последовательности элементарных бинарных сигналов

5 432788 е с помощью частотной манипуляции с . информационной последовательности

Непрерывной фазой и передачу модули" чередуют с одним некодированным элерованных сигналов по каналу связи, ментарным бинарным сигналом этой же отличающийся тем, что,с последовательности, после чего осуцелью повьппения скорости передачи беэ ществляют модуляцию полученной после5 потери помехоустойчивости, каждые довательности элементарных сигналов с п(п 1) кодированных сверточным ко- с помощью частотной манипуляции с недом элементарных бинарных сигналов прерывной фазой.

ff

01

11

01

I 432788

111

1 01

011

001

0 00 1 ЧУ

011

070 дд!

Одд

2ЛЯ

1432788

-29 юг

Составитель О.Ревинский

Редактор Л. Зайцева Техред И.Верес Корректор В.Романенко

Заказ 5464/55 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4