Способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов



Способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов
Способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов
Способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов
Способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов

 


Владельцы патента RU 2558611:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") (RU)

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в любых информационных системах. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости, пропускной способности и качества информационной продукции. Для этого способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов, содержит процедуры преобразования входного сигнала в электрические заряды, индивидуальные оценки состояния символов запоминают в аналоговой или цифровой форме, а затем из них формируют обобщенные оценки состояния для каждого символа посредством добавления к их удвоенным индивидуальным оценкам оценок сходства-различия с соседними по потоку данных символами, которые определяют путем выбора по критерию максимальной абсолютной величины суммы или разности индивидуальных оценок сравниваемых символов, а обобщенные оценки сравнивают с нулевым порогом и выносят решения о состоянии принятых символов.

 

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в любых информационных системах для повышения помехоустойчивости, пропускной способности и качества информационной продукции.

Известен способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов, который реализуют при частотной манипуляции посредством пропускания входного сигнала параллельно через два частотных фильтра с различными резонансными частотами, выпрямления и сглаживания выходных сигналов с фильтров. По величине и знаку выпрямленных и сглаженных электрических токов принимают решение о состоянии принимаемых символов [Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуационных помехах. Гуткин Л.С. Госэнергоиздат, 1961].

Известен способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов, выбранный за прототип [Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. Госэнергоиздат, 1956]. Входной сигнал преобразуют в двух параллельных ветвях обработки в электрические заряды посредством умножения его на ожидаемые сигналы и накопления результатов умножения в течение длительности символа. На основе соотношения величин и знаков накопленных электрических зарядов формируют индивидуальные оценки состояния символов и вырабатывают решение о состоянии принятого символа.

Недостатки способа: недостаточная помехоустойчивость приемников. Принимается решение только на основе обработки одиночных символов (посимвольная обработка). Не учитываются сходства и различия состояний обрабатываемого символа с состояниями соседних по информационному потоку символов, что ведет к потере ресурсов повышения помехоустойчивости.

Задачей является повышение помехоустойчивости.

Для решения задачи предложен способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов, который состоит в следующем.

На первом этапе обработки осуществляют посимвольное преобразование входного сигнала в электрические заряды и формирование индивидуальных оценок состояния символов посредством умножения его на ожидаемые сигналы и накопления результатов умножения в течение длительности символа. Затем запоминают значения индивидуальных оценок символов в аналоговой или цифровой форме. Определяют оценки символов сходства-различия формируемого символа с соседними по потоку данных символами путем выбора по критерию максимума абсолютной величины суммы или разности индивидуальных оценок сравниваемых символов, соблюдая условие, что уменьшаемым является индивидуальная оценка формируемого символа, а вычитаемым - оценка символа, с которым его сравнивают, если формируемый символ опережает по времени поступления символ, используемый для сравнения, в противном случае оценки символов меняются местами. Формируют обобщенную оценку состояния для каждого символа посредством суммирования в накопителе-формирователе удвоенной оценки его индивидуального состояния и всех оценок сходства-различия данного символа с другими символами блока данных. Завершается обработка тем, что обобщенные оценки сравнивают с нулевым порогом и выносят решение: 1, если оценка больше порога, или 0, если она меньше порога.

Смысл формирования обобщенных оценок в том, что при сходных состояниях символов суммы их индивидуальных оценок увеличиваются по абсолютной величине, а разности уменьшаются. При различных состояниях - все наоборот. В формирователь-накопитель обобщенных оценок попадают с большей вероятностью оценки сходных по состоянию символов. Эта процедура увеличивает полезную составляющую формируемого символа пропорционально числу совместно обрабатываемых символов, а вклады от шумов усредняет, поскольку шумы на различных символах взаимно независимы. На выходе приемника получается существенный выигрыш в соотношении сигнал/шум по энергии и, как следствие, повышение верности принимаемых данных, что подтверждает достижение заявленных целей и изобретательский уровень предлагаемого способа.

Входной сигнал с аддитивными шумами преобразуют в электрические заряды путем умножения на ожидаемый сигнал и накапливают результаты умножения в течение длительности символа в интеграторе.

На выходе интегратора получают величину заряда, являющуюся индивидуальной оценкой состояния принятого символа. (В данном случае допускаем, что способ реализован для фазовой манипуляции на 180 градусов, который по В.А. Котельникову считается оптимальным по помехоустойчивости).

По знаку полученной оценки в известном способе принимают решение о состоянии принятого символа.

В предлагаемом способе индивидуальные оценки символов запоминают и формируют из них обобщенные оценки состояния для всех символов посредством суммирования их удвоенных индивидуальных оценок с оценками сходства-различия их состояний с состояниями соседних символов.

Указанные процедуры могут быть реализованы путем преобразования непосредственно электрических зарядов, накопленных на первом этапе обработки, а также путем преобразования зарядов в отображающие их электрические сигналы (например, методом преобразования «аналог-код») и обработки их соответствующими методами. Запоминание индивидуальных оценок, попарное сравнение их и выбор результата по критерию максимума абсолютной величины, а также суммирование оценок осуществляется с использованием простейших логических и арифметических элементов вычислительной техники. Обобщенные оценки сравнивают с нулевым порогом и выносят решение: 1, если оценка больше порога, или 0, если она меньше порога.

Полезный эффект от применения предлагаемого способа оценивается по уровню достигаемой помехоустойчивости относительно помехоустойчивости известного способа в аналогичных условиях. Помехоустойчивость определяется уровнем вероятности ошибок или уровнем отношения энергий сигнал/шум на выходе приемника, эквивалентным вероятности ошибок, что проще для анализа.

Известно, что вероятность ошибочного приема при реализации известного способа в данном варианте технического решения определяется по формуле

Вероятность ошибочного приема при реализации предлагаемого способа в том же приемнике в аналогичных условиях определяется по формуле:

где QΣ=2Q[1+(n-1)(1-Pош.совп)] - энергия полезной составляющей сигнала на выходе приемника,

- энергия шумовой составляющей сигнала на выходе приемника,

Pош.совп. - вероятность ошибочного выбора оценок сходства-различия.

n - количество совместно обрабатываемых символов.

Энергетический выигрыш от применения совместной обработки определяется отношением подкоренных величин в формулах оценивания вероятностей ошибочного приема в известном и предлагаемом вариантах обработки:

при

Pош.совп.<<1.

При n=1 выигрыш δ=1; при n=2 он равен δ=8/5=1,6; при n=3 δ=12/6=2; при n=4 δ=16/7≅2,286 и т.д. с уменьшением прибавочной доли выигрыша. Таким образом, взаимный учет оценок сходства и различия апостериорных состояний совместно обрабатываемых символов дает существенный выигрыш в помехоустойчивости приемников сигналов данных, что подтверждает полезность предлагаемого способа.

Способ обработки бинарных сигналов данных, принимаемых на фоне шумов, содержащий процедуры преобразования входного сигнала в электрические заряды, определения индивидуальных оценок состояния символов на основе сравнения величин и знаков накопленных электрических зарядов, отличающийся тем, что индивидуальные оценки состояния символов запоминают в аналоговой или цифровой форме, а затем из них формируют обобщенные оценки состояния для каждого символа посредством добавления к их удвоенным индивидуальным оценкам оценок сходства-различия с соседними по потоку данных символами, которые определяют путем выбора по критерию максимальной абсолютной величины суммы или разности индивидуальных оценок сравниваемых символов, а обобщенные оценки сравнивают с нулевым порогом и выносят решения о состоянии принятых символов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам передачи восходящей управляющей информации. Технический результат заключается в уменьшении ошибок при декодировании восходящей управляющей информации (ВУИ).

Изобретение относится к способу, устройству и системе для конфигурирования каналов управления в сети мобильной связи и на мобильной станции. Технический результат заключается в усовершенствовании схемы для конфигурирования каналов управления, в частности каналов управления, относящихся к передаче пользовательских данных.

Изобретение относится к способу передачи данных в системе беспроводной связи с гибридным автоматическим переспросом (HARQ). Технический результат состоит в обеспечении контроля уровня успешной доставки данных с первой попытки передачи, а также в повышении эффективности использования радиоресурсов и скорости передачи данных в системе беспроводной связи в целом.

Изобретение относится к способу беспроводной передачи данных и управляющей информации с использованием множества уровней передачи. Технический результат состоит в обеспечении оптимального распределения ресурсов передачи, когда необходимо передавать большой объем управляющей информации.

Изобретение относится к способу беспроводной передачи данных и управляющей информации при использовании нескольких слоев передачи. Технический результат состоит в обеспечении оптимального распределения ресурсов передачи, когда необходимо передавать большой объем управляющей информации.

Изобретение относится к способу для передачи данных беспроводным образом с использованием множества уровней передачи. Технический результат состоит в оптимальном распределении ресурсов передачи между информацией управления и данными пользователя.

Группа изобретений относится к области управления связью. Технический результат состоит в снижении ухудшения характеристик передачи при передаче данных даже в том случае, когда в мобильном терминале не обеспечено достаточной мягкой буферной памяти для управления повторной передачей.

Изобретение относится к способу передачи обратной связи информации состояния канала (CSI). Технический результат изобретения заключается в увеличении пропускной способности каналов передачи данных.

Изобретение относится к средствам передачи пакетов данных. Технический результат заключается в уменьшении ошибок при сегментации и слиянии пакетов данных.

Изобретение относится к устройству контроля ошибок в цифровых системах передачи на базе технологии АТМ. Технический результат заключается в повышении надежности обнаружения одиночных и кратных ошибок в кадре Ethernet переменой длины и обнаружения в проверяемой цифровой системе передачи данных перемежающихся одиночных и кратных отказов.

Настоящее изобретение относится к способу и терминалу для передачи по обратной связи информации о состоянии канала. Технический результат состоит в повышении точности передачи UE по обратной связи информации о состоянии канала и в возможности базовой станции динамически выбирать передачу SU-MIMO (однопользовательский режим MIMO) или MU-MIMO (многопользовательский режим MIMO). Для этого способ содержит этапы, на которых: UE определяет информацию о состоянии канала, содержащую PMI первого типа и/или PMI второго типа согласно информации индикации, причем PMI первого типа используют для указания индекса первой матрицы предкодирования в первой кодовой таблице предкодирования, причем каждую первую матрицу предкодирования используют для отображения канальной информации для одной широкой полосы частот и/или долговременного канала; PMI второго типа используют для указания индекса второй матрицы предкодирования во второй кодовой таблице предкодирования, причем каждую вторую матрицу предкодирования используют для отображения канальной информации для одного поддиапазона и/или кратковременного канала; UE периодически передает по обратной связи PMI первого типа по PUCCH (физический восходящий канал управления) и периодически или непериодически передает по обратной связи PMI второго типа по PUSCH (совместно используемый физический восходящий канал) или передает PMI первого типа и PMI второго типа по PUCCH. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области электрорадиотехники и связи и может быть использовано в системах передачи данных, использующих многочастотные сигналы с ортогональным частотным разделением каналов, для оценки параметров канала связи. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение более точного определения параметров модели замирания радиоканала по закону Райса по информационному многочастотному сигналу в случае наличия на приемной стороне блока автоматической регулировки усиления. Кроме того, данный способ не требует наличие тестового сигнала. Для этого в предложенном способе осуществляется измерение значений амплитуды смеси сигнала и шума на используемых частотах и значений амплитуды шума на неиспользуемых частотах и используется аналитическое выражение для плотности случайной величины, равной отношению измеренных величин. 1 ил.

Изобретение относится к передаче восходящей управляющей информации. Технический результат состоит в способности управляющей восходящей информации определить необходимое количество ресурсов для каждого уровня при передаче восходящей управляющей информации. Для этого предусмотрено: кодирование восходящей управляющей информации, которая должна быть передана, и информации в виде данных, соответствующей одному или двум транспортным блокам, получение кодированной последовательности в соответствии с целевой длиной и формирование соответствующей последовательности кодированной модуляции из кодированной последовательности в соответствии с режимом модуляции (401); перемежение полученной последовательности кодированной модуляции и передачу перемеженной последовательности кодированной модуляции на уровень, соответствующий физическому восходящему мультиплексному каналу (PUSCH) (402). 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области выбора канала при агрегировании несущих в системе LTE-Advanced. Техническим результатом является уменьшение объема служебной информации, передаваемой в физическом канале управления восходящей линии связи. Способ выбора канала включает: определение того, что используются или должны использоваться процедуры выбора канала и выбора сигнального созвездия; определение того, что для выбора канала используется или должна использоваться структура одной таблицы преобразования для максимум четырех битов; выбор ресурса связи из записей ресурсов, соответствующих состояниям подтверждения приема и отрицательного подтверждения приема, на основе определения того, что используются или должны использоваться процедуры выбора канала и выбора сигнального созвездия, а также определения того, что для выбора канала используется или должна использоваться структура одной таблицы преобразования для максимум четырех битов. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Изобретение относится к оценке и представлению отчета об индикаторе качества канала (CQI). Технический результат заключается в точности оценки и представления отчета об CQI. Для этого, когда соседствующие базовые станции могут вызывать сильные помехи друг для друга, им могут быть выделены разные ресурсы, например разные субкадры. UE может наблюдать разные уровни помех по разным ресурсам. UE может определить CQI для ресурсов, выделенных базовой станции, и у которых уменьшены или отсутствуют помехи от по меньшей мере одной вызывающей помехи базовой станции. В другом аспекте UE может определить несколько CQI для ресурсов разных типов и связанных с разными уровнями помех. Например, UE может определить первый CQI на основе по меньшей мере одного первого субкадра, выделенного базовой станции, и у которого уменьшены или отсутствуют помехи от вызывающей помехи базовой станции(й). UE может определить второй CQI на основе по меньшей мере одного второго субкадра, выделенного вызывающей помехи базовой станции(ям). 16 н. и 44 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для передачи цифровой информации. Техническим результатом является снижение времени передачи сообщений. Способ заключается в том, что на передающей стороне к исходному сообщению добавляют циклическую контрольную сумму (CRC), полученный блок кодируют помехоустойчивым внешним кодом и внутренним кодом, первоначально в канал связи передают все информационные биты, затем передают биты CRC, после чего передают в канал результаты кодирования: проверочные биты внешнего кода и проверочные биты внутреннего кода БЧХ, после получения информационной последовательности бит на приемной стороне по ним вычисляют и проверяют CRC, в случае положительного результата сообщение передают получателю, в противном случае исправляют ошибочные блоки внешним кодом, в качестве которого используют блок контроля на четность, для этого восстанавливают j-ый блок из k бит посредством блока четности, после чего полученную последовательность проверяют по CRC, при положительном результате проверки принятое сообщение передают получателю, а при отрицательном - повторяют процедуру восстановления блоков, пока не будут проверены все J блоков, при отсутствии положительного результата выполняют операцию исправления ошибок внутренним кодом, для чего объединяют j-ю информационную k- битную последовательность с j-ой проверочной последовательностью кода БЧХ, декодируют j-ый блок, при исправлении выявленных ошибок вновь выполняют процедуру проверки CRC, а при отрицательном результате продолжают операцию исправления ошибок в последующих блоках до j=J. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обнаружения и исправления ошибок при передаче информации между частями распределенных вычислительных систем. Техническим результатом является повышение надежности передачи данных. Устройство содержит контроллер мультиплексных каналов информационного обмена, внутреннюю интерфейсную магистраль информационного обмена, ОЗУ, ПЗУ, устройство сброса, микропроцессор, преобразователи мультиплексного канала информационного обмена, приемопередатчики мультиплексного канала информационного обмена, трансформаторы гальванической развязки, устройства согласования мультиплексного канала информационного обмена, формирователь адреса оконечного устройства, преобразователь данных, формирователь команд управления, преобразователь вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, буферный формирователь, приемопередатчик вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, устройство программирования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение применяется в области связи и предоставляет способ и устройство для удаленного определения местоположения неисправности беспроводной сети. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности определения местоположения элемента беспроводной сети, вызывающего проблему в сети, тем самым улучшая эффективность выявления неисправностей, экономя трудозатраты. Способ содержит этапы: собирают рабочий параметр беспроводной сети на стороне терминала и отправляют собранный рабочий параметр беспроводной сети на стороне терминала на сервер. Затем сервер сравнивает рабочий параметр беспроводной сети на стороне терминала с рабочим параметром беспроводной сети на стороне точки доступа, и, какая часть беспроводной сети имеет неисправность, определяется в соответствии с результатом сравнения, так что обнаружение не является обязательным на стороне терминала, когда обнаружено, что беспроводная сеть является ненормальной на стороне точки доступа. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к управлению мощностью передачи мобильного терминала. Способ передачи информации управления от терминала беспроводной связи сети доступа включает в себя этап, на котором формируют информацию управления, содержащую множество битов управления. Изобретение относится к средствам мобильной связи. Технический результат заключается в повышении надежности передачи информации управления. В способе кодируют биты управления, используя блочный код, разделяют закодированные биты на первую группу и вторую группу, передают первую группу закодированных битов по первому набору несущих и передают вторую группу закодированных битов по второму набору несущих, содержащему частоты, отличные от первого набора несущих. 12 н. и 35 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к оборудованию пользовательского узла беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении надежности работы оборудования. Пользовательское оборудование принимает через первую ячейку (970), сконфигурированную на несущей частоте, по меньшей мере один параметр, ассоциированный со второй ячейкой (980), сконфигурированной на несущей частоте, содержащий идентификационную информацию ячейки. Пользовательское оборудование (920) затем получает (1050) по меньшей мере одну характеристику физического уровня для второй ячейки (980) на основании принятого по меньшей мере одного параметра. Таким образом, пользовательское оборудование (920) в состоянии принять передачи через вторую ячейку (980), даже если оно не могло первоначально обнаружить присутствие ячейки. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 19 ил.
Наверх