Способ передачи дискретной информации по каналу связи с многолучевым распространением

Изобретение относится к передаче цифровой информации по каналу связи с многолучевым распространением и может быть использовано в системах связи для обеспечения правильного приема переданной информации. Технический результат – повышение устойчивости канала передачи дискретных сообщений (повышение коэффициента исправного действия каналов связи), подверженных селективным замираниям, без усложнения аппаратуры связи и без связанного с этим роста энергопотребления. Для этого способ включает формирование на передающей стороне информационного сигнала как последовательность символов, состоящих из последовательности тональных импульсов, передаваемых последовательно по времени на разнесенных по частоте поднесущих, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа, при этом частоты всех поднесущих, соответствующих символу, принадлежат такому диапазону частот, что вся последовательность тональных импульсов, составляющих этот символ, обрабатывается на приемной стороне как один тональный импульс с длительностью, равной длительности символа.

 

Изобретение относится к передаче цифровой информации по каналу связи с многолучевым распространением и может быть использовано в системах связи для обеспечения правильного приема переданной информации.

Известно, что при передаче информации по каналу связи с многолучевым распространением за счет интерференции приходящих лучей возникают замирания в принимаемом сигнале. Эти замирания воздействуют на передаваемое сообщение случайным образом, избирательно по частотам и времени воздействия (Л.М. Финк. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970). Именно они оказывают наибольшее влияние на снижение вероятности правильного приема переданного сообщения.

Известны методы ослабления влияния замираний путем разнесения по частоте. Сигнал передается через М передатчиков и М приемников, работающих на М разных несущих частотах. Разность несущих частот выбирается так, чтобы сигналы на выходах приемников были некоррелированными. Поскольку замирания по разному воздействуют на каждый из М каналов передачи, глубина замираний в суммарном (комбинированном) сигнале снижается. Недостатками частотного разнесения является необходимость дополнительных затрат полосы частот (затраты увеличиваются в М раз) и рост количества аппаратных средств (передатчиков, приемников и средств формирования результирующего сигнала из М принятых). Также либо в М раз возрастает потребляемая этой аппаратурой мощность, либо понижается мощность каждого отдельного передатчика.

Подобные способы передачи данных описаны в (Теория электрической связи: учебное пособие / К.К. Васильев, В.А. Глушков, А.В. Дормидонтов, А.Г. Нестеренко; под общ. ред. К.К. Васильева. - Ульяновск: УлГТУ, 2008, стр. 305; Теория электрической связи: Учебник для вузов / А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, В.И. Коржик, М.В. Назаров; Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 1998, стр. 208).

В цифровых системах передачи данных активно применяются также комбинированные частотно-временные методы ослабления влияния замираний, в которых используется алгоритм формирования и детектирования сигналов, манипулированных по частоте с учетом частотно-временных матриц, соответствующих многоэлементному символу, последовательно передаваемому тональными импульсами по частотно-разнесенным подканалам, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа. Например, известен метод ДЧТ (двойная частотная телеграфия), который заключается в том, что один дибитный символ сообщения передается на одной из четырех параллельных поднесущих частот F1, F2, F3 и F4. Если, например, излучение передается на частоте F1, то оно может соответствовать передаче дибита «00». Излучение на частоте F2 может соответствовать передаче дибита «01», излучение на частоте F3 может соответствовать передаче дибита «10», а излучение на частоте F4 может соответствовать передаче дибита «11» [Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. - Советское радио, 1963. - С. 133, 289].

Наиболее близким к заявляемому является способ передачи дискретной информации по гидроакустическому каналу связи в условиях многолучевого распространения сигнала, описанный в п. РФ №2519011 С1. Данный способ частотно-разнесенной передачи дискретных сообщений определяет алгоритм формирования и детектирования радиосигналов, манипулированных по амплитуде и частоте с учетом частотно-временных матриц, соответствующих многоэлементному символу, последовательно передаваемому радиоимпульсами на разнесенных по частоте поднесущих, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа. Вероятность правильного приема символа повышается за счет замены одной поднесущей в течении символа на последовательность поднесущих, вероятность одновременного поражения которых частотно-селективным замиранием существенно ниже вероятности поражения одной частоты.

Однако необходимость приема и выделения из принятого сигнала последовательно по времени нескольких поднесущих за время длительности одного символа снижает скорость передачи информации либо, при пропорциональном уменьшении времени детектирования каждой поднесущей, снижает избирательность приемника по частоте. Кроме этого, усложнение алгоритма приема нескольких поднесущих с их последующей обработкой по сравнению с алгоритмом приема единственной поднесущей приводит к затратам вычислительных ресурсов и соответствующему росту энергопотребления для реализации способа.

Для решения технической проблемы снижения влияния замираний при многолучевом распространении сигнала (вызванных интерференцией сигналов разных лучей на приеме) с использованием частотной модуляции предлагается способ, при котором информационный сигнал формируется на передающей стороне как последовательность символов, состоящих из последовательности тональных импульсов, передаваемых последовательно по времени на разнесенных по частоте поднесущих, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа, при этом частоты всех поднесущих, соответствующих символу, принадлежат такому диапазону частот, что вся последовательность тональных импульсов, составляющих этот символ, обрабатывается на приемной стороне как один тональный импульс с длительностью, равной длительности символа.

Заявляемый способ позволяет повысить устойчивость канала передачи дискретных сообщений к замираниям без усложнения аппаратуры связи и без связанного с этим роста энергопотребления.

В основу решения данной проблемы было положено следующее. В любой системе связи, сформированной и переданной поднесущей частоте ƒ в приемнике, ставится в соответствие некая полоса частот ƒ±Δƒ. При попадании частоты принятого сигнала в эту полосу приемник принимает решение, что принята поднесущая ƒ. Ширина Δƒ определяется конкретной задачей, решаемой используемой системой связи. Например, Δƒ может быть определена допустимым в данной системе связи допплеровским частотным сдвигом или может определяться скоростью передачи данных в системе связи (как известно, скорость передачи данных и необходимая ширина полосы пропускания взаимосвязаны).

Предлагается расширить спектр формируемого сигнала в пределах вышеописанной полосы частот ƒ±Δƒ. Расширение спектра может быть выполнено известными способами, например последовательной передачей тональных импульсов по частотно-разнесенным подканалам, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа, как в прототипе, или, например, с использованием ЛЧМ (линейной частотной модуляции).

Для приема сформированного вышеописанным способом символа используется без усложнения алгоритм приема однотонального импульса с длительностью, равной длительности символа, то есть наложенные заявляемым способом на Δƒ ограничения позволяют принять весь многотональный символ как однотональный, что является одним из преимуществ заявляемого метода.

Поскольку за время передачи символа частота поднесущей меняется - меняется и степень воздействия замираний на принимаемый сигнал, а так как обработка сигнала производится на интервале времени (на длительности) всего символа, а не его части, воздействие замираний усредняется по длительности символа и по полосе частот шириной 2Δƒ, и в результате усреднения глубина замираний снижается. При этом даже малая разность частот, передаваемых на длительности символа поднесущих, является эффективным средством подавления замираний, поскольку с увеличением расстояния между приемником и передатчиком увеличивается и разность набега фаз сигналов разных поднесущих.

Экспериментальная проверка заявляемого способа была реализована в аппаратуре акустической связи гидроакустического измерительно-регистрационного комплекса, используемого для связи с автономными донными станциями с борта судна по гидроакустическому каналу, а также для поиска станций в случае их смещения с точек постановки. Донные станции комплекса рассчитаны на длительные сроки постановки в море и имеют малые габариты, поэтому потребляемая станцией в рабочем состоянии мощность является критически важным параметром. Для акустической связи использовался диапазон частот 8500-9000 Гц. Канальный алфавит включал 4 символа, таким образом каждый символ содержит информацию о 2 битах передаваемой информации. Ширина полосы частот ƒ±Δƒ, соответствующей каждому символу, в описываемой системе связи определяется максимальной допустимой скоростью смещения судна относительно донной станции, равной 2,65 м/с. Такая допустимая относительная скорость смещения судна приводит к возможным допплеровским смещениям частоты принимаемой поднесущей до ±15 Гц. Соответственно, ширина полосы принимаемых частот, соответствующих символу, не может быть менее 30 Гц. Согласно заявляемому способу в передатчике для каждого передаваемого символа формируются и последовательно передаются в течении длительности символа десять поднесущих с разносом 3 Гц. На приеме все они попадают в полосу частот, поставленную в соответствие переданному символу, и обрабатываются в процедуре БПФ (быстрого преобразования Фурье), длина входного ряда данных для которой соответствует длительности всего символа.

Алгоритмы приемника и передатчика акустического модема реализованы как дополнительные подпрограммы в основной рабочей программе станции. Простота этих алгоритмов позволила обеспечить их работу без повышения тактовой частоты процессора. Таким образом, в наиболее длительном и важном с точки зрения затрат энергии режиме дежурного приема акустический модем станции не повышает ее энергопотребления. В то же время применение алгоритмических способов увеличения дальности связи одновременно с заявляемым способом борьбы с замираниями, увеличило дальность уверенной работы системы связи с 400 м до 6 км без повышения мощности передатчика.

Таким образом, за счет расширения спектра передаваемого сигнала предлагаемое решение позволяет достичь повышения устойчивости канала передачи дискретных сообщений (повышение коэффициента исправного действия каналов связи, подверженных селективным замираниям) с использованием частотной манипуляции к замираниям без усложнения аппаратуры связи и без связанного с этим роста энергопотребления, то есть решить поставленную техническую проблему с достижением заявленного технического результата.

Способ передачи дискретной информации по каналу связи с многолучевым распространением с использованием частотно-манипулированных сигналов, формируемых и детектируемых как последовательность тональных импульсов, последовательно передаваемых на разнесенных по частоте поднесущих, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа, отличающийся тем, что частоты всех поднесущих, соответствующих символу, принадлежат такому диапазону частот, что вся последовательность тональных импульсов, составляющих этот символ, обрабатывается в приемнике как один тональный импульс с длительностью, равной длительности символа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники. Техническим результатом заявленного изобретения является создание системы передачи данных в заданных интервалах времени на основе технологий OFDM и TDD с улучшенной защитой от внешних радиопомех объекта эксплуатации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи.Технический результат состоит в повышении качества связи. Для этого способ содержит прием сигнала, соответствующего множеству модулированных сигналов, причем каждый из упомянутого множества модулированных сигналов соответствует уникальному электронному устройству.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи.

Изобретение относится к области связи. Технический результат изобретения заключается в экономии объема передаваемых служебных сигналов из ресурсов для всех UE.

Изобретения относятся к поддержке переменных интервала между поднесущими и продолжительности символа для передачи символов OFDM и других форм сигнала, связанных с ними циклических префиксов.

Изобретение относится к беспроводной связи. Настоящее изобретение относится к способу и устройству, которые позволяют терминалу передавать сигнал для связи между устройствами (D2D связи) в системе беспроводной связи.

Изобретение относится к области беспроводной связи и раскрывает в частности способ передачи на два или более устройства беспроводной связи. Способ включает в себя передачу первой секции преамбулы согласно первому формату, причем первая секция преамбулы содержит информацию, предписывающую устройствам, совместимым с первым форматом, откладывать передачу, передачу второй секции преамбулы согласно второму формату, причем вторая секция преамбулы содержит информацию выделения тона, причем информация выделения тона идентифицирует два или более устройства беспроводной связи; и передачу данных одновременно на два или более устройства беспроводной связи, причем данные содержатся в двух или более поддиапазонах.

Изобретение относится к системам беспроводной связи и относится к способу передачи зондирующего опорного сигнала (SRS) восходящей линии связи пользовательским оборудованием (UE) стандарта долгосрочного развития (LTE).

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности использования нелицензированного спектра для связи по стандарту проекта долгосрочного развития (LTE).

Изобретение относится к области передачи цифровой информации и предназначено для применения в системах цифровой связи с шумоподобными сигналами (ШПС). Технический результат - повышение скорости передачи цифровой информации.

Изобретение относится к технике связи и может быть применено для приема дискретных сигналов с относительной фазовой модуляцией в системах с расширенным спектром, с псевдослучайными сигналами в условиях преднамеренных помех.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах мобильной связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи.

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах беспроводного доступа, сухопутной подвижной и спутниковой связи, призванных функционировать в условиях радиоэлектронной борьбы.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа автокорреляционного приема шумоподобных сигналов путем точного и однозначного определения местоположения источника излучения сигнала, размещенного на борту летательного аппарата.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для повышения помехоустойчивости радиосигналов в системах связи. Технический результат - повышение помехоустойчивости радиосигналов в системах связи путем увеличения ширины полосы занимаемой ими частот.

Изобретение относится к супергетеродинному приемнику сложных фазоманипулированных сигналов с двойным преобразованием частоты. Технический результат заключается в повышении избирательности, помехоустойчивости и достоверности приема сложных фазоманипулированных сигналов.

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в радиоприемных устройствах систем радиосвязи. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости приема шумоподобных фазоманипулированных сигналов путем подавления ложных сигналов и помех.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах телекоммуникации и вой передачи данных в составе радиотехнических комплексов. Технический результат - комплексное (одновременное) улучшение основных параметров квазикогерентного демодулятора, а именно: расширение полос захвата и удержания синхронного режима работы, сокращение времени вхождения в синхронный режим работы, повышение помехоустойчивости при наличии дестабилизирующих факторов, воздействующих на коэффициент петлевого усиления устройства.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования помехоустойчивых радиосигналов. Технический результат - повышение помехоустойчивости радиосигналов в системах связи за счет увеличения ширины спектра (занимаемой ими полосы частот).

Изобретение относится к области связи, изобретения обеспечивают способ и устройство выделения ресурсов. В объеме существующих пилотных затрат ресурсов DMRS с помощью нового распределения портов осуществляется ортогональный способ синтеза (DMRS) для 24 или менее потоков данных. Решение включает в себя: определение согласно информации о конфигурации сети, что количество уровней опорного сигнала демодуляции (DMRS) базовой станции равно N; и, если 8<N≤12, распределение N портов DMRS, соответствующих количеству уровней DMRS, на три группы CDM на ресурсном блоке RB; если 12<N≤24, распределение N портов DMRS, соответствующих количеству уровней DMRS, на шесть групп CDM на RB; или, если N≤8, распределение N портов DMRS, соответствующих количеству уровней DMRS, на две группы CDM на RB. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к передаче цифровой информации по каналу связи с многолучевым распространением и может быть использовано в системах связи для обеспечения правильного приема переданной информации. Технический результат – повышение устойчивости канала передачи дискретных сообщений, подверженных селективным замираниям, без усложнения аппаратуры связи и без связанного с этим роста энергопотребления. Для этого способ включает формирование на передающей стороне информационного сигнала как последовательность символов, состоящих из последовательности тональных импульсов, передаваемых последовательно по времени на разнесенных по частоте поднесущих, количество которых соответствует числу временных позиций на длительности одного символа, при этом частоты всех поднесущих, соответствующих символу, принадлежат такому диапазону частот, что вся последовательность тональных импульсов, составляющих этот символ, обрабатывается на приемной стороне как один тональный импульс с длительностью, равной длительности символа.

Наверх