EA007364B1

EA007364B1 - Способ оптимизации передачи данных в многопользовательской системе цифровой передачи данных по электрической сети с использованием очу-модуляции

Info

Publication number: EA007364B1
Application number: EA200301175A
Authority: EA
Inventors: Хорхе Висенте Бласко Кларет; Хуан Карлос Ривейро Инсуа; Нильс Хакан Фоурен; Франсиско Хавьер Хименес Маркина; Фелисиано Гомес Мартинес; Луис Мануэль Торрес Кантон; Аитор Гарсиа Сан Хосе; Франсиско Хосе Бласко Абриль; Карлос Пардо Видал; Агустин Баденес Кореллья; Диего Арландис Малонда; Анхель Рамиро Мансано
Original assignee: Дисеньо Де Системас Эн Силисио, С.А.
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2006-10-27
Also published as: MXPA03010656A; CA2448453A1; KR20040008192A; IL158847A0; KR100685686B1; ES2188373A1; BR0210087A; EA200301175A1; US20040151108A1; CN1299439C; JP2004528782A; ES2188373B1; WO2002095978A1; EP1398885A1; CN1535507A

Abstract

В изобретении описана система двунаправленной связи по электрической сети между множеством пользовательских терминалов (2) и головным узлом (1), отличающаяся тем, что приемники, входящие в состав оборудования (1), (2) осуществляют непрерывный контроль качества связи путем расчета отношения сигнал-шум (ОСШ) на отдельных несущих в восходящем и нисходящем каналах. Пользовательские терминалы контролируют состояние сети в каждый момент времени независимо от того, адресована ли им передаваемая информация. По результатам такого контроля выбирают оптимальный режим передачи, для чего попакетно изменяют число битов на несущую, избыточность, добавленную генератором ПИО-информации (прямого исправления/обнаружения ошибок), код с ПИО и/или режим передачи, за счет чего обеспечивают непрерывное оптимальное временное и частотное разделение сети и максимизируют пропускную способность сети для множества пользовательских терминалов.

Description

Настоящее изобретение относится к дистанционной передаче данных, в частности, к системам двунаправленной связи между головным узлом и множеством пользователей (пользовательских терминалов) с оптимизацией передачи данных по нисходящему каналу, т.е. линии связи между головным узлом и пользовательскими терминалами, и оптимизацией передачи данных по восходящему каналу, связывающему пользовательские терминалы с головным узлом, а также разделением электрической сети на восходящий и нисходящий каналы путем дуплексной передачи с частотным уплотнением (ДПЧУ) и/или дуплексной передачи с временным уплотнением (ДПВУ) для предоставления пользователям разнообразных услуг по электрической сети.

Задачи изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение нового способа оптимального непрерывного разделения электрической сети во времени и по частоте на восходящий и нисходящий каналы за счет постоянного контроля качества связи в восходящем и нисходящем каналах путем расчета отношения сигнал-шум (ОСМ) на отдельных несущих в восходящем и нисходящем каналах.

Согласно изобретению для выбора оптимального режима передачи осуществляется контроль качества связи, для чего попакетно изменяют число битов на несущую, избыточность, добавляемую кодами с прямым исправлением/обнаружением ошибок при помощи ПИО-информации (прямого исправления ошибок), обычно содержащей такие коды, ПИО-информацию и/или режим передачи, в результате чего максимизируется пропускная способность электрической распределительной сети для множества пользовательских терминалов.

Кроме того, в настоящем изобретении предусмотрена оптимизация передачи данных в соответствии с параметрами одновременной передачи данных по электрической сети множеству пользовательских терминалов (мультивещательный режим).

Задачей изобретения является, в частности, оптимизация передачи данных по восходящему и нисходящему каналам, как это описано в заявке на патент Испании 200003024, в которой предложены система и способ многоточечной цифровой передачи данных по электрической сети.

Предпосылки создания изобретения

Для осуществления постоянного оптимального временного и частотного разделения электрической сети и максимизации ее пропускной способности для множества пользователей необходимо, как это описано в патенте Е§ 2184587, непрерывно контролировать параметры канала, в частности, затухание и расфазировку на линии между множеством пользовательских терминалов и головным узлом, а также множество шумов, влияющих на электрическую сеть.

В такой системе используется ОЧУ-модуляция множества несущих по всему каналу, для которого используется очень узкая полоса пропускания. В указанной выше заявке на патент не описан процесс оптимизации передачи данных.

В ЕР 1333092 описаны способ и устройство для обмена данными, в котором предусмотрен контроль линии передачи данных в процессе поддержания устойчивой связи и смещение набора тональных сигналов в случае отсутствия тональных сигналов, обеспечивающих заданную величину ОСШ. Набор тональных сигналов не смещают в случае наличия по меньшей мере двух тональных сигналов с требуемым ОСШ. Смещение набора тональных сигналов осуществляется заданным способом при наличии одного тонального сигнала с требуемым ОСШ, при этом считается, что качество связи может поддерживаться путем смещения набора тональных сигналов внутри одной группы тональных сигналов. В случае невозможности поддерживать качество связи за счет смещения набора тональных сигналов внутри одной группы тональных сигналов смещают саму группу тональных сигналов.

В АО 00/38402 описана система связи по линии электроснабжения, используемая в локальных сетях, которая имеет множество пользовательских устройств и множество главных узлов, при этом каждый главный узел связан с соответствующим пользовательским устройством и рассчитан на обмен информацией с таким пользовательским устройством по линии электроснабжения с использованием многомерного протокола.

В ЕР 1011235 описан прием сигналов на нескольких несущих по линиям электроснабжения. Для этого предусмотрен приемный модем ОЧУ-линии электроснабжения (с ортогональным частотным уплотнением), который выполнен в виде системы, ограничивающей форму поступающего сигнала ОЧУданных, одним из регулярных компонентов которого является импульсная помеха для снижения уровня такой помехи в сигнале.

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении разработан способ оптимизации передачи данных в системе двунаправленной связи между множеством пользовательских терминалов и головным узлом по электрической сети, отличающийся тем, что при его осуществлении непрерывно контролируют качество связи путем расчета отношения сигнал-шум (ОСШ) на множестве несущих в восходящем и нисходящем каналах, при этом такой расчет осуществляют приемники головного узла и пользовательских терминалов, соответственно;

пользовательские терминалы постоянно контролируют состояние сети независимо от того, адресо

- 1 007364 вана ли информация пользователю;

выбирают оптимальный режим передачи данных за счет контроля, осуществляемого путем последовательного попакетного изменения числа битов на несущую, избыточности, добавляемой с использованием ПИО-информации, ПИО-информации и/или режима передачи.

Указанные отличительные признаки способа позволяют непрерывно осуществлять оптимальное частотное и временное разделение электрической сети и максимизировать пропускную способность такой электрической сети для множества пользовательских терминалов.

Изменение числа битов на несущую равносильно изменению модуляции на каждой из несущих либо изменению плотности совокупности при модуляции. В этом случае возрастает скорость передачи.

Еще одним отличительным признаком предлагаемого в изобретении способа является то, что головной узел может передавать данные множеству пользовательских терминалов (мультивещательный режим) за счет использования параметров электрической сети.

Для расчета отношения сигнал-шум (ОСШ) в восходящем и нисходящем каналах берется за основу сигнал рассогласования в демодуляторе приемника, определяемый как разность между сигналом, поступающим в демодулятор, и требуемым сигналом (расчетным сигналом, переданным при условии, что точка совокупности на каждой несущей расположена в оптимальном положении с учетом возможных точек совокупности, использованной на такой несущей), при этом расчет ОСШ на основе демодуляции верен в том случае, если частота ошибок по битам (ЧОБ) достаточно мала и не влияет на процесс расчета уровня шума.

Контроль качества связи в восходящем и нисходящем каналах предусматривает расчет мощности (Ν) шума с использованием демодулятора пользовательских терминалов и головного узла лишь на несущих принятого сигнала, на которых известна использованная модуляция, с тем, чтобы вычислить мощность шума путем расчета среднеквадратичной мощности шума с использованием сигнала рассогласования в демодуляторе и умножения на весовой коэффициент квадрата мощности шума за определенное число символов и предотвратить ошибки расчета мощности шума при приеме вследствие импульсных помех или кратковременных помех в электрической сети.

В процессе контроля качества связи в восходящем и нисходящем каналах соответствующее оборудование рассчитывает мощность сигнала, для чего избирательно использует нормализованный уровень при приеме с тем, чтобы компенсировать воздействие, оказываемое каналом, при этом такой уровень предварительно установлен и специально заложен в оборудование, или измеряет мощность принятого сигнала, для чего предпочтительно осуществляет коррекцию с тем, чтобы компенсировать воздействие, оказываемое каналом на передаваемый сигнал.

Соответствующие приемные устройства накапливают сигнал рассогласования в восходящем и нисходящем каналах на выходе демодулятора после демодуляции принятого сигнала на несущих, на которых приемникам известна модуляция, использованная для осуществления контроля, при этом они предпочтительно предварительно фильтруют расчетную величину мощности шума на множестве несущих для предотвращения ее колебания.

Таким образом, вычисление ОСШ осуществляется избирательно в течение окон (периодов времени), длительность которых равна М символов, после накопления дискретных импульсов рассогласования вследствие демодуляции или в течение окон, для чего на всех несущих производится по меньшей мере Р измерений с тем, чтобы обеспечить более надежное вычисление ОСШ, при этом М и Р являются предварительно установленными величинами, известными всем соответствующим устройствам, в результате чего предотвращаются нежелательные изменения в процессе оптимизации передачи данных.

При передаче данных по нисходящему каналу некоторые несущие, входящие в группу несущих, модулированы с использованием предварительно установленной фиксированной модуляции, известной всем устройствам, предпочтительно с низким ОСШ, положение которой посимвольно меняется во времени внутри каждой группы, и через определенное число символов все несущие группы в какой-то момент времени будут принудительно модулированы фиксированной модуляцией, а пользовательский терминал за счет того, что ему известна модуляция, использованная на несущих, модулированных фиксированной модуляцией, контролирует качество связи даже в том случае, когда информация, переданная головным узлом, адресована другому пользовательскому терминалу.

В процессе контроля качества связи в восходящем канале головной узел производит расчет ОСШ лишь для некоторых пользовательских терминалов в момент передачи ими данных по восходящему каналу, при этом в случае необходимости обновить расчет ОСШ для пользовательского терминала головной узел избирательно осуществляет одно из следующих действий:

а) дает указание пользовательскому терминалу передать конкретную информацию, на основе которой головной узел мог бы измерить ОСШ, что делает контроль качества связи не слепым, поскольку приемнику известна информация, переданная передатчиком;

б) дает указание пользовательскому терминалу передать информацию, которую желает передать пользователь, в данном случае контроль качества связи является слепым, поскольку головному узлу не известна информация, переданная пользователем, несмотря на то, что ему известна модуляция, использованная в процессе связи на несущих, который был предварительно определен путем обмена данными

- 2 007364 между головным узлом и пользовательскими терминалами.

Для контроля качества в нисходящем канале головной узел при приеме осуществляет расчет ОСШ на множестве несущих, ранее использованных при передаче соответствующими пользовательскими терминалами.

Как указано выше, оптимизация передачи предусматривает возможность варьировать режим передачи информации за счет контроля качества связи, осуществляемого следующим образом:

если ОСШ достаточно велико, используется модуляция с более высокой плотностью (с большим число битов на несущую), для выбора числа точек совокупности расчетное ОСШ сравнивается с последовательностью теоретических порогов ОСШ, а также используются переменные коды с ПИО, т.е. коды с прямым исправлением и/или обнаружением ошибок с различной способностью защиты от ошибок, при этом сохраняется определенная частота ошибок по битам (ЧОБ). Такая форма передачи является передачей в нормальном режиме, при этом используются различные, более или менее плотные сочетания совокупностей, иными словами, с большим числом точек совокупности при более высоком ОСШ, переменные коды с ПИО, т.е. кодами с прямым исправлением и/или обнаружением ошибок с различными возможностями защиты данных и сохранением определенной ЧОБ. Такой нормальный режим передачи позволяет осуществлять оптимизацию обмена данными путем использования сочетаний более и менее плотных совокупностей и кодов с высокой или низкой способностью исправления/обнаружения ошибок. Возможно множество таких сочетаний, например, с использованием минимальной избыточности ПИОинформации и совокупностей с малым числом битов на носитель или кодов с ПИО с высокой избыточностью и более плотных совокупностей;

в случае низкого ОСШ или при необходимости передать информацию одному или нескольким пользователям с большей надежностью, одинаковую информацию передают несколько раз на различных частотах и/или в различное время (режим разнесенной скоростной сверхнадежной передачи (ССНП) с ОЧУ).

Как описано выше, оптимизация передачи осуществляется на основе расчета ОСШ на множестве несущих, а также с учетом коэффициента потери пакетов (КПП), т.е. отношения числа верно принятых пакетов к общему числу переданных пакетов, требуемого качества услуг (КУ) и объема информации для передачи относительно емкости ОЧУ-символов, при этом на основе указанных параметров осуществляется попакетная адаптация кода с ПИО и добавляемой с его помощью избыточности, числа битов на несущую и/или режима передачи (нормального режима или режима ССНП), за счет чего число битов на информационный пакет с учетом избыточности приближается к целому кратному числу битов, переданных в ОЧУ-символе, но не превышает его.

Кроме того, в настоящем изобретении для оптимизации пропускной способности:

вводят границы гистерезиса при увеличении и уменьшении числа битов на использованную несущую на основе сравнения ОСШ с ранее зафиксированными пороговыми величинами ОСШ, необходимыми для сохранения определенной ЧОБ, за счет чего предотвращают колебания при приближении ОСШ к пороговой величине, за которой число битов меняется;

изменяют тип модуляции лишь в том случае, когда число несущих, тип модуляции которых должен быть изменен, превышает ранее установленную фиксированную величину;

передают решения, касающиеся изменения модуляции несущих, по каналу, противоположному каналу, использованному для расчета, за счет чего пользовательский терминал контролирует качество связи на множестве несущих в нисходящем канале и, при необходимости изменения модуляции пользователь сообщает об этом головному узлу и не использует иной тип модуляции до получения подтверждения от головного узла, при этом в восходящем канале происходит аналогичный процесс за исключением того, что контроль осуществляет головной узел, а изменение модуляции подтверждает пользовательский терминал. В обоих случаях для передачи решений, касающихся изменения модуляции несущих предпочтительно используется канал управления или управляющие сообщения.

В конкретном варианте осуществления изобретения режим ССНП выбирается в том случае, когда расчетное ОСШ оказывается ниже предварительно установленной величины, при этом такая величина является показателем того, что даже использование модуляции с низким ОСШ в сочетании с кодами с ПИО, обеспечивающими значительную избыточность, не является гарантией получения определенной ЧОБ на выходе генератора ПИО-информации, либо режим ССНП выбирается в том случае, когда необходимо передать информацию одному или нескольким пользовательским терминалам с высокой вероятностью правильного получения ими такой информации, например, в случае управляющих сообщений, когда такой режим передачи является предпочтительным.

Передача информации в режиме ССНП предусматривает использование всех несущих, модулированных модуляцией с низким ОСШ, а также использование кодов с прямым исправлением ошибок, обеспечивающих достаточную избыточность для исправления или обнаружения при приеме большого количества ошибок, возникающих при передаче по электрической сети. В качестве модуляции с низким ОСШ, необходимым для демодуляции, предпочтительно используют КФМн-модуляцию.

В процессе передачи в режиме ССНП количество повторов информации, иными словами, использованную степень разнесения, изменяют попакетно на основе расчетных параметров электрической сети,

- 3 007364 при этом количество принятия одинаковой информации соответствует выбранной степени разнесения в режиме ССНП. В этом случае осуществляется процесс суммирования множества принятых сигналов для оценки действительно переданной информации.

В одном из вариантов осуществления изобретения процесс суммирования множества принятых сигналов для оценки информации, действительно переданнуой в режиме ССНП, предусматривает избирательное когерентное суммирование принятых разнесенных сигналов и умножение полученной суммы на коэффициент, основанный на ОСШ на несущих, на которых была принята информация до демодулирования (сложение максимальных коэффициентов), либо независимую демодуляцию поступающей разнесенной информации и взвешенную мажоритарную выборку в соответствии с демодулированным сигналом рассогласования.

Выбор групп несущих в зависимости от расчетного распределения ОСШ возможен лишь в том случае, когда частотное разнесение использовано до процесса суммирования или выборки, при этом все такие несущие могут быть использованы для оптимизации способа оценки полученной разнесенной информации.

При наличии в электрической сети множества импульсных помех добавленную с использованием ПИО-информации избыточность изменяют в динамическом режиме для сохранения коэффициента ошибок без изменения модуляции, а при наличии более сильных помех, влияющих на передачу, используются коды с большей способностью исправления ошибок.

Кроме того, в изобретении предусмотрено использование более плотных совокупностей, чем совокупности, приемлемые для сохранения определенной ЧОБ при определенном ОСШ, для чего ПИОинформацию адаптируют таким образом, чтобы ввести большую избыточность, достаточную для сохранения соответствующей ЧОБ при приеме, что позволяет за счет использования более плотных совокупностей и сохранения определенного коэффициента ошибок повысить пропускную способность.

В любом случае для предоставления разнообразного качества услуг (КУ) адаптацию ПИОинформации осуществляют попакетно, при этом для информирования приемных устройств о текущей конфигурации ПИО-информации используются заголовки, входящие в пакеты информации, а адаптация ПИО-информации заключается в изменении избыточности, генерированной ПИО-информацией для сигнала, изменении кода с ПИО, используемого для предотвращения воздействия шума линии на сигнал, или изменении обоих параметров.

В одном из вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа выбирают различные сочетания числа битов на несущую, избыточности, кодов с ПИО, режимов передачи и разнесения и хранят такие сочетания в оборудовании головного узла и пользовательских терминалов в виде множества таблиц. Такие сочетания выбирают для предоставления разнообразного качества услуг связи, например, максимизации пропускной способности, минимизации времени ожидания и т. д. В данном случае на основе произведенного расчета и множества описанных выше параметров, таких как КПП, длительность и т.д. попакетно выбирают определенное сочетание, указывают выбранное сочетание параметров путем ссылки на соответствующее положение в таблице, которую передают в заголовках сообщений. Таким образом, в зависимости от требуемого качества и произведенного расчета ОСШ в таблице выделяется определенное положение, указывающее множество параметров, которые должны быть использованы, такие как число битов, ПИО-информация и т. д.

В том случае, если головному узлу требуется передать одинаковую информацию группе пользователей или всем пользователям системы, головной узел избирательно использует передачу в режиме ССНП;

совокупности, моделированные максимально возможным числом битов на несущую при условии, что все пользовательские терминалы, входящие в группу, способны демодулировать такое максимальное число битов на несущую при сохранении определенной ЧОБ;

плотную совокупность с добавлением достаточной избыточности с использованием кодов с ПИО с тем, чтобы все пользовательские терминалы в группе имели возможность извлечь переданную информацию.

Применительно ко второму варианту пользовательский терминал, входящий в группу с наименьшим числом битов на несущую, ограничивает плотность совокупности, которая может быть использована для передачи на такой несущей, если только добавленная в сигнал избыточность не была увеличена, при этом информация о числе битов на несущую известна головному узлу, который указывает число битов на несущую, использованных на каждой несущей, в заголовках сообщений, передаваемых группе пользовательских терминалов. Кроме того, в заголовках содержится также информация о том, должны ли один или несколько пользователей, относящихся к определенной группе, демодулировать переданные сообщения, т.е. в заголовках содержится информация о перераспределении пользовательских групп.

Кроме того, предлагаемый в изобретении способ позволяет непрерывно оптимизировать передачу информации в зависимости от условий в канале и требуемого качества передачи.

Ниже настоящее изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых, не ограничивающих его объем вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

- 4 007364

Краткое описание чертежа

На прилагаемом к описанию чертеже показан пример средства передачи информации множеству пользователей, в котором головной узел выбирает наименьшее число битов на несущую на каждой из несущих и гарантировать возможность приема информации всеми пользовательскими терминалами, которым адресована такая информация.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Как указано выше, настоящее изобретение применимо в системах двунаправленной связи по электрической сети между головным узлом 1 и множеством пользовательских терминалов 2, в которых электрическая сеть разделена на восходящий и нисходящий каналы путем дуплексной передачи с частотным уплотнением и/или дуплексной передачи с временным уплотнением, для передачи сигнала используется ОЧУ (ортогональное частотное уплотнение), множество несущих модулированы различными модуляциями с использованием кодов с прямым исправлением/обнаружением ошибок и полос пропускания малой ширины.

Способ по изобретению предусматривает непрерывный контроль качества связи, для чего приемники головного узла 1 и пользовательских терминалов 2 рассчитывают отношение сигнал-шум (ОСШ) на множестве несущих в восходящем и нисходящем каналах.

Пользовательские терминалы осуществляют непрерывный контроль независимо от того, являются ли они адресатами информации, как это описано выше, что является важным преимуществом, поскольку за счет этого постоянно контролируется состояние канала без необходимости передавать информацию каждому из пользователей.

Кроме того, способ по настоящему изобретению предусматривает выбор оптимального режима передачи на основе контроля ОСШ, для чего изменяют число битов на несущую, избыточность, добавляемую при помощи ПИО-информации, код с ПИО и/или режим передачи, при этом такой выбор делается на всех несущих.

Таким образом, контроль канала заключается в непрерывном расчете ОСШ у сигнала, принимаемого на множестве несущих, а с учетом того, что для обмена данными используются полосы пропускания малой ширины, можно предположить, что такие полосы пропускания имеют плоские амплитудночастотные характеристики, что облегчает расчет ОСШ на основе сигнала рассогласования в демодуляторе приемника. Такой сигнал рассогласования представляет собой разность между сигналом, поступающим в данный момент в приемник, и необходимым сигналом (т. е. расчетным сигналом, который должен поступить, если бы точка совокупности находилась в оптимальном положении с учетом возможных точек совокупности, использованной на такой несущей). Сигнал рассогласования является верным критерием расчета уровня шума в отношении сигнала, поступившего в приемник.

Уровень мощности передаваемого сигнала является стандартным и, например, равен 8=0,5. Уровень мощности (Ν) шума можно рассчитать с использованием среднеквадратичной ошибки Е_п, математически определяемой как ожидаемое действие произведения шума сигнала в текущем дискретном импульсе на шум сопряженного сигнала в текущем дискретном импульсе, что доказывает следующее уравнение:

Еп = Е{п[к]п*[к]} ОСШ = — = -2Δ

N Е_п

Демодулятор приемника компенсирует воздействие канала на принятый сигнал, а на его выходе вычисляют разность между принятым сигналом и расчетным сигналом, который должен поступить, т. е., получают сигнал рассогласования.

Для выполнения данной функции может использоваться когерентный или дифференциальный демодулятор, поскольку одна из двух данных конфигураций позволяет получать сигнал рассогласования, который может использоваться для расчета ОСШ. Одним из возможных вариантов выполнения такого демодулятора является корректор, использующий известный из уровня техники алгоритм, такой как алгоритм минимальной среднеквадратичной ошибки, КЕ8 и т.д.

Поскольку множество пользовательских терминалов могут использовать различные частоты канала, модулированные одним ОЧУ-символом, расчет ОСШ на всех несущих невозможен, вместо чего такой расчет производится лишь на несущей, используемой каждым из пользовательских терминалов. Это не сказывается отрицательным образом на процессе контроля/адаптации, поскольку он осуществляется последовательно на всех несущих в обоих каналах передачи данных, как указано выше.

Величина ОСШ, полученная на основе предыдущего уравнения, является расчетной величиной, приближенной к действительной величине отношения сигнал-шум, если оно достаточно велико. Данная величина должна быть более точной в случае принятия решения об использовании для модуляции более плотных совокупностей, требующих большего ОСШ для их правильной демодуляции, и тем самым обеспечивающих более высокую точность при принятии решения об увеличении пропускной способности электрической сети.

Поскольку, как указано ранее, пользователи могут осуществлять контроль, даже не являясь адреса

- 5 007364 тами информации, при передаче данных головной узел вслед за обычно используемой синхронизирующей последовательностью передает сетку, делящую несущие, содержащие символы модуляции, на группы частот, каждая из которых также разделена на группы несущих с фиксированной модуляцией и низким ОСШ, необходимым для демодуляции. Поскольку такие несущие посимвольно меняют свое положение внутри каждой группы, через определенное число символов все несущие в группе в какой-то момент будут принудительно модулированы фиксированной модуляцией, в результате чего любой пользовательский терминал может произвести расчет ОСШ на несущих, модулированных фиксированной модуляцией, поскольку ему известен тип использованной модуляции. Таким образом, если информация адресована другому пользователю, пользовательский терминал, не являющийся адресатом такой информации, может осуществлять контроль лишь на несущих, модулированных фиксированной модуляцией, на которых получен сигнал рассогласования в демодуляторе приемника.

В одном из примеров осуществления изобретения несущие с фиксированной модуляцией модулированы с использованием КФМн, являющейся модуляцией, требующей низкого ОСШ при демодуляции, иными словами, вероятность ее правильной демодуляции при приеме очень высока.

В любом случае, т.е. независимо от того, адресована информация пользовательскому терминалу или нет, шум на протяжении определенного числа фреймов умножают на весовой коэффициент, чтобы предотвратить ошибки при приеме вследствие импульсных помех или кратковременных помех в электрической сети. Для вычисления шума рассчитывают среднюю величину на основе полученной среднеквадратичной ошибки при приеме в демодуляторе.

На основе вычисленного шума описанным выше способом вычисляют ОСШ.

Что касается восходящего канала, за контроль качества линии передачи данных отвечает головной узел, а пользовательские терминалы осуществляют передачу данных. Головной узел, как указано выше, может измерять ОСШ лишь для определенных пользовательских терминалов, когда соответствующий пользователь передает данные по восходящему каналу. Таким образом, если головному узлу необходимо обновить расчеты ОСШ пользовательских терминалов, он осуществляет одну из следующих операций:

дает указание пользовательскому терминалу передать конкретную информацию, на основе которой головной узел мог бы измерить ОСШ, что делает контроль качества связи не слепым, поскольку приемнику известна информация, переданная передатчиком;

дает указание пользовательскому терминалу передать информацию, которую желает передать пользователь. В данном случае контроль качества связи является слепым, поскольку приемнику не известна переданная информация, несмотря на то, что ему известен тип использованной модуляции.

В этом случае для расчета ОСШ на несущих в восходящем канале производится расчет шума на основе квадрата сигнала рассогласования, а результаты расчета шума используются для расчета ОСШ аналогично тому, как это описано применительно к нисходящему каналу.

В то же время, в процессе контроля нисходящего канала в том случае, когда пользователь является адресатом информации, переданной головным узлом, принятая информация используется на всех несущих для расчета ОСШ с использованием сигнала рассогласования в демодуляторе, поскольку пользователю известна совокупность, использованная на каждой из несущих, что предварительно согласовано с головным узлом обычным способом.

На несущих, модулированных фиксированной модуляцией, не требуется передавать фиксированную информацию, поскольку приемники могут осуществлять контроль в слепом режиме, иными словами, предварительно не зная переданную информацию, так как любому пользовательскому терминалу известно положение несущих, модулированных фиксированной модуляцией, и он способен демодулировать информацию, поскольку использованная на таких несущих модуляция зафиксирована конфигурацией системы. Таким образом, сигнал рассогласования при демодуляции используется для расчета ОСШ на несущих, модулированных фиксированной модуляцией.

Если в какой-либо момент требуется обеспечить надежную связь, как, например, при передаче сигналов управления или в том случае, когда в результате контроля установлено, что даже модуляции с низким ОСШ в сочетании с кодами с ПИО, обеспечивающими значительную избыточность, не гарантирует сохранение определенной ЧОБ, система меняет режим передачи, переходя из нормального режима в режим ССНП (скоростной сверхнадежной передачи с ОЧУ).

Данный режим передачи данных по каналу связи предусматривает использование частотного и/или временного разнесения, т.е. многократную передачу одинаковой информации на различных частотах и/или в различные моменты времени, при этом все модулированные несущие модулированы с использованием модуляции, требующей низкого ОСШ при демодуляции, как, например, КФМн, и имеют коды с прямым исправлением/обнаружением ошибок (добавленные с использованием ПИО-информации), которые вводят достаточную избыточность для исправления и/или обнаружения при приеме большого числа ошибок, возникающих при передаче данных по электрической сети. Таким образом, приемник принимает одинаковую информацию несколько раз, за счет чего повышается вероятность правильного декодирования переданного сообщения.

Количество повторов передачи информации, т.е. степень использованного разнесения, представляет собой коэффициент разнесения, измененный исходя из расчетных параметров электрической сети. Изме

- 6 007364 нение данного коэффициента может происходить попакетно. Существует возможность того, что после определения конфигурации оборудования, например, с использованием таблицы, в протоколе будет указана та или иная конфигурация с иным коэффициентом разнесения. Для указания такой конфигурации предпочтительно используются заголовки сообщений.

В одном из вариантов осуществления изобретения используется коэффициент разнесения 8 при общем числе несущих, равном 512, при этом используется лишь частотное разнесение, в данном случае информация передается на несущих к, к+64, к+128 и т.д., модулированных с использованием КФМн.

В результате, количество раз, которое пользователь принимает одинаковую информацию, соответствует выбранному коэффициенту разнесения в режиме ССНП. Поскольку при передаче данных по электрической сети существует вероятность получения информации с ошибками, пользовательскому терминалу необходимо решить, какая информация была действительно передана. Существуют различные способы принятия такого решения, например выбор из одинаковой информации, поступившей несколько раз, информации, переданной на несущих с наибольшим ОСШ (выбор максимального ОСШ);

когерентное суммирование принятых сигналов, содержащих одинаковую информацию после их умножения на весовой коэффициент, основанный на ОСШ на несущих, на которых был передан сигнал, и демодуляция полученного в результате сигнала (сложение максимальных коэффициентов).

После осуществления контроля качества связи согласно способу по изобретению осуществляют выбор оптимальной формы связи из следующих возможных вариантов:

если ОСШ достаточно велико, используются более плотные совокупности (с большим числом точек в совокупности при большем ОСШ) наряду с переменными кодами с ПИО, т.е. кодами с прямым исправлением и/или обнаружением ошибок, обладающими различными способностями защиты данных, за счет чего максимизируется передача данных при сохранении определенной ЧОБ. Возможно множество различных сочетаний, например, использование избыточности с минимальным ПИО и совокупностей с малым числом битов на несущую или использование кодов с большой избыточностью и более плотных совокупностей (с большим числом битов на несущую);

если ОСШ очень мало или требуется передать информацию одному или нескольким пользователям в более надежной форме, информация передается с частотным и/или временным разнесением с использованием режима ССНП, как это описано выше.

Таким образом, оптимизация передачи по изобретению связана с адаптацией пропускной способности. С теоретической точки зрения пропускная способность любого канала связи ограничена полосой пропускания канала и величиной отношения сигнал-шум в таком канале. По формуле Шеннона теоретический предел пропускной способности равен:

где обозначает полосу пропускания канала, Р обозначает использованную мощность, Ν₀ обозначает интенсивность шума, а ОСШ обозначает отношение сигнал-шум.

Теоретически рассчитанная пропускная способность превышает пропускную способность, достижимую с использованием обычного алгоритмов кодирования и декодирования при передаче информации, тем не менее, из приведенного математического выражения может быть выведен критерий оптимизации передачи, а именно, чем выше ОСШ, тем больше информации можно передать по каналу, что под тверждает выводы, сделанные ранее в настоящем описании.

Исходя из расчета качества канала связи, система изменяет режим передачи в адаптивной форме с целью обеспечить максимальную пропускную способность при сохранении надежности передачи информации. В одном из вариантов осуществления изобретения в случае использования совокупностей, модулированных т-КАМ (квадратурной амплитудной модуляцией), изменение режима передачи заключается в изменении т в последовательности те {0, 2, 4, 8, 16, 32, 64,...}, исходя из расчетов качества.

Адаптация пропускной способности происходит попакетно, исходя из расчета ОСШ на множестве несущих, коэффициента потери пакетов (КПП), требуемого качества услуг (КУ) и объема информации для передачи, при этом с учетом указанных параметров принимается решение о коде с ПИО и избыточности, которую он должен добавить, а также о числе битов на несущую и режиме передачи (нормальном или ССНП).

Весь указанный процесс протекает с учетом критерия надежности передачи, который в одном из вариантов изобретения заключается в сохранении определенной частоты ошибок по битам (ЧОБ) в общем числе принятых битов, а в другом варианте - в сохранении определенного отношения принятых пакетов, содержащих ошибочные блоки ПИО-информации из общего числа принятых пакетов (КПП).

Допустимый коэффициент ошибок зависит от качества услуг, предоставляемых системой в данный момент для конкретного применения.

Далее для облегчения понимания критериев, использованных в настоящем изобретении, приведен ряд понятий, связанных с коэффициентами ошибок в системе связи. Такими понятиями являются сле

- 7 007364 дующие:

приблизительная частота ошибок по битам (ПЧОБ), т.е. число ошибочных битов в пересчете на общее число битов на выходе демодулятора;

частота ошибок по блокам ПИО-информации (ЧПИО), т.е. число не исправленных блоков ПИОинформации в пересчете на их общее число;

коэффициент потери пакетов (К1111), т.е. число принятых пакетов, содержащих один или несколько ошибочных блоков ПИО-информации.

КПП является переменным, но его величина известна для услуг определенного качества. Таким образом, например, в одном из вариантов приемлемое качество передачи по каналу обеспечивается при КПП = 10⁴.

Связь ранее приведенных параметров друг с другом может быть представлена в математическом выражении. Таким образом, например, с использованием в ПИО-информации кодов Рида-Соломона, получают:

р_ь = ПЧОБ р_в = 1-(1-рь)⁸ ρ_Γ = ι-Σ(№β⁽¹·^₽β)Ν’¹ к=(Г ⁷

ЧПИО = рр где рь обозначает приблизительную частоту ошибок по битам, р_в обозначает приблизительную частоту ошибок по байтам, р_Р обозначает частоту ошибок по блокам ПИО-информации, ΐ обозначает максимальное число ошибочных байтов, которое может быть исправлено при помощи кодов с исправлением/обнаружением ошибок, а N обозначает число байтов после добавления избыточности с использованием ПИО-информации.

Кроме того, коэффициент потери пакетов (КПП) и частота ошибок по блокам ПИО-информации (ЧПИО) находятся в прямой связи друг с другом, что выражено следующим уравнением:

КПП= 1-1(1-ЧПИО)^т, где т обозначает среднее число блоков ПИО-информации в пакете данных. Так, например, при использовании кодов Рида-Соломона (252, 232) в отношении пакетов данных объемом 1518 байт, среднее число блоков на пакет составит 6,5431, приблизительно = 7.

С учетом предыдущих зависимостей величина, выбранная для КПП, обусловливает максимальную величину ПЧОБ на выходе демодулятора.

При КПП, равном, например, 10^-4 ,

ЧПИО = 1 -^1-КПП = 1 -%-10“⁴ = 1,4286х 10^-5 .

Для сохранения данной величины ЧПИО необходимо, чтобы р_в=8,556х10^-3, что аналогично тому, когда р_ь= 1,07347х10^-3.

Вероятность появления одного ошибочного символа может быть соотнесена с ОСШ на модулированной несущей. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения в случае использования прямоугольной совокупности, модулированной т-КАМ с т=2^к , где к представляет собой четное число, КАМ-модулированная совокупность может быть разделена на две амплитудно-импульсные модуляции (АИМ) в квадратуре, а вероятность правильного решения о точке совокупности определяется следующим уравнением:

₽с=(1-Ртм)² где О(х) представляет собой математическую функцию, используемую для вычисления области ниже хвоста гауссовой функции плотности распределения вероятности, определяемой как:

ζ)(χ) = -₁= [е ² άί,χ>0

72π ·’ х

При этом такая вероятность соотносится с дополнительной функцией ошибок (егГс) (обычно используемой в статистике) следующим образом:

^р(х)=Щ^ где Р_с представляет собой вероятность принятия правильного решения при приеме в системе КАМ с М точками совокупности, а Р^_мобозначает вероятность ошибки в системе АИМ с \ м точками, средняя мощность которой в квадратуре в каждом сигнале составляет половину мощности эквивалентной системы

- 8 007364

КАМ.

Очевидно, что при наличии совокупностей других типов возможно установить аналогичные или даже графические зависимости между вероятностью принятия правильного решения при приеме и величиной ОСШ.

Используя приведенные выше формулы, можно получить последовательность пороговых величин ОСШ, достаточных для достижения определенной величины р_ь. Такие пороговые величины зависят от использованных кодов с исправлением/обнаружением ошибок.

На основе таких пороговых величин можно использовать определенное число битов на несущую и тем самым изменять модуляцию после расчета ОСШ на соответствующей несущей.

В одном из вариантов осуществления изобретения, в котором используется переменная КАМ с 2, 4, 6 и 8 битами на несущую и ПИО-информация с использованием кодов Рида-Соломона (252, 232) и (40, 20), исходя из описанных выше выводов, получают следующие пороговые величины ОСШ, на основе которых могут использоваться следующие модуляции:

Коды Рида-Соломона (252, 232)
Номинальная пороговая величина	Биты на несущую	Модуляция
9,7396 дБ	2	4-КАМ
16,479 дБ	4	16-КАМ
22,482 дБ	6	64-КАМ
28,343 дБ	8	256-КАМ

Коды Рида-Соломона (40, 20)
Номинальная пороговая величина	Биты на несущую	Модуляция
8,020 дБ	2	4-КАМ
14,642 дБ	4	16-КАМ
20,529 дБ	6	64-КАМ
26,279 дБ	8	256-КАМ

Аналогичные выводы, преобразованные в индивидуальные величины КПП, могут использоваться для предоставления услуг разнообразного качества. Для каждого из качества услуг и каждого типа выбранного кода с исправлением/обнаружением ошибок определяют индивидуальную величину ПЧОБ, на основе чего получают пороговую величину ОСШ, исходя из которой может использоваться иная моду ляция.

Например, если в одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрены три различных качества услуг, обусловленные соответствующими коэффициентами потери пакетов:

Качество услуг	Коэффициент потери пакетов
КУ-1	10'²
КУ-2	10'³
КУ-3	10'⁴

Таким образом, получают следующие величины ПЧОБ, служащие для получения пороговых величин ЧОБ:

	КУ-1	КУ-2	КУ-3
Коды Р-С (252, 232)	1,85х10’³	1,35х1О’³	1,07x10‘³
Коды Р-С (40, 20)	9,7х10‘³	7,5х10'³	5,87х10’³

Как указано выше, для оптимизации передачи данных также может быть использован объем передаваемой информации. Число битов в информационном пакете с учетом избыточности должно приближаться к целому кратному числу битов, переданных в ОЧУ-символе, но не превышать его. Путем сравнения объема информации и ближайшего кратного числа передаваемых битов в ОЧУ-символе делается вывод о возможности передачи дополнительной информации избыточности и ее количестве. Такая информация избыточности повышает вероятность получения правильной информации при приеме, что косвенно увеличивает пропускную способность.

Число битов на несущую и другая информация, касающаяся формы, в которой будет передана информация, может быть согласовано попакетно, как это указано выше.

Для этого используются таблицы фиксированных конфигураций, известных головному узлу и пользовательским терминалам, при этом по результатам алгоритма адаптации при помощи протокола согласуется использование того или иного режима. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения для того, чтобы указать какое конкретное положение в таблице конфигураций следует использовать, применяются заголовки сообщений.

- 9 007364

Таким образом, для адаптации пропускной способности может использоваться множество сочетаний числа битов на несущую и избыточности с использованием кодов с ПИО, при этом неизменной задачей является сохранение определенной ЧОБ.

Для вычисления сочетания числа битов на несущую, кодов и избыточности, добавленной ПИОинформацией для сохранения определенной ПЧОБ, в настоящем изобретении используется расчетная величина ОСШ для оптимизации пропускной способности, как описано выше. Указанные выше пороги принятия решений указывают, какая модуляция должна быть выбрана при использовании определенной ПИО-информации, однако, также допустимо использовать коды с ПИО, обеспечивающие большую защиту от ошибок, и применять модуляции с большим числом битов, чем это рекомендовано порогами, получая в результате этого аналогичные величины ПЧОБ при условии того, что добавлена достаточная избыточность.

О любом изменении, зафиксированном пользовательским терминалом, должно быть сообщено головному узлу, для чего используется часть восходящего канала, в результате чего до тех пор, пока головной узел не информирует пользовательский терминал о том, что им была изменена совокупность, использованная для модуляции на указанных несущих, пользовательский терминал не обновляет форму демодуляции принятого сигнала на таких несущих. В восходящем канале происходит аналогичный процесс, за исключением того, что в данном случае изменение модуляции определяет головной узел, который ожидает подтверждения от соответствующего пользователя.

Для предотвращения колебаний при приближении ОСШ к пороговой величине и ухудшения пропускной способности, с учетом того, что о любом изменении, зафиксированном пользовательским терминалом, должно быть сообщено головному узлу, для чего используется часть восходящего канала, который в данный момент доступен для передачи информации, и наоборот, вводятся границы гистерезиса с тем, чтобы увеличивать и уменьшать число битов на использованную несущую.

В одном из вариантов осуществления изобретения, в котором ПЧОБ = 1,07 х10^-3, использован фиксированный код Рида-Соломона 252, 232 с ПИО и КАМ с 2, 4, 5 и 8 битами на несущую, применяется таблица пороговых значений согласно следующему примеру:

Номинальная пороговая величина	Пороговая величина на нисходящем канале	Пороговая величина на восходящем канале	Число битов на несущую	Модуляция
9,6 дБ	8,6 дБ	11,6 дБ	2	4-КАМ
16,6 дБ	15,5 дБ	18,5 дБ	4	16-КАМ
22,5 дБ	21,5 дБ	24,5 дБ	6	64-КАМ
28,5 дБ	27,5 дБ	30,5 дБ	8	256-КАМ

Например, если на несущей использована модуляция 16-КАМ, для увеличения числа битов до 64КАМ необходимо, чтобы расчетное ОСШ превышало 25,4 дБ, а для уменьшения числа битов до 4-КАМ необходимо, чтобы расчетное ОСШ было меньше 15,5 дБ.

Изменение модуляции осуществляется лишь в том случае, когда модуляция должна быть изменена на множестве несущих. Для этого несущие могут быть сгруппированы в блоки, а о необходимости изменения модуляции сообщается по линии связи лишь в том случае, когда модуляция должна быть изменена на определенном числе несущих в блоке. Решения, принятые об изменении модуляции на несущих, передаются по каналу, противоположному каналу, на котором произведен расчет.

Для этого используется управляющий канал, предпочтительно путем передачи управляющих сообщений о таком изменении соответствующему адресату.

Для обновления измерений ОСШ с большей скоростью ОСШ на двух соседних несущих (к и к+1) могут быть приняты за одинаковые. Данный процесс может многократно осуществляться на множестве несущих, однако, чем больше таких несущих, на которых ОСШ приняты за одинаковые, тем ниже разрешение по частоте.

Как описано выше, на основе контроля качества линии передачи данных принимается решение об оптимальной форме связи, которую выбирают с целью максимизации пропускной способности при сохранении определенной ЧОБ на выходе ПИО-информации.

Это, как указано выше, может осуществляться различными способами: путем изменения числа битов на несущую (т.е., совокупности, использованной на каждой несущей), избыточности, добавленной для исправления/обнаружения ошибок при приеме, и даже кода с ПИО, использованного для создания избыточности в сигнале. Например, на несущих могут использоваться менее плотные совокупности (с меньшим числом битов на несущую) и коды с ПИО, добавляющие меньшую избыточность, или более плотные совокупности и коды с ПИО, добавляющие большую избыточность для предотвращения ошибок при приеме.

Наиболее сложная проблема при передаче данных по электрической сети состоит в том, что шум линии является непостоянным, иными словами, состоит не только из белого гауссова шума, но также содержит другие шумы, такие как импульсные помехи или помехи, кратные основной частоте электри

- 10 007364 ческой распределительной сети, т.е. частоте 50 и 60 Гц в сетях, эксплуатируемых в Северной Америке.

За счет динамического изменения избыточности, добавленной ПИО-информацией, сохраняют коэффициент ошибок без необходимости менять модуляцию (число битов на каждой несущей), при этом, чем больше шумов, влияющих на линию передачи, тем большее число ошибок исправляется.

В то же время, могут использоваться более плотные совокупности (с более высокой скоростью передачи), позволяющие адаптировать ПИО-информацию для добавления большей избыточности, за счет чего сохраняется определенная ЧОБ при приеме и одновременно повышается пропускная способность.

Как указано выше, адаптация ПИО-информации может происходить попакетно, при этом для сообщения о текущей конфигурации на выходе генератора ПИО-информации (код и избыточность) используются заголовки пакетов. Адаптация ПИО-информации заключается не только в изменении избыточности, добавляемой в сигнал, но также предусматривает возможность менять код с ПИО, примененный для адаптации к шуму линии. Например, в случае импульсных помех используются коды РидаСоломона, а если ухудшение связи вызвано главным образом фоновым шумом, используются сверточные коды.

Как указано выше, если головному узлу требуется передать одинаковую информацию группе пользователей или всем пользователям в системе, может использоваться режим ССНП, описанный ранее, но помимо этого также могут использоваться совокупности, модулированные наибольшим допустимым числом битов на несущую при условии, что все пользовательские терминалы смогут правильно демодулировать их при сохранении определенной ЧОБ.

Кроме того, головной узел может использовать более плотные совокупности, вводя при этом достаточную избыточность исправления/обнаружения ошибок, с тем, чтобы все пользовательские терминалы, входящие в группу, смогли правильно извлечь переданную информацию.

Головному узлу известно число битов на несущую, которое следует использовать для передачи информации по нисходящему каналу каждому из пользователей, основываясь на вышеприведенном описании. Пользовательский терминал внутри группы с наименьшим числом битов на несущую ограничивает плотность совокупности, которая может быть использована для передачи на такой несущей, если только добавленная в сигнал избыточность не была увеличена. В этом случае информация о числе битов на несущую, использованных на каждой несущей, сообщается в заголовках сообщений, передаваемых группе пользовательских терминалов.

На прилагаемом к описанию чертеже показан пример средства передачи информации множеству пользовательских терминалов 2, из которого следует, что головной узел 1 выбирает на каждой несущей наименьшее число битов на несущую, чтобы гарантировать всем пользовательским терминалам, входящим в группу, возможность получения информации.

Головной узел динамически перераспределяет группы пользовательских терминалов, т.е. состав каждой группы не является постоянным, а группа или группы пользовательских терминалов, которые должны демодулировать сообщения, и которым сообщения адресованы, указаны в заголовках сообщений.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ оптимизации передачи данных в многопользовательской системе цифровой передачи данных по электрической сети с использованием ОЧУ-модуляции, в которой множество пользовательских терминалов (2) и головной узел (1) поддерживают двунаправленную связь по электрической сети, оптимизация передачи данных осуществляется в восходящем канале, по которому пользовательские терминалы поддерживают связь с головным узлом, и в нисходящем канале, по которому головной узел поддерживает связь с пользовательскими терминалами, разделение электрической сети на восходящий и нисходящий каналы осуществляется путем дуплексной передачи с частотным уплотнением (ДПЧУ) и/или дуплексной передачи с временным уплотнением (ДПВУ), а ОЧУ-модулированный (с ортогональным частотным уплотнением) сигнал передается на множестве несущих с использованием различной модуляции и кодов с прямым исправлением ошибок (ПИО)/прямым обнаружением ошибок, которые передаются по всему каналу в узкой полосе пропускания, отличающийся тем, что при его осуществлении непрерывно контролируют качество связи путем расчета отношения сигнал-шум (ОСШ) на множестве несущих в восходящем и нисходящем каналах, при этом такой расчет осуществляют приемники головного узла и пользовательских терминалов, соответственно, пользовательские терминалы постоянно контролируют состояние сети независимо от того, адресована ли информация пользователю, выбирают оптимальный режим передачи данных на основе контроля качества связи, последовательного попакетного изменения числа битов на несущую, избыточности, добавляемой с использованием ПИО-информации, ПИО-информации и/или режима передачи, при этом следуют следующим правилам:

если ОСШ достаточно велико, используется модуляция с более высокой плотностью, а именно, с большим числом битов на несущую, при этом число точек совокупности выбирается на основе сравнения расчетного ОСШ с последовательностью заранее установленных пороговых величин ОСШ, а также

- 11 007364 переменные коды с ПИО для максимизации передачи информации при сохранении определенной частоты ошибок по битам (ЧОБ), а в случае очень низкого ОСШ или при необходимости передать информацию одному или нескольким пользователям с большей надежностью, одинаковую информацию передают несколько раз на различных частотах и/или в различное время, т.е. в режиме разнесенной скоростной сверхнадежной передачи (ССНП) с ОЧУ.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для расчета отношения сигнал-шум (ОСШ) за основу берется сигнал рассогласования в демодуляторе приемника, определяемый как разность между сигналом, поступающим в демодулятор, и требуемым сигналом, т.е. предполагаемым сигналом, переданным при условии, что точка совокупности на каждой несущей расположена в оптимальном положении с учетом возможных точек совокупности, использованной на такой несущей, при этом расчет ОСШ на основе демодуляции верен в том случае, если частота ошибок по битам (ЧОБ) достаточна мала и не влияет на процесс расчета уровня шума.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что контроль качества связи в восходящем и нисходящем каналах предусматривает расчет мощности (Ν) шума с использованием демодулятора пользовательских терминалов и головного узла лишь на несущих принятого сигнала, на которых известна использованная модуляция для вычисления мощности шума путем расчета среднеквадратичной мощности шума с использованием сигнала рассогласования в демодуляторе и умножения на весовой коэффициент квадрата мощности шума за определенное число символов с целью предотвратить ошибки расчета мощности шума при приеме вследствие импульсных помех или кратковременных помех в электрической сети.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе контроля качества связи в восходящем и нисходящем каналах пользовательские терминалы и головной узел рассчитывают мощность сигнала, для чего избирательно используют нормализованный уровень при приеме для компенсации воздействия, оказываемого каналом, при этом такой уровень предварительно установлен и специально заложен в оборудование, или измеряют мощность принятого сигнала, для чего предпочтительно осуществляют коррекцию для компенсации воздействия, оказываемого каналом на передаваемый сигнал.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после демодуляции принятого сигнала на несущих, на которых приемникам известна модуляция, на выходе демодулятора накапливается сигнал рассогласования, при этом расчетная величина мощности шума на множестве несущих предпочтительно предварительно фильтруется для предотвращения колебания.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что вычисление ОСШ осуществляется после избирательного в отношении ошибок накопления дискретных импульсов демодуляции в течение окон, т. е. периодов времени, длительность которых равна М символам, или в течение окон, в которых произведено по меньшей мере Р измерений на всех несущих, где М и Р являются предварительно заданными величинами, известными всем соответствующим устройствам.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что при передаче данных по нисходящему каналу некоторые несущие модулированы с использованием предварительно установленной фиксированной модуляции, известной всем устройствам, предпочтительно с низким ОСШ, необходимым для демодуляции, положение которой посимвольно меняется во времени, в результате чего пользовательский терминал, которому известна модуляция, использованная на несущих, модулированных фиксированной модуляцией, контролирует качество связи даже в том случае, когда информация, переданная головным узлом, адресована другому пользовательскому терминалу, при этом способ также предусматривает накопление дискретных импульсов шума, даже в том случае, когда пользовательский терминал не является адресатом переданных данных.
8. Способ по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что в процессе контроля качества связи в восходящем канале головной узел производит расчет ОСШ лишь для некоторых пользовательских терминалов в момент передачи ими данных по восходящему каналу, при этом в случае необходимости обновить расчет ОСШ для пользовательского терминала головной узел избирательно осуществляет одно из следующих действий:

дает указание пользовательскому терминалу передать конкретную информацию, на основе которой головной узел мог бы измерить ОСШ, что делает контроль качества связи не слепым, поскольку приемнику известна информация, переданная передатчиком, дает указание пользовательскому терминалу передать информацию, которую желает передать пользователь, и в данном случае контроль качества связи является слепым, поскольку головному узлу не известна информация, переданная пользователем, несмотря на то, что ему известен тип модуляции, использованной для передачи.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для контроля качества связи в нисходящем канале головной узел при приеме осуществляет расчет ОСШ на множестве несущих.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что с использованием ОСШ на множестве несущих, коэффициента потери пакетов (КПП), требуемого качества услуг (КУ) и объема передаваемой информации относительно емкости ОЧУ-символов, осуществляется адаптация кода с ПИО, избыточности, добавляемой с помощью кода с ПИО, числа битов на несущую, т. е. совокупности, использованной на каждой несу

- 12 007364 щей, и режима передачи, т.е. нормального режима или режима ССНП, за счет чего число битов на информационный пакет с учетом избыточности приближается к целому кратному числу битов, переданных в ОЧУ-символе, но не превышает его.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что при адаптации пропускной способности вводят границы гистерезиса при увеличении и уменьшении числа битов на несущую на основе сравнения ОСШ с ранее зафиксированными пороговыми величинами ОСШ, требующимися для сохранения определенной ЧОБ, за счет чего предотвращают колебания при приближении ОСШ к пороговой величине, изменяют тип модуляции лишь в том случае, когда число несущих, тип модуляции которых должен быть изменен, превышает ранее установленную фиксированную величину, передают решения, касающиеся изменения модуляции несущих, по каналу, противоположному каналу, использованному для расчета, при этом предпочтительно используется канал управления или управляющие сообщения, ожидают подтверждения того, что указание об изменении модуляции на несущих было получено до использования этой новой модуляции.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что режим ССНП выбирается в том случае, когда расчетное ОСШ оказывается ниже предварительно установленной величины, при этом такая величина является показателем того, что даже использование модуляции с низким ОСШ в сочетании с кодами с ПИО, обеспечивающими значительную избыточность, не является гарантией получения определенной ЧОБ на выходе генератора ПИО-информации, либо, когда необходимо передать информацию одному или нескольким пользовательским терминалам с высокой вероятностью правильного получения ими такой информации, например, при передаче управляющих сообщений, когда такой режим передачи является предпочтительным.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что передача информации в режиме ССНП предусматривает использование всех несущих, модулированных модуляцией с низким ОСШ, предпочтительно квадратурной фазовой манипуляцией (КФМн), а также использование кодов с прямым исправлением ошибок, добавляющих достаточную избыточность для исправления или обнаружения при приеме большого количества ошибок, возникающих при передаче по электрической сети.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что при передаче в режиме ССНП количество повторов информации, иными словами, использованную степень разнесения, изменяют попакетно на основе расчетных параметров электрической сети, при этом оборудование многократно принимает одинаковую информацию в соответствии с выбранной степенью разнесения в режиме ССНП, и осуществляет процесс суммирования множества принятых сигналов для оценки в действительности переданной информации.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что процесс суммирования множества принятых сигналов для оценки информации, в действительности переданной в режиме ССНП, предусматривает избирательное когерентное суммирование принятых разнесенных сигналов и умножение полученной суммы на коэффициент на основе ОСШ на несущих, на которых была принята информация до демодулирования, т.е. на основе сложения максимальных коэффициентов, либо независимую демодуляцию поступающей разнесенной информации и взвешенную мажоритарную выборку в соответствии с демодулированным сигналом рассогласования.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что выбор групп несущих в зависимости от расчетного распределения ОСШ возможен лишь в том случае, когда частотное разнесение использовано до процесса суммирования или выборки, при этом все такие несущие могут быть использованы для оптимизации способа оценки полученной разнесенной информации.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавленную с использованием ПИО-информации избыточность изменяют в динамическом режиме для сохранения коэффициента ошибок без изменения модуляции, т.е. числа битов, выделенных на каждую из несущих, а в случае присутствия более сильных помех, влияющих на передачу, предпочтительно множества импульсных помех, используются коды с ПИО с большей способностью исправления ошибок.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что при передаче используются совокупности, плотность которых превышает приемлемую, а для сохранения определенной ЧОБ при определенном ОСШ ПИОинформацию адаптируют, чтобы добавить большую избыточность для сохранения указанной ЧОБ и повышения пропускной способности.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что для предоставления разнообразного качества услуг (КУ) адаптацию ПИО-информации осуществляют попакетно, при этом для информирования приемных устройств о текущей конфигурации ПИО-информации используются заголовки, входящие в пакеты информации, а адаптация ПИО-информации заключается в изменении избыточности, генерированной ПИОинформацией для сигнала, в изменении используемого кода с ПИО для его адаптации к шуму линии или изменении обоих параметров.
20. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что выбирают различные сочетания числа битов на несущую, избыточности, кодов с ПИО, режимов передачи и разнесения и хранят такие сочетания в оборудовании головного узла и пользовательских терминалов в виде множества таб- 13 007364 лиц, содержащих множество выбранных сочетаний, при этом такие сочетания выбирают для предоставления разнообразного качества услуг (КУ), о замене одного сочетания другим сообщают попакетно, а на сочетание выбранных параметров указывает ссылка, предпочтительно на положение в таблице, которую передают в заголовках сообщений.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что, если головному узлу требуется передать одинаковую информацию группе пользователей или всем пользователям системы, головной узел избирательно использует передачу в режиме ССНП, совокупности, моделированные максимально возможным числом битов на несущую при условии, что все пользовательские терминалы, входящие в группу, способны демодулировать такое максимальное число битов на несущую при сохранении определенной ЧОБ, плотную совокупность с добавлением достаточной избыточности с использованием кодов с ПИО для того, чтобы все пользовательские терминалы в группе имели возможность извлечь переданную информацию.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что пользовательские терминалы, входящие в группу с наименьшим числом битов на несущую, ограничивают плотность совокупности, которая может быть использована для передачи на такой несущей всем пользователям в группе, если только добавленная в сигнал избыточность не была увеличена, при этом информация о числе битов на несущую известна головному узлу, который указывает число битов на несущую, использованных на каждой несущей, в заголовках сообщений, передаваемых группе пользовательских терминалов, а также информирует о том, какие пользовательские терминалы входят в группу, т.е. осуществляет динамическое перераспределение групп пользователей.