EA033569B1 - Method of digital data transfer - Google Patents

Method of digital data transfer Download PDF

Info

Publication number
EA033569B1
EA033569B1 EA201800034A EA201800034A EA033569B1 EA 033569 B1 EA033569 B1 EA 033569B1 EA 201800034 A EA201800034 A EA 201800034A EA 201800034 A EA201800034 A EA 201800034A EA 033569 B1 EA033569 B1 EA 033569B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
bit
information
data
frame
communication line
Prior art date
Application number
EA201800034A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201800034A1 (en
Inventor
Anatoly Vladimirovich Gulaj
Vladimir Mikhailovich Zajtsev
Original Assignee
Belarusian National Technical Univ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Belarusian National Technical Univ filed Critical Belarusian National Technical Univ
Priority to EA201800034A priority Critical patent/EA033569B1/en
Publication of EA201800034A1 publication Critical patent/EA201800034A1/en
Publication of EA033569B1 publication Critical patent/EA033569B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/01Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of digital communication and control devices, and it may find use in constructing highly-effective intellectual systems with remote transfer of data streams. Utilization of the device allows to create a high reliability system for multi-channel transfer of digital data, avoid laying multiple highly expensive cable lines or allocating sufficient number of valuable radio frequencies carved out of the extremely deficit radio frequency spectrum. The method for data transfer is based on forming a Hadamard matrix at the transmitting side of the line, its dimension corresponding to the number of data sources, and the elements of its strings representing the values of orthogonal Walsh functions, attributing each such function to specific information source. Then, next bits with the same numbers are picked from each initial data package, converted into time-coded representations using the abovementioned orthogonal Wash functions and the data part of the bit frame is filled with such coded representations. After that an error-tolerant block code is superimposed by forming the control part of the bit frame, both parts of the bit frame flagged and/or attributed with "start-stop" signals and then the data are sent down the communication line. Once the adornments are removed at the receiving end of the line, the data and control parts of the bit frame are checked for correctness, adjusted, if necessary, and the bit values of individual data packages are restored using the abovementioned Wash functions and the newly formed data packages are transferred to the data user.

Description

Изобретение относится к области создания цифровых устройств связи и управления и может найти широкое применение при построении высокоэффективных интеллектуальных систем с дистанционной передачей потоков информации, а также при разработке многофункциональных мехатронных систем для различных отраслей экономики, в частности для машиностроения. Использование предлагаемого изобретения позволяет создать систему многоканальной передачи цифровой информации с высокой достоверностью, при этом избежать прокладки большого количества дорогостоящих кабельных линий связи или выделения достаточного количества частот из состава крайне дефицитного радиочастотного спектра.The invention relates to the field of creating digital communication and control devices and can be widely used in the construction of highly efficient intelligent systems with remote transmission of information flows, as well as in the development of multi-functional mechatronic systems for various industries, in particular for mechanical engineering. Using the present invention allows to create a multi-channel digital information transmission system with high reliability, while avoiding the laying of a large number of expensive cable communication lines or allocating a sufficient number of frequencies from the extremely scarce radio frequency spectrum.

В настоящее время при практической реализации проектов по созданию цифровых систем передачи информации и систем управления применяется частотное, временное или кодовое разделение канальных ресурсов между абонентами - источниками потоков информации. Проблема коллективного использования каналов передачи информации группами абонентов наиболее эффективно решается за счет внедрения принципов кодового разделения (уплотнения) каналов (Code division multiple access - CDMA).Currently, in the practical implementation of projects to create digital information transmission systems and control systems, frequency, time or code division of channel resources between subscribers - sources of information flows is used. The problem of collective use of information transmission channels by groups of subscribers is most effectively solved by introducing the principles of code division multiple access (CDMA).

По своему назначению известные проектные решения в области кодового разделения каналов, как правило, относятся к сфере создания средств сотовой связи и в той или иной мере повторяют технические приемы широко используемой рекомендации IS-95 [1]. Основной особенностью рекомендованного технического решения является применение принципа корреляционной обработки сигнала на приемной стороне линии связи с целью выделения из общего потока данных отдельных сообщений, посылаемых разными источниками информации.According to their purpose, well-known design decisions in the field of code division of channels, as a rule, belong to the field of creating cellular communications and, to one degree or another, repeat the technical methods of the widely used recommendation IS-95 [1]. The main feature of the recommended technical solution is the application of the principle of correlation signal processing on the receiving side of the communication line in order to isolate individual messages from different data sources sent by different information sources.

Существенным недостатком известного способа кодового разделения каналов является относительно низкий уровень достоверности идентификации информационных потоков от большого количества одновременно функционирующих источников на передающей стороне линии связи.A significant disadvantage of the known method of code division multiplexing is the relatively low level of reliability of identification of information flows from a large number of simultaneously functioning sources on the transmitting side of the communication line.

В соответствии с этим с целью повышения помехоустойчивости известных систем связи совершенствуют процесс корреляционной обработки принимаемого сигнала. В частности, входную смесь, содержащую сигналы всех каналов, перемножают в каждом канале с соответствующим синхронным опорным сигналом, выполняют фильтрацию результата перемножения, его детектирование и одновременное сравнение выделенной огибающей напряжения с двумя (низким и высоким) пороговыми значениями [2]. Отфильтрованный сигнал перемножают с тем же синхронным опорным сигналом, за счет чего восстанавливают принятый данным каналом сигнал, который вычитают из смеси на входе каналов, в которых не обнаружено временное превышение двух порогов.In accordance with this, in order to increase the noise immunity of known communication systems, the process of correlation processing of the received signal is improved. In particular, the input mixture containing the signals of all channels is multiplied in each channel with the corresponding synchronous reference signal, the result of the multiplication is filtered, its detection and simultaneous comparison of the selected voltage envelope with two (low and high) threshold values [2]. The filtered signal is multiplied with the same synchronous reference signal, whereby the signal received by this channel is restored, which is subtracted from the mixture at the input of the channels in which a temporary excess of two thresholds is not detected.

Сущность известного способа передачи информации с кодовым разделением каналов заключается в том, что при его реализации обеспечивается обнаружение мощных сигналов ближних абонентов и формирование из них оценок структурных помех. При этом оценки структурных помех, сформированные в каждом из каналов, используют для компенсации соответствующих им структурных помех во входной смеси. В соответствии с данным способом сигналы удаленных абонентов обрабатываются в каналах передачи информации после того, как во входной смеси скомпенсированы мощные сигналы ближних абонентов (структурные помехи).The essence of the known method of transmitting information with code division multiplexing is that when it is implemented, the detection of powerful signals of nearby subscribers and the formation of estimates of structural interference from them are ensured. At the same time, the structural interference estimates generated in each channel are used to compensate for the corresponding structural noise in the input mixture. In accordance with this method, the signals of remote subscribers are processed in the information transfer channels after the powerful signals of the near subscribers (structural interference) are compensated in the input mixture.

Недостатком известного способа передачи информации является относительно слабое подавление пространственно-сосредоточенных и/или узкополосных помех. Наличие узкополосных помех приводит к существенному снижению емкости системы связи с кодовым разделением каналов. Этот факт объясняется тем, что все кодовые каналы передачи информации разделяют общий частотный диапазон, при поражении которого помехой блокируются сразу все кодовые каналы. Снижение емкости системы связи особенно недопустимо при построении мехатронных систем, используемых для управления потенциально опасными объектами, например энергетическими и оборонными.A disadvantage of the known method of transmitting information is the relatively weak suppression of spatially concentrated and / or narrowband interference. The presence of narrow-band interference leads to a significant reduction in the capacity of a communication system with code division multiplexing. This fact is explained by the fact that all the code channels for transmitting information share a common frequency range, upon defeat of which all code channels are blocked immediately. A decrease in the capacity of a communication system is especially unacceptable when constructing mechatronic systems used to control potentially dangerous objects, for example, energy and defense ones.

Кроме того, проявление указанного недостатка недопустимо в системах связи двойного назначения, то есть в системах, одновременно предоставляющих коммерческие услуги и используемых государственными структурами для служебной связи. Особенно существенной может оказаться потеря емкости системы связи при ее работе во время стихийных бедствий, крупных промышленных аварий или других чрезвычайных ситуаций. В такой ситуации одновременно работает большое количество различных средств связи, прежде всего узкополосных, координировать работу которых и осуществлять планирование их частот невозможно в силу чрезвычайной ситуации.In addition, the manifestation of this drawback is unacceptable in dual-use communication systems, that is, in systems that simultaneously provide commercial services and are used by government agencies for official communication. Especially significant may be the loss of capacity of the communication system during its operation during natural disasters, major industrial accidents or other emergency situations. In such a situation, a large number of different means of communication work at the same time, primarily narrowband, which cannot be coordinated and their frequencies can be planned due to an emergency.

Известны способы обеспечения помехозащищенности систем передачи информации с кодовым разделением каналов от узкополосных пространственно сосредоточенных помех. На практике используются следующие методы борьбы с указанными помехами: режекция спектра сигнала (частотная селекция) и пространственная селекция с применением многоэлементных антенных решеток. С учетом этого в качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности к заявляемому способу известный вариант защиты систем связи от узкополосных пространственно-сосредоточенных помех путем совместной пространственно-частотной селекции [3].Known methods for ensuring noise immunity of information transmission systems with code division multiplexing from narrowband spatially concentrated interference. In practice, the following methods are used to combat the indicated interference: signal spectrum rejection (frequency selection) and spatial selection using multi-element antenna arrays. With this in mind, the closest technical option to the claimed method closest in technical essence to the claimed method was chosen to protect communication systems from narrow-band spatially concentrated interference by means of joint spatial-frequency selection [3].

Способ-прототип передачи цифровой информации с кодовым разделением каналов реализуется по известному общему алгоритму. На передающей стороне линии связи получают исходные пакеты данных от источников цифровой информации, налагают на указанные пакеты данных помехоустойчивый код, обрамляют их флагами и/или сигналами старт-стоп и отправляют данные в линию связи. На приемной стороне линии связи снимают указанное обрамление, выполняют декодирование данных и направляютThe prototype method of transmitting digital information with code division multiplexing is implemented according to the well-known general algorithm. On the transmitting side of the communication line, the original data packets are received from digital information sources, an error-correcting code is applied to the indicated data packets, they are framed with flags and / or start-stop signals, and the data are sent to the communication line. At the receiving side of the communication line, said frame is removed, data decoding is performed, and

- 1 033569 пакеты данных потребителю информации.- 1,033569 data packets to the consumer of information.

В известном способе повышение емкости и помехозащищенности систем связи с кодовым разделением каналов в условиях действия пространственно-сосредоточенных или узкополосных помех достигается за счет использования совместной пространственно-частотной селекции. Совместная пространственно-частотная селекция осуществляется при использовании на приемной стороне линии связи адаптивной антенной решетки с произвольным количеством элементов, что необходимо для осуществления пространственной селекции в каждом из частотных каналов. Кроме того, при этом производится также коррекция фазово-частотной структуры полезного сигнала и оптимальное частотное взвешивание. Решение этих задач достигается путем введения алгоритмов вычисления весовых коэффициентов и алгоритмов восстановления фазовой структуры полезного сигнала и оптимального частотного взвешивания при объединении сигналов частотных каналов.In the known method, increasing the capacity and noise immunity of communication systems with code division multiplexing under the action of spatially concentrated or narrow-band interference is achieved through the use of joint spatial-frequency selection. Joint spatial-frequency selection is carried out using an adaptive antenna array with an arbitrary number of elements on the receiving side of the communication line, which is necessary for spatial selection in each of the frequency channels. In addition, the phase-frequency structure of the useful signal and the optimal frequency weighting are also corrected. The solution to these problems is achieved by introducing algorithms for calculating weight coefficients and algorithms for reconstructing the phase structure of a useful signal and optimal frequency weighting when combining the signals of frequency channels.

Недостатком известного способа является сравнительно высокая сложность алгоритмов, применяемых для обработки сигналов. Частотная селекция неизбежно связана с потерей части энергии полезного сигнала и искажениями его автокорреляционной функции, что приводит к дополнительному снижению его качества. Использование методов пространственной селекции приводит к необходимости применения сложных антенных решеток (например, адаптивных), повышения сложности приемных трактов линий связи и, соответственно, требует сложных алгоритмов адаптации. Кроме того, применяемые при этом алгоритмы не обладают достаточным быстродействием для работы в реальных каналах передачи информации, например при высоких скоростях движения источника информации или изменения состояния объекта управления.The disadvantage of this method is the relatively high complexity of the algorithms used for signal processing. Frequency selection is inevitably associated with the loss of part of the energy of the useful signal and distortions of its autocorrelation function, which leads to an additional decrease in its quality. The use of spatial selection methods leads to the need to use complex antenna arrays (for example, adaptive ones), to increase the complexity of the receiving paths of communication lines, and, accordingly, requires complex adaptation algorithms. In addition, the algorithms used in this case do not have sufficient speed for working in real information transfer channels, for example, at high speeds of the movement of the information source or change in the state of the control object.

Таким образом, корреляционная обработка сигнала на приемной стороне линии связи является доминирующим способом организации многоканальной связи при кодовом разделении каналов. Известные способы совершенствования таких систем передачи информации не затрагивают этот базовый принцип их создания. Большинство вариантов усовершенствования известного способа передачи цифровой информации касается повышения достоверности декодирования данных на приемной стороне линии связи. Как правило, такая рационализация системы связи производится за счет значительного усложнения оборудования и алгоритмов обработки принимаемых сигналов.Thus, correlation signal processing at the receiving side of the communication line is the dominant way of organizing multi-channel communication in code division multiplexing. Known methods for improving such information transfer systems do not affect this basic principle of their creation. Most of the options for improving the known method of transmitting digital information relate to increasing the reliability of decoding data on the receiving side of the communication line. As a rule, such a rationalization of the communication system is carried out due to a significant complication of equipment and algorithms for processing received signals.

Разработанный способ передачи цифровой информации приводит к отказу от использования корреляционной обработки принимаемых сигналов и реализуется исключительно программными средствами. Предложенный способ позволяет существенно повысить достоверность передачи данных даже при использовании каналов со сравнительно низким качеством и высокими значениями вероятностей возникновения битовых ошибок (например, каналов проводной связи и радиоканалов).The developed method for transmitting digital information leads to the rejection of the use of correlation processing of received signals and is implemented exclusively by software. The proposed method can significantly increase the reliability of data transfer even when using channels with a relatively low quality and high values of the probability of occurrence of bit errors (for example, wired communication channels and radio channels).

Способ передачи цифровой информации заключается в том, что на передающей стороне линии связи формируют матрицу Адамара, порядок которой соответствует количеству источников информации, а элементы строк отображают значения ортогональных функций Уолша, и присваивают каждую функцию определенному источнику информации. Затем из каждого исходного пакета данных отбирают очередные биты с одинаковыми номерами, преобразуют их в тактовые кодовые представления с помощью вышеуказанных функций Уолша и полученными значениями тактовых кодовых представлений заполняют информационную часть бит-кадра. После этого налагают на нее блочный помехоустойчивый код путем формирования контрольной части бит-кадра, обрамляют обе части бит-кадра флагами и/или сигналами старт-стоп и отправляют данные в линию связи. На приемной стороне линии связи после снятия указанного обрамления проверяют правильность информационной и контрольной части бит-кадра, при необходимости производят их корректировку, восстанавливают битовые значения отдельных пакетов данных на основе использования вышеупомянутых функций Уолша и передают сформированные пакеты данных потребителю информации.The method of transmitting digital information is that a Hadamard matrix is formed on the transmitting side of the communication line, the order of which corresponds to the number of information sources, and the line elements display the values of the Walsh orthogonal functions and assign each function to a specific information source. Then from each source data packet the next bits with the same numbers are selected, converted into clock code representations using the above Walsh functions, and the information part of the bit frame is filled with the received values of the clock code representations. After that, a block error-correcting code is imposed on it by forming the control part of the bit-frame, frame both parts of the bit-frame with flags and / or start-stop signals and send data to the communication line. After removing the specified frame, the correctness of the information and control part of the bit frame is checked on the receiving side of the communication line, if necessary, they are corrected, bit values of individual data packets are restored based on the use of the above Walsh functions, and the generated data packets are transmitted to the information consumer.

Преобразование битов в тактовые кодовые представления на передающей стороне линии связи производят по тактам, количество которых равно числу источников информации, причем в каждом такте определяют значение кодового представления по формуле { р/, v = Ва Λι v + Bnhiv + · · + BiNhNv}. (1)The bits are converted into clock code representations on the transmitting side of the communication line according to clock cycles, the number of which is equal to the number of information sources, and in each clock cycle, the value of the code representation is determined by the formula {p /, v = В а Λι v + Bnhiv + · + B iN h Nv }. (1)

Здесь pi v - значения тактовых кодовых представлений;Here p iv are the values of the clock code representations;

i - номер бит-кадра;i is the number of the bit frame;

v = 1, 2, ..., N - номера последовательных тактов передачи отдельных бит из состава бит-кадра;v = 1, 2, ..., N - numbers of consecutive clock cycles of transmission of individual bits from the composition of the bit frame;

N - количество источников информации;N is the number of information sources;

Biv - бит источника цифровой информации;B iv - bit of the source of digital information;

hkv = ±1 - значения каждой из функций Уолша k-го порядка в тактах передачи.h kv = ± 1 are the values of each of the kth order Walsh functions in transmission clocks.

В случае отсутствия очередного бита в исходном пакете данных место указанного бита в тактовых кодовых представлениях замещают нулем.If there is no next bit in the source data packet, the place of the specified bit in the clock code representations is replaced with zero.

На приемной стороне линии связи по полученному набору тактовых кодовых представлений восстанавливают битовые значения путем рекуррентного решения системы линейных алгебраических уравненийOn the receiving side of the communication line, using the obtained set of clock code representations, bit values are restored by recursively solving a system of linear algebraic equations

- 2 033569 {-^zl^lv -^i'2^2v 4 ... + Bijqhyjv p,· v }. (2)- 2 033569 {- ^ zl ^ lv - ^ i'2 ^ 2v 4 ... + Bijqhyj v p, · v }. (2)

Указанное решение находят за счет попарного алгебраического сложения каждого из вышеуказанных уравнений с номером i и уравнений с номером i+N/2, где i=1, 2, ..., N/2, а также за счет операций попарного алгебраического вычитания тех же уравнений.The specified solution is found due to pairwise algebraic addition of each of the above equations with number i and equations with number i + N / 2, where i = 1, 2, ..., N / 2, and also due to operations of pairwise algebraic subtraction of the same equations.

Реализация предлагаемого способа передачи цифровой информации производится следующим образом.Implementation of the proposed method for transmitting digital information is as follows.

Информационная технология кодового разделения канального ресурса между различными абонентами - источниками данных предполагает, что количество абонентов ограничено некоторым значением n. Передача бит по физическому каналу осуществляется с помощью следующих друг за другом специально построенных информационных блоков в виде бит-кадров. Бит-кадры обеспечивают образование в одном физическом канале некоторого количества N логических каналов, по которым абоненты-источники осуществляют передачу своих пакетов информации, при этом N>n. В каждый из логических каналов одновременно поступает по одному биту из пакета соответствующего абонента - источника с исходной скоростьюInformation technology code division of the channel resource between different subscribers - data sources suggests that the number of subscribers is limited to a certain value of n. The transmission of bits over the physical channel is carried out using successively constructed information blocks in the form of bit frames. Bit frames provide the formation in a single physical channel of a number of N logical channels through which the source subscribers transmit their information packets, with N> n. Each of the logical channels simultaneously receives one bit from the packet of the corresponding subscriber - the source with the original speed

V=Q^/kt, где Q6-k - количество бит в бит-кадре;V = Q ^ / kt, where Q 6-k is the number of bits in a bit frame;

At - длительность формирования бит-кадра.At - the duration of the formation of the bit frame.

Схема движения информации в виде потоков бит от ее источников имеет следующий вид: поток бит источника 1 bi[t + /АГ], bi[t + (/ - 1 )АГ], b\[t + (/ - 2)Ar],..., bi[t + Ar], £>i[/], b\[t - Ar];The flow of information in the form of bit streams from its sources is as follows: source bit stream 1 bi [t + / AH], bi [t + (/ - 1) AH], b \ [t + (/ - 2) Ar] , ..., bi [t + Ar], t> i [/], b \ [t - Ar];

поток бит источника 2 b2[t + /Аг], b2[t + (/ - 1 )Ar], b2[t + (/ - 2)Ar],..., b2[t + Ar], Z>2[r], b2[t - Ar];source bit stream 2 b 2 [t + / Ar], b 2 [t + (/ - 1) Ar], b 2 [t + (/ - 2) Ar], ..., b 2 [t + Ar] , Z> 2 [r], b 2 [t - Ar];

поток бит источника n bn[t + /АГ], bn[t + (i - l)Ar], bn[t + (i - 2)Ar],..., bn[t + Ar], bn\t\, b2\t - Ar]; поток бит источника n+1source bit stream nb n [t + / AG], b n [t + (i - l) Ar], b n [t + (i - 2) Ar], ..., b n [t + Ar], b n \ t \, b 2 \ t - Ar]; source bit stream n + 1

0и + 1[г + /Аг], 0„ +1 [Г + (/ - 1 )Аг], 0и + 1[г + (/ - 2)Аг],...0 and + 1 [r + / Ar], 0 + 1 [T + (/ - 1) Ar], 0 and + 1 [r + (/ - 2) Ar], ...

• · · 0„ +![Г + АГ], 0й + i[r], 0и + 1[Г - АГ];• · · 0 „ + ! [Г + АГ], 0 st + i [r], 0 and + 1 [Г - АГ];

поток бит канала Nchannel bit stream N

0#[Г + /АГ], 0#[Г + (/ - 1 )АГ], ОДГ + (/ - 2)АГ],..., ОД/ + АГ], ОДГ], 0#[Г - АГ].0 # [Г + / АГ], 0 # [Г + (/ - 1) АГ], ОДГ + (/ - 2) АГ], ..., ОД / + АГ], ОДГ], 0 # [Г - AH].

Здесь bj [t+iAt] - значение бита источника j в момент времени t+iAt;Here bj [t + iAt] is the value of the source bit j at time t + iAt;

i = 1, 2, ..., N - текущий номер отсчета времени, соответствующий номеру бит-кадра;i = 1, 2, ..., N - current time reference number corresponding to the number of the bit frame;

j = 1, 2,..., N - номер источника.j = 1, 2, ..., N is the number of the source.

Величина At определяется в зависимости от требуемой скорости V передачи бит в информационных потоках источников. Закрепление источника потока информации с конкретным номером j за некоторым логическим каналом может осуществляться как статически, так и динамически. В то же время номер логического канала на приемной стороне должен однозначно идентифицировать номер источника потока информации.The value of At is determined depending on the required bit rate V in the information flows of the sources. The source of the information stream with a specific number j can be assigned to a certain logical channel both statically and dynamically. At the same time, the logical channel number on the receiving side should uniquely identify the source number of the information flow.

Значение N задает потенциальное количество логических каналов, то есть количество источников, которые одновременно могут использовать ресурс одного физического канала. В незадействованных логических каналах системы идет перманентная передача кодов нулей до момента появления кодовой комбинации бит старт пакета. При заданном значении n числа реальных источников количество логических каналов системы N выбирается исходя из следующего условия:The value N defines the potential number of logical channels, that is, the number of sources that can simultaneously use the resource of one physical channel. In the unused logical channels of the system, the zero codes are permanently transmitted until the code combination of the start packet bits appears. For a given value n of the number of real sources, the number of logical channels of the system N is selected based on the following condition:

#=2“; и > Ant[log2«], (3) где Ant[log2n] - функция Антье верхней целочисленной границы значения log2n.# = 2 “; and> Ant [log 2 “], (3) where Ant [log 2 n] is the Antje function of the upper integer boundary of the value of log 2 n.

В случае N>n избыточные каналы рассматриваются как канальный резерв, который может также специально вводиться с целью обеспечения перспективы развития системы. Каждый бит-кадр состоит из информационной и контрольной части.In the case of N> n, redundant channels are considered as a channel reserve, which can also be specially introduced in order to provide prospects for the development of the system. Each bit-frame consists of an information and control part.

Первоначальная группа операций по реализации разработанного способа передачи цифровой информации заключается в том, что на передающей стороне линии связи формируют матрицу Адамара, порядок которой соответствует количеству источников информации, и присваивают каждую строку матрицы определенному источнику информации.The initial group of operations to implement the developed method for transmitting digital information is that on the transmitting side of the communication line, a Hadamard matrix is formed, the order of which corresponds to the number of information sources, and each row of the matrix is assigned to a specific information source.

Элементами соответствующих строк матрицы Адамара отображаются значения функций Уолша. Справедливо и обратное: значения элементов строк матрицы Адамара соответствуют последовательностям значений определенных функций Уолша.The elements of the corresponding rows of the Hadamard matrix display the values of the Walsh functions. The converse is also true: the values of the elements of the rows of the Hadamard matrix correspond to sequences of values of certain Walsh functions.

Функции Уолша представляют собой дискретные функции, имеющие следующие значения:Walsh functions are discrete functions having the following meanings:

- 3 033569 (4) ^У=ВД = ±1 для k = 1, 2, ..., N в точках v = 1, 2, ..., N.- 3 033569 (4) ^ Y = VD = ± 1 for k = 1, 2, ..., N at the points v = 1, 2, ..., N.

Для каждой функции Уолша эти значения определяются элементами соответствующих k-ых строк матрицы Адамара:For each Walsh function, these values are determined by the elements of the corresponding kth rows of the Hadamard matrix:

Особенность матрицы Адамара заключается в том, что N в данном случае является степенью 2 (2, 4,A feature of the Hadamard matrix is that N in this case is a power of 2 (2, 4,

8, ...), а элементы строк формируются по рекуррентному правилу:8, ...), and the elements of the rows are formed according to the recurrence rule:

Следующей операцией построения бит-кадра на передающей стороне линии связи является формирование битов информационной части бит-кадра, которое выполняется следующим образом.The next operation of constructing a bit frame on the transmitting side of the communication line is the formation of bits of the information part of the bit frame, which is performed as follows.

Общее количество физических битов в информационной части каждого бит-кадра постоянно и равно Его значение определяется соотношением ^=N(1+log2N), которое учитывает количество бит, необходимых для получения результирующих параметров тактовых кодовых представлений в информационной части бит-кадра.The total number of physical bits in the information part of each bit frame is constant and equal. Its value is determined by the relation ^ = N (1 + log 2 N), which takes into account the number of bits necessary to obtain the resulting parameters of the clock code representations in the information part of the bit frame.

Для любого момента времени t+iAt первые по очереди значащие биты потоков всех n функционирующих источников и нулевые биты N-n резервных логических каналов группируются мультиплексором в единый бит-кадр. Из отдельных бит {bj[t+iAt]} информационных потоков предварительно образуется бит-векторная строка:For any time t + iAt, the first significant bits of the streams of all n functioning sources and the zero bits of N-n backup logical channels are grouped by a multiplexer into a single bit-frame. From individual bits {bj [t + iAt]} of information flows, a bit-vector string is preliminarily formed:

Д [ί + iAt] = {By[t + ζΔί]}.(8)D [ί + iAt] = {By [t + ζΔί]}. (8)

В технологических целях элементы строки представляются биполярными единичными значениями:For technological purposes, line elements are represented by bipolar unit values:

By[t + ζΔ/] = + 1, если bj[t + ζΔ/] = 1;(9)By [t + ζΔ /] = + 1 if bj [t + ζΔ /] = 1; (9)

By[t + ζΔ/] = -1, если bj[t + ζ'Δ/] = 0.(10)By [t + ζΔ /] = -1 if bj [t + ζ'Δ /] = 0. (10)

При формировании информационных битов в качестве сигнатуры бит-кадра используется тактированный по времени набор функций Уолша k-го порядка {Wkv}. В каждом такте v выполняется передача не самих значений элементов бит-векторной строки Bi[t+iAt]={Bij[t+iAt]}, а результирующих параметров тактовых кодовых представлений {p v}, которыми заполняется информационная часть i-го бит-кадра:When generating information bits, a time-clocked set of kth order Walsh functions {W kv } is used as the signature of the bit frame. In each step v, the transmission is not of the values of the elements of the bit vector string B i [t + iAt] = {B i j [t + iAt]}, but of the resulting parameters of the clock code representations {p v } with which the information part i- go bit frame:

{Ρί·,ν}=Β,·[ί+ζΔί]χ# (11) при этом р(> v = Bi\hxv + B,2^2v +..·+ Biuhffr. (12){ Ρί ·, ν } = Β, · [ί + ζΔί] χ # No. (11) with p (> v = Bi \ hx v + B, 2 ^ 2v + .. · + Biuhffr. (12)

Размах значений результирующих параметров тактовых кодовых представлений {piv} составляет ±N. Поэтому при заполнении информационной части i-го бит-кадра под размещение каждого параметра с учетом знака физически должно быть использовано (1+log2N) бит, что и определяет общее количество N бит в информационной части пакета.The range of values of the resulting parameters of the clock code representations {p iv } is ± N. Therefore, when filling out the information part of the ith bit frame for placing each parameter, taking into account the sign, (1 + log 2 N) bits should be physically used, which determines the total number of N bits in the information part of the packet.

Для более компактного изложения элементы бит-векторной строки B^t+iAt] далее представляются соответствующими значениями By.For a more compact presentation, the elements of the bit vector string B ^ t + iAt] are further represented by the corresponding By values.

Следующей операцией построения бит-кадра на передающей стороне линии связи является формирование битов его контрольной части.The next operation of constructing a bit frame on the transmitting side of the communication line is the formation of bits of its control part.

Контрольная часть бит-кадра содержит R контрольных битов. Значение R определяется кратностью ошибок q, которые предполагается выявлять и исправлять в каждом бит-кадре:The control part of the bit frame contains R control bits. The value of R is determined by the multiplicity of errors q, which are supposed to be detected and corrected in each bit frame:

R>qM, г1-! <^<2, (13) где 2м - верхняя целочисленная граница длины информационной части.R> qM, r 1 -! <^ <2, (13) where 2 m is the upper integer boundary of the length of the information part.

При этом вероятность остаточных битовых ошибок в бит-кадре Рош б-к после корректировок будет составлять:In this case, the probability of residual bit errors in the bit-frame Р Ош б-к after adjustments will be:

- 4 033569- 4 033569

где Рош к - вероятность возникновения битовой ошибки при передаче информации по симметричному каналу;where R osh to - the probability of a bit error when transmitting information on a symmetric channel;

cq N*+R - количество сочетаний из Хф+R бит по q бит.c q N * + R is the number of combinations of Xf + R bits per q bit.

Приемлемым вариантом выполнения данной операции является, например, применение корректирующего циклического кода на основе порождающего полинома Gr(x) степени г. Если полином РХф-1(х) представляет собой изображающий полином битов кодовой комбинации информационной части биткадра степени Хф-1, то изображающий полином Cr-1(x) битов кодовой комбинации контрольной части бит-кадра степени г-1 определяется остатком от деления изображающего полинома информационной части бит-кадра, сдвинутой на г позиций влево, на порождающий полином:An acceptable embodiment of this operation is, for example, the use of a corrective cyclic code based on a generating polynomial G r (x) of degree g. If the polynomial P X f-1 ( x ) is a bit polynomial representing the code combination of the information part of a bitframe of degree Xf-1, then the representing polynomial C r-1 (x) bits of the code combination of the control part of the bit-frame of degree g-1 is determined by the remainder of the division of the representing polynomial of the information part of the bit-frame shifted by g positions to the left by the generating polynomial:

xT„t_,(x)/G,(x) = C,.,(x). (15)xT „ t _, (x) / G, (x) = C,., (x). (fifteen)

Коэффициенты полинома Cr-1(x) соответствуют битам кодовой комбинации контрольной части биткадра. Коэффициенты изображающего полинома I^+r-1(x) циклического кода, соответствующие битам информационной и контрольной частей, являются результатом следующих поэлементных операций:The coefficients of the polynomial C r-1 (x) correspond to the bits of the code combination of the control part of the bit-frame. The coefficients of the depicting polynomial I ^ + r-1 (x) of the cyclic code corresponding to the bits of the information and control parts are the result of the following element-wise operations:

Вероятность Рош б.к связана с объемами пакетов Qn передачи данных абонентами - источниками и уровнем достоверности Рдост содержащейся в них информации следующим соотношением:Probability R osh b . for packets associated with the volume Q n transmission data subscribers - sources and a confidence level of P Ven information contained therein in the following ratio:

(17)(17)

Завершающими операциями построения бит-кадра на передающей стороне линии связи являются формирование кодовых комбинаций флагов и/или сигналов старт бит-кадра и стоп бит-кадра, а также непосредственная сборка всех составных частей с упаковкой их в единый информационный блок. Кодовые комбинации выстраивают в соответствии с требованиями протокола информационной совместимости передающей и приемной сторон линии связи и плотно логически монтируют в блок совместно с информационной и контрольной частями бит-кадра с помощью операций конкатенации. Подготовленный предлагаемым способом информационный блок готов к передаче по линии связи.The final operations of constructing a bit frame on the transmitting side of the communication line are the formation of code combinations of flags and / or signals for the start of a bit frame and a freeze frame, as well as the direct assembly of all components with their packaging in a single information unit. Code combinations are built in accordance with the requirements of the protocol of informational compatibility of the transmitting and receiving sides of the communication line and are tightly logically mounted in the block together with the information and control parts of the bit-frame using concatenation operations. Prepared by the proposed method, the information block is ready for transmission over the communication line.

Первоначальной операцией распаковки бит-кадра на приемной стороне линии связи является выделение в атомарном виде его составных частей. С этой целью кодовая комбинация бит-кадра логически умножается на четыре константы-выделителя его составных частей вида 111... 11 с соответствующими длинами Q^pr б-к, Хф, R и Q^ б.к. Составные части с помощью операций логического сдвига вправо прижимаются к правым границам разрядной сетки оборудования. Формально проверяется полнота и корректность поступления бит-кадра.The initial operation of unpacking a bit-frame on the receiving side of the communication line is the allocation in atomic form of its components. To this end, a codeword bit frame logically multiplied by the four constant-extractor their parts form 111 ... 11 with appropriate lengths Q ^ pr b-a, Hf, R and Q ^ b. to . Components using logical shift operations to the right are pressed to the right borders of the discharge grid of the equipment. The completeness and correctness of the receipt of the bit frame is formally checked.

Последующая операция распаковки бит-кадра заключается в проверке взаимного соответствия информационной и контрольной частей бит-кадра и выполнении корректирующих действий, если установлен факт наличия ошибок. С этой целью производят синтез изображающего полинома J^+r-1(x) степени Хф+г-1 на основе значений принятых битов совокупности информационной и контрольной частей биткадра. Находят синдром Sr-1(x) в виде остатка от деления синтезированного изображающего полинома J^+r-1(x) на порождающий полином Gr(x):The subsequent operation of unpacking the bit frame is to verify the mutual correspondence of the information and control parts of the bit frame and perform corrective actions if it is established that there are errors. For this purpose, the image polynomial J ^ + r-1 (x) of degree Хф + r-1 is synthesized based on the values of the received bits of the combination of information and control parts of the bit-frame. Find the syndrome S r-1 (x) in the form of the remainder of the division of the synthesized depicting polynomial J ^ + r-1 (x) by the generating polynomial G r (x):

(18)(18)

При тождественно нулевом синдроме Sr-1(x)=0 принимается гипотеза об отсутствии ошибок и ^+r-1(x)=-^+r-1(x).With identically zero syndrome S r-1 (x) = 0, the hypothesis of the absence of errors and ^ + r-1 (x) = - ^ + r-1 (x) is accepted.

Если синдром Sr-1(x) отличен от нуля, то принимается гипотеза о необходимости выполнения корректировки. Одним из известных методов обработки циклических кодов в пункте приема строится изображающий полином E^+r-1(x) для устранения ошибок, и проводятся следующие корректирующие дей ствия:If S r-1 (x) syndrome is non-zero, then the hypothesis of the need for adjustments is accepted. One of the known methods for processing cyclic codes at the reception point is the one depicting the polynomial E ^ + r-1 (x) to eliminate errors, and the following corrective actions are carried out:

^+r-i(*) = ^+r-iW+^+,-iW}mod2. (19)^ + ri (*) = ^ + r-iW + ^ + , -iW} mod2. (19)

Далее на приемной стороне линии связи производится восстановление битов информационных потоков на основании информационной части бит-кадра.Then, on the receiving side of the communication line, bits of information flows are restored based on the information part of the bit frame.

С использованием полученного в i-ом бит-кадре и откорректированного циклическим кодом вектора параметров тактовых кодовых преобразований {ρ^ν}, который соответствует информационной части бит-кадра, и известного набора функций Уолша JWkvj производится восстановление значения элементов бит-векторной строки Bi[t+iAt]={Bj[t+iAt]}. Для восстановления данного значения предлагается использовать способ сепарации, который предполагает решение системы линейных алгебраических уравнений относительно значений By.Using the vector of parameters of the clock code transformations {ρ ^ ν } obtained in the i-th bit frame and corrected by the cyclic code, which corresponds to the information part of the bit frame, and the well-known set of Walsh functions JW kv j, the value of the elements of the bit vector row Bi is restored [t + iAt] = {Bj [t + iAt]}. To restore this value, it is proposed to use the separation method, which involves solving a system of linear algebraic equations with respect to By values.

- 5 033569 {В,\h\v + Bnfax +... +B^h}fV = p,; v}. (20)- 5 033569 {B, \ h \ v + Bnfax + ... + B ^ h} f V = p ,; v }. (20)

Непосредственное решение этих уравнений при реализации предлагаемого способа использовать не представляется возможным по следующей причине. При увеличении количества источников информации, от которых поступают данные в линию связи, до N=32, 64, 128 и выше затраты времени на решение уравнений оказываются крайне большими, в то время как они не должны превышать граничного значения At.The direct solution of these equations when implementing the proposed method is not possible to use for the following reason. With an increase in the number of information sources from which data are transmitted to the communication line to N = 32, 64, 128 and higher, the time required to solve the equations turns out to be extremely large, while they should not exceed the boundary value At.

В связи с этим предлагается следующая схема ускорения способа прямого восстановления значений элементов бит-векторной строки. Для этого используются особенности формирования и свойства вышеупомянутых матриц Адамара HN.In this regard, the following acceleration scheme is proposed for a method for directly recovering the values of elements of a bit-vector string. For this, the formation features and properties of the above Hadamard matrices H N are used .

Одно из свойств матриц Адамара заключается в том, что при транспонировании они не изменяются. Кроме того, в рассматриваемом приложении учитывается тот факт, что множество функций Уолша задается произведениями функций Радемахера:One of the properties of Hadamard matrices is that when transposed, they do not change. In addition, the application under consideration takes into account the fact that the set of Walsh functions is defined by the products of the Rademacher functions:

rk,v = Sign{sin[H2*+ ’]}, (21) ^0,v 1» ^1,v И),vj ^2,v Π,νί ^3,v 7*i>vro)Vj ^4,v i”2,vj ^5,v ^,γΤ’ο,νί ^6,v = r2,vH,v; ^7,v = Ζο,ν. (22)r k , v = Sign {sin [H2 * + ']}, (21) ^ 0, v 1 »^ 1, v И), vj ^ 2, v Π, νί ^ 3, v 7 * i > v ro ) V j ^ 4, vi ”2, vj ^ 5, v ^, γΤ'ο, νί ^ 6, v = r 2 , vH, v; ^ 7, v = Ζο, ν. (22)

При этом значения элементов определенных строк матриц Адамара по количеству знакоперемен соответствуют значениям функций Уолша.Moreover, the values of the elements of certain rows of Hadamard matrices in terms of the number of alternating signs correspond to the values of the Walsh functions.

Для реализации предлагаемого способа передачи цифровой информации выполняют набор многоуровневых нисходящих равносильных преобразований системы ли нейных алгебраических уравнений. Схема вычислений может быть представлена дихотомичным графом с u иерархическими уровнями вершин. При заранее фиксированном значении N=2g на каждом уровне g=1,2,..., u необходимо обеспечить выполнение 2g однотипных шагов с вычислительными операциями сложения или вычитания. При этом *To implement the proposed method for transmitting digital information, a set of multilevel downward equivalent transformations of a system of linear algebraic equations is performed. The calculation scheme can be represented by a dichotomous graph with u hierarchical levels of vertices. With a pre-fixed value of N = 2 g at each level g = 1,2, ..., u, it is necessary to ensure that 2 g of the same steps are performed with the computational operations of addition or subtraction. Wherein *

для уровня g и шага s шаговые параметры p(gsyij в операциях сложения и параметры ρ в операциях вычитания могут быть рекуррентно определены для каждого бит-кадра по факту его поступления на приемную сторону линии связи. Это фактически делает излишней реализацию нисходящего процесса непосредственного преобразования матриц уравнений и резко сокращает общую вычислительную сложность задачи.for level g and step s, the step parameters p ( gs yij in the addition operations and the parameters ρ in the subtraction operations can be recursively determined for each bit frame upon its arrival on the receiving side of the communication line. This actually makes the implementation of the downward process of direct matrix transformation equations and drastically reduces the overall computational complexity of the problem.

Нисходящее равносильное преобразование первого уровня реализуется за счет операций первого шага алгебраического сложения уравнений с номерами 1, 2, ..., N/2 и уравнений с номерами N/2+1, N/2+2, ..., N. С учетом технологии построения матриц Адамара и функций Уолша равносильная система уравнений имеет следующий вид:The downward equivalent first-level transformation is realized due to the operations of the first step of algebraic addition of equations with numbers 1, 2, ..., N / 2 and equations with numbers N / 2 + 1, N / 2 + 2, ..., N. С taking into account the technology for constructing Hadamard matrices and Walsh functions, the equivalent system of equations has the following form:

2[Д1Л1(Л72) + Bi2^2(N/2) + · · · + Д(А/2)^(М2)(^2)] = Р(1, 1), i, (N/2), (23) где для первого уровня преобразований (u=1) и первого шага (s=1) этого уровня2 [Д1Л1 (Л72) + Bi2 ^ 2 (N / 2) + · · + D (А / 2) ^ (М2) (^ 2)] = Р (1, 1), i, (N / 2) , (23) where for the first level of transformations (u = 1) and the first step (s = 1) of this level

Р(1,1), i, 1 ~ Pi, 1 + Pi,(N/2 + l)i P(l, 1), i, 2 = Pi,2 + Pi,(N/2 + 2), ···; Ρ(ϊ,1),ί,(ΝΙ2)-Pi,(NI2) +Ρί,Ν- (24)P (1,1), i, 1 ~ Pi, 1 + Pi, (N / 2 + l) i P (l, 1), i, 2 = Pi, 2 + Pi, (N / 2 + 2), ···; Ρ (ϊ, 1), ί, (ΝΙ2) -Pi, (NI2) + Ρί, Ν- (24)

При шаговых операциях сложения имеет место подавление правой половины совокупности искомых неизвестных Bi(N/2+1), Bi(N/2+2),... B^ и удвоение коэффициентов неизвестных левой половины совокупности Bi1, Bi2,..., Bi(N/2).In step addition operations, the right half of the set of unknowns B i ( N / 2 + 1 ), B i (N / 2 + 2 ), ... B ^ is suppressed and the unknown coefficients of the left half of the set Bi1, Bi2, .. are doubled. ., Bi (N / 2).

На втором шаге выполняются операции вычитания из уравнений с номерами 1, 2, ..., N/2 уравнений с номерами N/2+1, N/2+2, N. Происходит подавление левой половины совокупности искомых неизвестных Bib Bi2,..., Bi(N/2) с удвоением коэффициентов неизвестных правой половины совокупности Bi(N/2+1), Bi(N/2+2), ..., Bflsf. При ЭтомAt the second step, subtraction operations are performed from equations with numbers 1, 2, ..., N / 2 of equations with numbers N / 2 + 1, N / 2 + 2, N. The left half of the set of unknown unknowns is suppressed B ib B i2 , ..., Bi ( N / 2 ) with doubling the unknown coefficients of the right half of the set Bi (N / 2 + 1), Bi (N / 2 + 2 ), ..., Bflsf. Wherein

2[Д(У/2 + 1)^1(Я/2 + 1) + Д(М2 + 1)^2(М2 + 2) + · · · + BiNhNN] ~ P(i,2)i,N ’ где (25)2 [Д (У / 2 + 1) ^ 1 (Я / 2 + 1) + Д (М2 + 1) ^ 2 (М2 + 2) + · · + B iN h NN ] ~ P (i, 2 ) i, N 'where (25)

Ρ(ι.2>/.(ΛΤ/2+1) ~ Pi, 1 ~ pi, (Y/2 + 1); Ρ(1,2)|,(У/2+2) ~ Pi, 2 - pi, (N12 + 2)', · · · (26) ···» P(l, 2)i,(N = JV/2 +JV/2) Pi, (N/2) pi,N‘Ρ (ι.2> /. (ΛΤ / 2 + 1) ~ Pi, 1 ~ pi, (Y / 2 + 1); Ρ (1,2) |, (Y / 2 + 2) ~ Pi, 2 - pi, (N12 + 2) ', · · · (26) ··· »P (l, 2) i, (N = JV / 2 + JV / 2) Pi, (N / 2) pi, N'

Один уровень равносильных преобразований приводит к расчленению каждой системы алгебраических уравнений этого уровня на две системы и одновременно сокращает порядок каждой вновь получаемой системы в два раза, но матрицы равносильных систем без учета умножения на коэффициент 2 остаются матрицами Адамара и их элементы не требуют каких-либо пересчетов. Это позволяет с помощьюOne level of equivalent transformations leads to the division of each system of algebraic equations of this level into two systems and at the same time reduces the order of each newly obtained system by half, but the matrices of equivalent systems without multiplication by a factor of 2 remain Hadamard matrices and their elements do not require any recalculations . This allows using

- 6 033569 операций сложения и вычитания выполнять шаги второго и последующих уровней нисходящих равносильных преобразований. Например, последовательные равносильные преобразования первого шага второго уровня с помощью операций сложения образуют следующий вычислительный процесс:- 6 033569 operations of addition and subtraction to perform the steps of the second and subsequent levels of downward equivalent transformations. For example, successive equivalent transformations of the first step of the second level using the addition operations form the following computational process:

4[5ζ·ι/ίΐ(Λ74) + Bi2h2(№4) +...+ В ^/4/1^/4^/4)] = р(2, 1), i, (Л74),(27) где для первого шага второго уровня преобразований получим:4 [5 ζ · ι / ίΐ (Λ74) + Bi2h 2 (No. 4) + ... + B ^ / 4/1 ^ / 4 ^ / 4)] = p ( 2 , 1), i, (Л74) , (27) where for the first step of the second level of transformations we get:

Р(2,1), 1,1 = Р(1,1), i, 1 + Р(1,1), i, (N14 + 1)J Р(2,1), i, 2 = Р(1,1), i, 2 + Р(1,1), i, (N/4 + 2)5 · · ·'> Р(2, 1), i, (Л/74) _ Р(1,1), /, (М4) + Р(1,1), i, (N12)·(28)P (2,1), 1,1 = P (1,1), i, 1 + P (1,1), i, (N14 + 1) J P (2,1), i, 2 = P ( 1,1), i, 2 + P (1,1), i, (N / 4 + 2) ··· 5 '> P (2, 1), i, (L / 74) _ P (1, 1), /, (М4) + Р (1,1), i, (N12)

После проведения первых шагов нисходящих равносильных преобразований на (u-1) уровнях результирующая система приобретает следующий вид:After the first steps of downward equivalent transformations at (u-1) levels, the resulting system takes the following form:

где p(u - 1,1), i, 1 = Р(« -2,1), i, 1 + Р(« - 2,1), i, Ъ Р(« - 1,1), i, 2 ~ Р(и -2,1), i, 2 + Р(и - 2,1), i, 4· (30)where p (u - 1,1), i, 1 = P ("-2,1), i, 1 + P (" - 2,1), i, b P ("- 1,1), i, 2 ~ P (and -2.1), i, 2 + P (and - 2.1), i, 4

Сложение и вычитание этих уравнений приводит к следующим результатам:Addition and subtraction of these equations leads to the following results:

[2( >](АМ +/ϊ 12)^/1 Р(« -1,1), i, 1 4· р(и-1,1), 1,2 Р(и, 1), i, ь(31) [2(1)](/ϊ21 - h22)Bt2 = Р(и-1,1), i, 1 - P(u- 1,1), i, 2 = P(„,1),,2 ·(32)[2 ( >] (А М + / ϊ 12) ^ / 1 - Р ("-1,1), i, 1 4 · р (и-1,1), 1,2 - Р (и, 1) , i, b (31) [2 (1) ] (/ ϊ21 - h 2 2) Bt2 = P (u-1,1), i, 1 - P (u-1,1), i, 2 = P („, 1) ,, 2 · (32)

Таким образом, обеспечивается прямой расчет значений двух неизвестных:Thus, a direct calculation of the values of two unknowns is provided:

В,\ = [р(И-ι,ΐ), i, 1 + р(м-1,1), i, 2] / [(2(“ > 1 + Ли)] = р(«, 1), i, 1 / 2й;(33)B, \ = [p ( II- v, ΐ), i, 1 + p ( m -1,1), i, 2] / [(2 ( “> 1 + Lie)] = p (α, 1) , i, 1/2 th ; (33)

Дг = [р(«-1,1),i, 1 - Р(и-1,1),i,2] / [(2(“ ^(/ζςι - /122)] — Р(и,1)1,1 / 2м;(34)Dt = [p (α - 1,1), i, 1 - P (u-1,1), i, 2] / [(2 ( “^ (/ ζςι - / 122)] - P ( u , 1 ) 1,1 / 2 m ; (34)

Параллельные равносильные преобразования с помощью операций вычитания образуют процесс расчета значений еще для одной пары неизвестных:Parallel equivalent transformations using subtraction operations form the process of calculating values for another pair of unknowns:

[2(““ 1)][Д(Л72+ 1)^1(У/2 + 1) + Bi(N/2 + 2^l(N/2 + 2)] = Ρ(Β_ι,[„-ι]ψ,(Λ72+1); [2 ( ““ 1) ] [D (A72 + 1) ^ 1 (Y / 2 + 1) + Bi (N / 2 + 2 ^ l (N / 2 + 2)] = Ρ ( Β _ι, [„- ι] ψ, (Λ72 + 1) ;

2(U~l}][Bi(N/2+i)h2(N/2+l) + Вцм2 + 2)h2(NI2 + 2)] = P(„ _[и _ ϊ]*} ^(„/2 + 2); где2 (U ~ l} ] [Bi ( N / 2 + i) h2 (N / 2 + l) + VTsm2 + 2) h2 (NI2 + 2)] = P („_ [ and _ ϊ] *} ^ ( „/ 2 + 2) ; where

P(-l,[a-l]2)i,(N/2 + l) P(u-2, [u - 2]2 ) ί, (Ν/2 +1) _ % - 2, [к - 2]2 )i, (JV/2 + 3) ’ Р(-1.[«-1Г)< ,(N/2 + 2) P(U-2,[u-2]2)i,(N/2 + 2) P(«-2,[u-2]2)i,(N/2 + 4) ‘P (-l, [al] 2 ) i, (N / 2 + l) P (u-2, [u - 2] 2 ) ί, (Ν / 2 +1) _ % - 2, [k - 2 ] 2 ) i, (JV / 2 + 3) ' P (-1. ["- 1G) <, (N / 2 + 2) P ( U -2, [u-2] 2 ) i, (N / 2 + 2) P ("-2, [u-2] 2 ) i, (N / 2 + 4) '

Вычитание и сложение этих уравнений приводит к следующим результатам:Subtraction and addition of these equations leads to the following results:

Bi(N/2 + 2)= Р(а>иф,(*/2 + 1) 1 [(2(И_1)(Л1(№2 + 2)-^2(У/2 + 2)] = Ρ(„,Βψ,(„/2+2) Ζ 2“ίBi (N / 2 + 2) = P ( a> and φ, (* / 2 + 1) 1 [( 2 (I_1) ( A 1 (No. 2 + 2) - ^ 2 (Y / 2 + 2)] = Ρ („, Β ψ, („ / 2 + 2 ) Ζ 2 “ί

Bi(N/2+l) = Ρ(Μ,„ψ,(„/2 + 1) / [(2<М~ 1}(Л1(М2+ 1) + h2(N/2+ 1)] = Ρ^ψ,^ + ι) Ζ 2“>Bi (N / 2 + l) = Ρ ( Μ , „ψ, („ / 2 + 1 ) / [( 2 <М ~ 1} (Л1 (М2 + 1) + h 2 (N / 2 + 1)] = Ρ ^ ψ, ^ + ι) Ζ 2 “>

гдеWhere

P(,,u2)l,(N/2 + 2) “ Ρ(«-1,[«-1]2)/,(Ν/2 + 1) - Р(«-1,^-1^),-,^/2 +2)’ • — * I ♦P (,, u 2 ) l, (N / 2 + 2) “Ρ (- - 1, [- - 1] 2 ) /, (Ν / 2 + 1) - P (- - 1, ^ - 1 ^ ), -, ^ / 2 +2) '• - * I ♦

Ρ(,«2)ί,(Ν/2 + 1) ~ P(u-l,[u-l]2j,i,(N/2 + l) Ρ(«-1,[u-1]2)ί,(Ν/2 + 2) 'Ρ (, “ 2 ) ί, (Ν / 2 + 1) ~ P (ul, [ul] 2 j, i, (N / 2 + l) Ρ (“ - 1, [u-1] 2 ) ί, (Ν / 2 + 2) '

Аналогичным образом формируются конечные выражения для расчетов значений остальных неизвестных на основании предварительно определенных Bi1, Bi2, Bi(N/2+1), Bi(N/2+2). Восстановленные указанным способом на приемной стороне линии связи значения тактовых кодовых представлений в качестве информационных пакетов направляют потребителям информации.In a similar way, final expressions are formed for calculating the values of the remaining unknowns based on the predefined B i1 , B i2 , Bi ( N / 2 + 1 ), Bi (N / 2 + 2 ). The values of clock code representations restored as indicated on the receiving side of the communication line as information packets are sent to information consumers.

Достоинства предлагаемого способаThe advantages of the proposed method

Предлагаемый способ надежной передачи и выделения битов информационных потоков при кодо- (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42)The proposed method for reliable transmission and allocation of bits of information flows with code- (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42)

- 7 033569 вом разделении логических канальных ресурсов основан на реализации принципов CDMA исключительно программными средствами. Это значительно упрощает использование разработанного способа передачи цифровой информации, поскольку не требует поиска и применения сложных и дорогостоящих аппаратных решений. Построение в соответствии с предлагаемым способом программных интеллектуальных мультиплексоров на передающей стороне и сепараторов на приемной стороне линии связи показало высокую эффективность и устойчивость процессов функционирования цифровой системы передачи информации.- 7 033569 in the division of logical channel resources is based on the implementation of CDMA principles exclusively by software. This greatly simplifies the use of the developed method for transmitting digital information, since it does not require the search and application of complex and expensive hardware solutions. The construction in accordance with the proposed method of software intelligent multiplexers on the transmitting side and separators on the receiving side of the communication line showed high efficiency and stability of the functioning processes of the digital information transmission system.

Использование разработанного способа в цифровой системе передачи данных обеспечивает высокую степень достоверности доставки информации до потребителей. Это достигается за счет индивидуальной защиты блочным помехоустойчивым кодом каждого бит-кадра. При воздействии на линию связи помех и иных негативных факторов пораженными оказываются один или несколько бит-кадров, ошибки в каждом из которых обнаруживает помехоустойчивый код и восстанавливает нарушенный бит-кадр. Исследования показали, что на каналах относительно невысокого качества (прежде всего на радиоканалах) со скоростями ошибок 1 х 10-4 - 2х10-3при N=16 вероятность наличия остаточных битовых ошибок в каждом бит-кадре не превышает Рош б-к=5,6х10-5.Using the developed method in a digital data transmission system provides a high degree of reliability of information delivery to consumers. This is achieved due to individual protection by a block error-correcting code of each bit frame. When interference and other negative factors are affected by the communication line, one or several bit frames are affected, errors in each of which are detected by the error-correcting code and restores the broken bit frame. Studies have shown that on channels of relatively low quality (primarily on radio channels) with error rates of 1 x 10 -4 - 2x10 -3 for N = 16, the probability of residual bit errors in each bit frame does not exceed R os bq = 5 , 6x10 -5 .

Даже при сравнительно большом количестве логических каналов в системе (например, N=256) обеспечивается надежная сепарация информационных бит и их разнесение по источникам при допустимых уровнях задержек на выполнение операций. Существенный дополнительный выигрыш по времени возникает за счет того, что на передающей и приемной сторонах линии связи все операции в реальных процессорах обработки бит-кадров осуществляются только с помощью коротких команд целочисленной арифметики.Even with a relatively large number of logical channels in the system (for example, N = 256), reliable separation of information bits and their separation by sources is possible at acceptable levels of delays in performing operations. A significant additional time gain arises due to the fact that on the transmitting and receiving sides of the communication line, all operations in real bit-frame processing processors are carried out only with the help of short integer arithmetic instructions.

Пример реализации предлагаемого способаAn example implementation of the proposed method

Для реализации предлагаемого способа передачи цифровой информации в условиях, максимально приближенных к реальной обстановке, использована система расчетов и моделирования MATLAB 6.0 с расширением Simulink 4.0. В модели передающей стороны линии связи программными средствами воспроизводились операции построения бит-кадров для N=8 и N=16, а также операции их помехоустойчиво го кодирования с помощью циклических кодов и соответствующих порождающих полиномовTo implement the proposed method for transmitting digital information in conditions as close as possible to the real situation, we used the MATLAB 6.0 system of calculations and modeling with the extension Simulink 4.0. In the model of the transmitting side of the communication line, the software reproduced the operations of constructing bit frames for N = 8 and N = 16, as well as the operations of their noise-resistant coding using cyclic codes and corresponding generating polynomials

Cis = X15 + Xй + X10 + X9 + X8 + ΧΊ + X5 + X3 + X1 + Х+ 1 (107657), С212118 + JT17 + JT15 + JT14 + JT1211 +Х* +Х1 + X6 + X5 + + Ύ+ 1(11554743), которые обеспечивают выявление и исправление трехкратных ошибок в каждом бит-кадре (q=3). В модели линии связи воспроизводились искажения отдельных бит передаваемого кадра, при этом было сделано допущение о симметричных искажениях нулевых и единичных бит с вероятностью Рош к.Cis = X 15 + X th + X 10 + X 9 + X 8 + Χ Ί + X 5 + X 3 + X 1 + X + 1 (107657), C 21 = Ύ 21 + Ύ 18 + JT 17 + JT 15 + JT 14 + JT 12 + Ύ 11 + X * + X 1 + X 6 + X 5 + + Ύ + 1 (11554743), which provide detection and correction of three-time errors in each bit frame (q = 3). In the model of the communication line, distortions of individual bits of the transmitted frame were reproduced, while an assumption was made about the symmetric distortions of zero and single bits with a probability of Rshk .

Таблица 1. Достоверность передачи информации.Table 1. Reliability of information transfer.

Q Q Μ Μ R R Rom к Rom to ΡОШ 6-κ Ρ OSH 6-κ β; (бит) при уровне достоверности информации 0,98 β; (bit) at information confidence level 0.98 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 β=3 β = 3 8,32 8.32 5 5 15 fifteen 5·10'4 5 · 10 ' 4 1,1·10-1,110 - ' 1 836 600 1 836 600 1·10’3 1 · 10 ' 3 1,7·10-7 1.7 · 10 -7 118 840 118,840 2·103 2 · 10 3 2,7·10“6 2.7 · 10 “ 6 748 748 16,80 16.80 7 7 21 21 5·10’4 5 · 10 ' 4 2,5·10~7 2.5 · 10 ~ 7 80 811 80 811 1·10~3 1 · 10 ~ 3 3,8·10-6 3.8 · 10 -6 5317 5317 2·10’3 2 · 10 ' 3 5,6·10~5 5,610 ~ 5 360 360

Результаты моделирования и расчетов, сопоставления вероятностей Рош б-к остаточных битовых ошибок в бит-кадре после корректировок помехоустойчивым кодом и рациональные объемы пакетов би» при которых достигается достоверность их передачи не ниже уровня 0,98, приведены в табл. 1. Из анализа данных табл. 1 следует, что предлагаемый способ для всех логических каналов обеспечивает достаточно высокий уровень достоверности информации в передаваемых пакетах. При этом пакеты могут иметь значительные объемы даже при использовании каналов со сравнительно низким качеством иThe results of modeling and calculations, comparing the probabilities R w bk of residual bit errors in a bit frame after adjustments by an error-correcting code and rational volumes of bi packets ”at which the reliability of their transmission is achieved not lower than 0.98, are given in Table. 1. From the analysis of the data table. 1 it follows that the proposed method for all logical channels provides a sufficiently high level of reliability of information in the transmitted packets. At the same time, packages can have significant volumes even when using channels with relatively low quality and

- 8 033569 высокими значениями вероятностей возникновения битовых ошибок (например, для каналов проводной связи и радиоканалов).- 8 033569 high values of probabilities of occurrence of bit errors (for example, for wire communication channels and radio channels).

Анализ результатов моделирования показал, что вычислительный процесс при передаче цифровой информации по разработанному способу организуется с помощью последовательных операций и является достаточно однородным. Ниже представлен развернутый дихотомичный вычислительный процесс обработки бит-кадров на передающей и приемной сторонах линии связи для N=8, u=3. Результирующие параметры тактовых кодовых представлений определяются в соответствии с выражениями (23)-(42).Analysis of the simulation results showed that the computational process when transmitting digital information according to the developed method is organized using sequential operations and is quite homogeneous. Below is a detailed dichotomous computational process for processing bit frames on the transmitting and receiving sides of the communication line for N = 8, u = 3. The resulting parameters of the clock code representations are determined in accordance with expressions (23) - (42).

1. Матрица Адамара на передающей стороне линии связи:1. Hadamard matrix on the transmitting side of the communication line:

5ц-1 h\2 -15c-1 h \ 2 -1

Й21 — 1 А22 = — 1J21 - 1 A22 = - 1

Л31 = 1 Л32= 1L31 = 1 L32 = 1

Л41 = 1 Л42 = — 1L41 = 1 L42 = - 1

5si = 1 ^52 = 15si = 1 ^ 52 = 1

5б1 = 1 ^62 ~ - 1 hq\ — 1 Л72 = 15b1 = 1 ^ 62 ~ - 1 hq \ - 1 L72 = 1

581 = 1 582 = — 15 8 1 = 1 5 8 2 = - 1

513 =1 /214 = 1513 = 1/214 = 1

Й23 == 1 /^24 = — 1J23 == 1 / ^ 24 = - 1

А33 = — 1 Л34 = — 1A33 = - 1 L34 = - 1

Л43 = — 1 Л44 = 1L43 = - 1 L44 = 1

Л53 = 1 /254 = 1L53 = 1/254 = 1

Лбз = 1 Лб4 = — 1 /273 = — 1 /274 = - 1Lbz = 1 Lb4 = - 1/273 = - 1/274 = - 1

583 = — 1 /284 = 1 /215 = 1 /216 = 1 /225 = 1 /226 = “ 1 /235 =1 /236 - 1 /245 = 1 /246 = — 1 /255 = - 1 Л56= -1 /265 = — 1 /266 =1 /275 = — 1 /176 = —1 /285 - ~ 1 /^86 =1 /217 = 1 /218 =15 83 = - 1/284 = 1/215 = 1/216 = 1/225 = 1/226 = “1/235 = 1/236 - 1/245 = 1/246 = - 1/255 = - 1 L 56 = -1 / 265 = - 1/266 = 1/275 = - 1/176 = –1 / 285 - ~ 1 / ^ 86 = 1/217 = 1/218 = 1

Л27 = 1 /228 = -1L27 = 1/228 = -1

Л37 = — 1 Л38 = —1 /247 = — 1 /г48 =1 /257 = — 1 /258= — 1 /267 = — 1 /268 =1 /277 = 1 /*78 =1 /287 = 1 /*88 = — 1·= L37 - L38 1 = -1 / 247 = - 1 / d 48 = 1/257 = - 1/258 = - 1/267 = - 1/268 = 1/277 = 1 / * 78 = 1/287 = 1 / * 88 = - 1

2. Состав бит-кадра на передающей стороне линии связи:2. The composition of the bit frame on the transmitting side of the communication line:

5,1, 5,2, 5,·3, 5,4, Bfi, В ft,5.1, 5.2, 5, 3 , 5.4, Bfi, B ft,

Вц, В%,Vts, V%,

3. Равенства для расчета кодовых представлений на передающей стороне линии связи:3. Equalities for calculating code representations on the transmitting side of a communication line:

pi,1 = Bahn + Bi2h2X + 5,3531 + 5,454i + Bi5h5i + Bi6h6i + Bnh7l + 5,858ι pi, 2 = Bnhn + Bahii + Bi3h32 + Biith^2 + Bi5h52 + Bi6h62 + Bi7h72 + 5,8582 pi, 3 = Bnhl3 + Д2/*2з + 5,з533 + В uh + B^hy, + Bfth^ + Bi7h73 + 5,8583 р,·. 4 = Bnhu + B^h-iu + 5,3/234 + B^h^ + Bi3h^ + Bi6hM + Bi7h7i, + B^hM pi, 1 = B a h n + B i2 h 2X + 5, 3 5 31 + 5, 4 5 4 i + B i5 h 5i + B i6 h 6i + Bnh 7l + 5, 8 5 8 ι pi, 2 = Bnhn + Bahii + B i3 h 32 + B iit h ^ 2 + B i5 h 52 + B i6 h 62 + B i7 h 72 + 5, 8 5 82 pi, 3 = B n h l3 + Д 2 / * 2з + 5, s5 33 + B uh + B ^ hy, + Bfth ^ + B i7 h 73 + 5, 8 5 83 p. 4 = Bnhu + B ^ h-iu + 5.3 / 234 + B ^ h ^ + Bi 3 h ^ + B i6 h M + B i7 h 7i , + B ^ h M

Pi, 5 ~ Bi\h\s + 5,-2525 + Bi3h33 + 5,-4/245 + 5,-5/255 + Bi6hb5 + 5,7/275 + 5,8585 Pi, 5 ~ Bi \ h \ s + 5, - 2 5 25 + B i3 h 33 + 5, -4 / 245 + 5, -5 / 255 + B i6 h b5 + 5.7 / 275 + 5, 8 5 85

Pi, 6 = 5,1516 + 5,-2526 + 5,3536 + 5,4546 + 5,-5556 + Bi6h6f) + Bi7h76 + B^h^Pi, 6 = 5.1516 + 5, - 2 5 26 + 5, 3 5 36 + 5, 4 5 46 + 5, - 5 5 56 + B i6 h 6f) + B i7 h 76 + B ^ h ^

Pt, 7 - Bt\h\7 + Bt2h27 + Bi3h37 + Β^7 + B^h^ + B^h^ + Bi7h77 + B^h^Pt, 7 - Bt \ h \ 7 + B t2 h 27 + B i3 h 37 + Β ^ 7 + B ^ h ^ + B ^ h ^ + B i7 h 77 + B ^ h ^

Pt, 8 = 5,iAi8 + Вй528 + 5,з5з8 + 5,·4548 + 5,5558 + 5,-б568 + Bnh7% + B,8588.Pt, 5 = 8, iAi 8 + B 28 + 5 minutes 5 z5z8 + 5 · 48 May 4 + 5, 5 + 5 58 5 68 -b5 + B n h 7% + B, 8 5 88.

4. Состав информационной части бит-кадра на передающей стороне линии связи:4. The composition of the information part of the bit frame on the transmitting side of the communication line:

Pi, 1 Pi, 2 р/,3 Pi, 4 Pi, 5 Pi, 6 Pi, 7 Ρί,8·Pi, 1 Pi, 2 r /, 3 Pi, 4 Pi, 5 Pi, 6 Pi, 7 Ρί, 8

5. Помехоустойчивое кодирование бит-кадра циклическим кодом с порождающим полиномом на передающей стороне линии связи.5. Noise-tolerant coding of the bit frame by a cyclic code with a generating polynomial on the transmitting side of the communication line.

6. Помехоустойчивое декодирование бит-кадра циклическим кодом с порождающим полиномом6. Noise-resistant decoding of a bit frame by a cyclic code with a generating polynomial

G15 = %15 + X11 + X10 + X9 + Xs + X1 + X5 + X3 + X2 + Х+ 1 (107657) на приемной стороне линии связи.G15 =% 15 + X 11 + X 10 + X 9 + X s + X 1 + X 5 + X 3 + X 2 + X + 1 (107657) on the receiving side of the communication line.

7. Рекуррентная селекция бит источников информации на приемной стороне линии связи по следующим уравнениям:7. Recursive selection of bits of information sources on the receiving side of the communication line according to the following equations:

5,15ц + Β,252ι + 5,3531 + B,454i + Bi5h5l + 5,·656ι + Bnhlx + Β,858ι = p(j 15.15c + Β, 2 5 2 ι + 5, 3 5 3 1 + B, 4 5 4 i + B i5 h 5l + 5, · 6 5 6 ι + B n h lx + Β, 8 5 8 ι = p (j 1

5,1512 + Bi2h22 + В,35з2 + Bi4h42 + Bi5h52 + Bi6h62 + 5,7572 + B,8582 = Pi, 25.1512 + B i2 h 22 + B, 3 5c2 + B i4 h 42 + B i5 h 52 + B i6 h 62 + 5, 7 5 72 + B, 8 5 8 2 = Pi, 2

- 9 033569- 9 033569

Д1 Дз + Bah23 + Bi3h33 + BiAh^ + Bi5h53 + Bi6h63 + Bnh73 + B^h^ = p(, 3 D1 Dz + B a h 23 + B i3 h 33 + B iA h ^ + B i5 h 5 3 + B i6 h 63 + B n h 73 + B ^ h ^ = p ( , 3

Д1#14 + Bi2h24 + Bi3h34 + Βί4^44 + Bi5h54 + Bi6hM + Bnh-)4 + Β(8Λ84 = ρ(> 4D1 # 14 + B i2 h 2 4 + B i3 h 3 4 + Βί4 ^ 44 + B i5 h 54 + B i6 h M + B n h-) 4 + Β (8 Λ 84 = ρ (> 4

Д1Д5 + Bnfas + Д3Д5 + Д4А45 + Bi5h55 + Biffas + Д7Й75 + Bh&5 = pit 5 D1D5 + Bnfas + D3D5 + D4A45 + B i5 h 55 + Biffas + D7Y75 + B No. h & 5 = p it 5

Вцк\ь + Bi2h26 + Д3А36 + ДчДб + Вцкз6 + Blbh6(i + Bnh7(, + Д8Л86 = p,, 6 WCC \ b + B i2 h 26 + D3A36 + DchDb + WCC 6 + B lb h 6 (i + B n h 7 ( , + D 8 L 86 = p ,, 6

Д1Д7 + Bt2h27 + Д3Л37 + Д4Д7 + Bi5h57 + Bi6h67 + Bl7h77 + BiShS7 = pz, 7 Д1Д 8 + Д1Д8 + Дз#38 + Я4Л48 + Д'5^58 + Bibh^ + Bnh7% + Βι8Λ88 = pz, 8.D1D7 + B t2 h 27 + D3L37 + D4D7 + B i5 h 57 + B i6 h 67 + B l7 h 77 + B iS h S7 = p z , 7 D1D 8 + D1D 8 + Dz # 38 + Y4L48 + D'5 ^ 58 + Bibh ^ + B n h 7 % + Β ι8 Λ 88 = p z , 8 .

Первый уровень рекуррентных преобразований (g=1)The first level of recurrent transformations (g = 1)

Операции сложения первого шага (s=1) первого уровня:The operations of adding the first step (s = 1) of the first level:

2[Д1Лц + Bi2h2\ + Д3Д1 + Д4Д1] = pi, 1 + Pi, 5 = р(1, i), t, 1 2[Д1Д2 + Ва1422 + Д3Л32 + Д4Д2] = р/, 2 + Pi, 6 = P(i, i), t, 2 2[Д1Дз + Bi2h23 + Bi3h33 + Д4Дз] = pz, 3 + Ρ», 7 = P(i, i), /, 3 2[.В/1/?14 + 5/2^24 В 13^34 + £/4/^44] pZ, 4 + pZ, 8 P(l, η, z, 4.2 [Д1Лц + B i2 h 2 \ + Д3Д1 + Д4Д1] = pi, 1 + Pi, 5 = р (1, i), t, 1 2 [Д1Д 2 + В а 14 22 + Д3Л32 + Д4Д2] = р / , 2 + Pi, 6 = P (i, i), t, 2 2 [Д1Дз + B i2 h 23 + B i3 h33 + Д 4 Дз] = p z , 3 + Ρ ”, 7 = P (i, i ), /, 3 2 [.В / 1 /? 14 + 5/2 ^ 24 В 13 ^ 34 + £ / 4 / ^ 44] p Z , 4 + p Z , 8 P (l, η, z , 4 .

Операции вычитания второго шага (s=2) первого уровня:Subtraction operations of the second step (s = 2) of the first level:

2[2?z5/i51 + Bi6hf,\ + Bi7h7\ + B/8/28i] = pz, ι - pz, 5 = pj, 2)/,5 2[Bi5/i52 + Вi6h62 + Bi7h72 + Bz8/z82] = pz, 2 ~ Pi, 6 = P(i, 2)«, 6 2[Bl5hS3 + Bi6h63 + Bi7h73 + Д88з] = pz, 3 - pz, 7 = p(t 2}, 7 2[5i5^54 + Дб#64 + Bi7h74 + Д8/г84] = Pi, 4 ~ Pi, 8 = P(l, 2) /, 8 ·2 [2? z5 / i 51 + B i6 hf, \ + B i7 h 7 \ + B / 8/2 8 i] = p z , ι - p z , 5 = pj, 2) /, 5 2 [B i5 / i52 + In i6 h 62 + B i7 h 72 + B z8 / z 82 ] = pz, 2 ~ Pi, 6 = P (i, 2), 6 2 [B l5 h S3 + B i6 h 6 3 + B i7 h 73 + D 8 / g 8 s] = p z , 3 - p z , 7 = p ( t 2 }, 7 2 [5i5 ^ 54 + DB # 64 + Bi7h74 + D8 / g84] = Pi, 4 ~ Pi, 8 = P (l, 2) /, 8

Второй уровень рекуррентных преобразований (g=2)The second level of recurrent transformations (g = 2)

Операции сложения первого шага (s=1) второго уровня:The operations of adding the first step (s = 1) of the second level:

4[Д1Д 1 + Д?Д1] = р(1, I), /, I + р(1,1), i, з = р(2,1), i, 14 [D1D 1 + D? D1] = p (1, I), /, I + p (1,1), i, s = p (2,1), i, 1

4[Д1А12 + Д2Д2] - р(1, 1), i, 2 + р(1, 1), i, 4 = Р(2,1), /, 2Операции вычитания второго шага (s=2) второго уровня:4 [D1A12 + D2D2] - p (1, 1), i, 2 + p (1, 1), i, 4 = P (2,1), /, 2 Subtraction operations of the second step (s = 2) of the second level:

4[В;3Й31 + Βζ4/241] = р(1, 1), i, 1 - р(1,1), i, з = Р(2,2)/,34 [B; 3 3131 + Β ζ4 / 2 4 1] = p (1, 1), i, 1 - p (1,1), i, s = P (2,2) /, 3

4[Bi3/l32 + 5/4^42] = р(1,1), i, 2 ~ Р(1,1), i, 4 = Р(2,2)/,4 ·4 [B i3 / l32 + 5/4 ^ 42] = p (1,1), i, 2 ~ P (1,1), i, 4 = P (2,2) /, 4 ·

Операции сложения третьего шага (s=3) второго уровня:The operations of adding the third step (s = 3) of the second level:

4[Д551 + В/6^61] = Р(1,2)/,5 + Р(1,2)/,74 [D 5 / g 5 1 + B / 6 ^ 61] = P (1,2) /, 5 + P (1,2) /, 7

- Р(2,3), i, 5 ” Р(2, 3), i, 6·- P (2,3), i, 5 ”P (2, 3), i, 6 ·

Р(2,4)/,84[Β,5λ52 + Bi^lei] - P(l, 2)/,6 + Р(1,2)/,8P (2,4) /, 84 [Β, 5 λ 5 2 + Bi ^ lei] - P (l, 2) /, 6 + P (1,2) /, 8

Операции вычитания четвертого шага (s=4) второго уровня:Subtraction operations of the fourth step (s = 4) of the second level:

4[В/7//71 + В;-8Л81] = Р(1,2)/,5 Р(1,2)/,74 [B / 7 // 71 + B ; - 8 L 8 1] = P (1, 2 ) /, 5 - P (1,2) /, 7

4[Bi7h72 + B%h$2\ = Ρ(ι,2)/,6 “ Р(1,2)/, 84 [B i7 h 72 + B% h $ 2 \ = Ρ (v, 2) /, 6 “P (1,2) /, 8

Третий уровень рекуррентных преобразований (g=u=3)The third level of recurrent transformations (g = u = 3)

Операция сложения первого шага (s=1) третьего уровня:The operation of adding the first step (s = 1) of the third level:

Д1 = [р(2,1), i, 1 + р(2,1), ι, г]/8 ~ р(3,1), i, 1Операция вычитания второго шага (s=1) второго уровня:D1 = [p (2,1), i, 1 + p (2,1), v, r] / 8 ~ p (3,1), i, 1 Subtraction operation of the second step (s = 1) of the second level:

Д-2 = [р(2,1), /, 1 “ Р(2,1), i, г]/8 = р(3 2\ i, 2 Операция сложения третьего шага (s=3) третьего уровня:D-2 = [p (2,1), /, 1 “P (2,1), i, r] / 8 = p ( 3 2 \ i, 2 The operation of adding the third step (s = 3) of the third level:

Дз ~ [P(2,2)i,3 + Р(2,2)/,4]/8 = Р(3, 3),1,3Операция вычитания четвертого шага (s=4) третьего уровня:Dz ~ [P (2,2) i, 3 + P (2,2) /, 4] / 8 = P (3, 3), 1.3 The operation of subtracting the fourth step (s = 4) of the third level:

- 10 033569 ^/4 [ P (2,2) /,3 “ P (2,2) /, 4 ДО p (3,4) if 4 ·- 10 033569 ^ / 4 [P (2,2) /, 3 “P (2,2) /, 4 TO p (3,4) if 4 ·

Операция сложения пятого шага (s=5) третьего уровня:The operation of adding the fifth step (s = 5) of the third level:

Д-5 = [р(2,з)/,5 + Р(2,3) i,6 = Р(3, 5), /, 5Операция вычитания шестого шага (s=6) второго уровня:D-5 = [p (2, s) /, 5 + P (2,3) i, 6 = P (3, 5), /, 5 The operation of subtracting the sixth step (s = 6) of the second level:

Bi6 = [Р(2,3)/,5 “ Р(2,3) /,6 У8 = Р(3,6)/,5 ·Bi6 = [P (2,3) /, 5 “P (2,3) /, 6 Y8 = P (3,6) /, 5 ·

Операция сложения седьмого шага (s=7) третьего уровня:The operation of adding the seventh step (s = 7) of the third level:

Вп= [P(2,4ji,7 + Р(2. 8 VS = Р(3, 7),(,7Операция вычитания восьмого шага (s=8) третьего уровня:Bn = [P (2,4ji, 7 + P (2. 8 VS = P (3, 7), (, 7) The operation of subtracting the eighth step (s = 8) of the third level:

Де = [р(2,4)/,7 “ Р(2,4)/,8^ = Р(3,8)/,7 ·De = [p ( 2 , 4) /, 7 “P (2,4) /, 8 ^ = P (3,8) /, 7 ·

Восстановленные указанным способом на приемной стороне линии связи значения битов Bib Bi2, Bi3, Bi4, Bi5, Bi6, Bi7, Bi8 направляют потребителям информации.The values of bits B ib B i2 , B i3 , B i4 , B i5 , B i6 , B i7 , B i8 recovered by the indicated method on the receiving side of the communication line send information to consumers.

Аналогичным образом указанные параметры рассчитываются практически для любого количества источников информации, участвующих в формировании данных на передающей стороне линии связи. Источники информации, использованные при составлении описанияSimilarly, these parameters are calculated for almost any number of information sources involved in the formation of data on the transmitting side of the communication line. Sources of information used in compiling the description

1. Феер, К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000. - 520 с.1. Feer, K. Wireless Digital Communications. Methods of modulation and spreading / Per. from English M .: Radio and communications, 2000 .-- 520 p.

2. Чугаева В.И. Способ корреляционной обработки широкополосных сигналов. Патент РФ 2185658, кл. G06G 7/19, приоритет 30.08.2000, опубл. 20.07.2002.2. Chugaev V.I. The method of correlation processing of broadband signals. RF patent 2185658, cl. G06G 7/19, priority 30.08.2000, publ. 07/20/2002.

3. Савинков А. Ю. Алгоритм квазиоптимального двухантенного приема широкополосного сигнала в условиях пространственно-сосредоточенных помех//Теория и техника радиосвязи, 1998, вып.2 (прототип).3. Savinkov A. Yu. Algorithm for quasi-optimal two-antenna reception of a broadband signal in the conditions of spatially concentrated interference // Theory and technique of radio communication, 1998, issue 2 (prototype).

Claims (4)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ передачи цифровой информации, заключающийся в том, что на передающей стороне линии связи получают исходные пакеты данных от источников цифровой информации, налагают на указанные пакеты данных помехоустойчивый код, обрамляют их флагами и/или сигналами старт-стоп и отправляют данные в линию связи, а на приемной стороне линии связи снимают указанное обрамление, выполняют декодирование данных и направляют пакеты данных потребителю информации, отличающийся тем, что на передающей стороне формируют матрицу Адамара, порядок которой соответствует количеству источников информации, а элементы строк отображают значения ортогональных функций Уолша, и присваивают каждую строку матрицы определенному источнику информации, затем из каждого исходного пакета данных отбирают очередные биты с одинаковыми номерами, преобразуют их в тактовые кодовые представления с помощью вышеуказанных функций Уолша, полученными значениями тактовых кодовых представлений заполняют информационную часть бит-кадра, налагают на нее блочный помехоустойчивый код путем формирования контрольной части бит-кадра, обрамляют обе части бит-кадра флагами и/или сигналами старт-стоп и отправляют данные в линию связи, а на приемной стороне после снятия указанного обрамления проверяют правильность информационной и контрольной части бит-кадра, при необходимости производят их корректировку, восстанавливают битовые значения отдельных пакетов данных на основе использования вышеупомянутых функций Уолша и передают сформированные пакеты данных потребителю информации.1. The method of transmitting digital information, which consists in the fact that on the transmitting side of the communication line receive the original data packets from digital information sources, impose a noise-resistant code on these data packets, frame them with flags and / or start-stop signals and send data to the communication line , and on the receiving side of the communication line, the indicated frame is removed, data decoding is performed, and data packets are sent to the information consumer, characterized in that the Hadamard matrix is formed on the transmitting side, the order of which with corresponds to the number of information sources, and the row elements display the values of the orthogonal Walsh functions, and assign each row of the matrix to a specific information source, then the next bits with the same numbers are selected from each source data packet, they are converted into clock code representations using the above Walsh functions obtained by the values clock code representations fill the information part of the bit-frame, impose a block noise-resistant code on it by forming a control part bit frame, frame both parts of the bit frame with start-stop flags and / or signals and send data to the communication line, and on the receiving side after removing this frame check the correctness of the information and control part of the bit frame, if necessary, make corrections, restore the bit values of individual data packets based on the use of the above Walsh functions and transmit the generated data packets to the information consumer. 2. Способ передачи цифровой информации по п.1, отличающийся тем, что на передающей стороне линии связи преобразование битов в тактовые кодовые представления производят по тактам, количество которых равно числу источников информации, причем в каждом такте определяют значение кодового представления по формуле2. The method of transmitting digital information according to claim 1, characterized in that on the transmitting side of the communication line, the conversion of bits into clock code representations is performed by clock cycles, the number of which is equal to the number of information sources, and in each clock cycle, the value of the code representation is determined by the formula где p^v - значения тактовых кодовых представлений;where p ^ v are the values of the clock code representations; i - номер бит-кадра;i is the number of the bit frame; v=1, 2, ..., N - номера последовательных тактов передачи отдельных бит из состава бит-кадра;v = 1, 2 ... N - количество источников информации;N is the number of information sources; Biv - бит источника цифровой информации;Biv - bit of the source of digital information; hkv=±1 - значения каждой из функций Уолша k-го порядка в тактах передачи.h kv = ± 1 are the values of each of the kth order Walsh functions in transmission clocks. 3. Способ передачи цифровой информации по п.1, отличающийся тем, что на передающей стороне линии связи в случае отсутствия очередного бита в исходном пакете данных место указанного бита в тактовых кодовых представлениях замещают нулем.3. The method of transmitting digital information according to claim 1, characterized in that on the transmitting side of the communication line in the absence of the next bit in the original data packet, the place of the specified bit in the clock code representations is replaced by zero. 4. Способ передачи цифровой информации по п.1, отличающийся тем, что на приемной стороне линии связи по полученному набору тактовых кодовых представлений восстанавливают битовые значения путем рекуррентного решения системы линейных алгебраических уравнений4. The method of transmitting digital information according to claim 1, characterized in that on the receiving side of the communication line from the received set of clock code representations, bit values are restored by recursively solving a system of linear algebraic equations - 11 033569 {Β,ιΛίν + ΒΩΛ2ν + ... + BiNhNv = pi, ν }, причем их решение находят за счет попарного алгебраического сложения каждого из вышеуказанных уравнений с номером i и уравнений с номером i+N/2, где i=1, 2, ..., N/2, а также за счет операций попарного алгебраического вычитания тех же уравнений.- 11 033569 {Β, ιΛίν + Β Ω Λ 2 ν + ... + B iN h Nv = pi, ν}, and their solution is found due to pairwise algebraic addition of each of the above equations with number i and equations with number i + N / 2, where i = 1, 2, ..., N / 2, and also due to the operations of pairwise algebraic subtraction of the same equations. Евразийская патентная организация, ЕАПВEurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2
EA201800034A 2017-12-08 2017-12-08 Method of digital data transfer EA033569B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201800034A EA033569B1 (en) 2017-12-08 2017-12-08 Method of digital data transfer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201800034A EA033569B1 (en) 2017-12-08 2017-12-08 Method of digital data transfer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201800034A1 EA201800034A1 (en) 2019-06-28
EA033569B1 true EA033569B1 (en) 2019-11-06

Family

ID=66998785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201800034A EA033569B1 (en) 2017-12-08 2017-12-08 Method of digital data transfer

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA033569B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5193094A (en) * 1990-03-07 1993-03-09 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for generating super-orthogonal convolutional codes and the decoding thereof
RU2185658C2 (en) * 2000-08-30 2002-07-20 Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи Method for correlating broadband signal processing
RU2191470C2 (en) * 1996-01-12 2002-10-20 Нокиа Мобайл Фоунс Лтд. Data transmission process and signal coding device
US20040190604A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-30 Veerendra Bhora Walsh-Hadamard decoder
RU2310281C2 (en) * 2001-06-07 2007-11-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for assigning a walsh space in communication system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5193094A (en) * 1990-03-07 1993-03-09 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for generating super-orthogonal convolutional codes and the decoding thereof
RU2191470C2 (en) * 1996-01-12 2002-10-20 Нокиа Мобайл Фоунс Лтд. Data transmission process and signal coding device
RU2185658C2 (en) * 2000-08-30 2002-07-20 Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи Method for correlating broadband signal processing
RU2310281C2 (en) * 2001-06-07 2007-11-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for assigning a walsh space in communication system
US20040190604A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-30 Veerendra Bhora Walsh-Hadamard decoder

Also Published As

Publication number Publication date
EA201800034A1 (en) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101116250B (en) Error correction encoding device and error correction decoding device
Wu et al. Reducing repair traffic for erasure coding-based storage via interference alignment
CN103380585B (en) Input bit error rate presuming method and device thereof
KR20180015744A (en) Method, apparatus and system for transmitting and receiving code block data streams
JP2018517371A (en) Data processing method, communication device, and communication system
US9716605B2 (en) Scrambling method and scrambling apparatus
CN106576010A (en) Passive optical network framing method, device and system
CN102130742A (en) Method and device for encoding and decoding of error correcting codes
CN105429726A (en) Business mapping processing method of optical transport network, devices and system
KR20100032301A (en) Method and apparatus for configuring protocol header in wireless communication system
CN106465469A (en) Encapsulation of digital communications traffic for transmission on an optical link
CN108183771A (en) Data processing method, equipment and system in optical network system
CN112118073B (en) Data processing method, optical transmission equipment and digital processing chip
CN108270508A (en) A kind of cyclic redundancy check (CRC) implementation method, device and the network equipment
JP2008060820A (en) Optical concentrator and optical subscriber device
EA033569B1 (en) Method of digital data transfer
US7124064B1 (en) Automatic generation of hardware description language code for complex polynomial functions
CN101848055A (en) Method and device for correcting data
CN103763064A (en) CRC code generating method and circuit applicable to ultra-high-speed communication system
CN105103482B (en) The method, apparatus and system that signal transmits in optical transfer network
CN109412746B (en) Data processing method and related device
CN108347261A (en) A kind of orthogonal network-building method of synchronising frequency hopping based on Big Dipper time service
US20170048023A1 (en) Apparatus to transmit data using different scramble generator polynomials
JP3173713B2 (en) Error correction encoding method and transmission / reception device
KR101310899B1 (en) Apparatus and method for data transmitting and data receiving

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU