ITMI941257A1 - Metodo e sistema per aumentare l'affidabilita' di sistemi di comunicazione a frequenze multiple - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione si riferisce genericamente ai sistemi di comunicazione a frequenza multipla, e più in particolare ad un sistema di comunicazione a frequenza multipla che utilizza predeterminati formati di messaggio e parole in codice per trasmettere informazioni. Sistemi tipici di comunicazione a frequenza multipla comprendono i sistemi di comunicazione a salto di frequenza (frequency hopping communication systems) , e i sistemi di comunicazione a divisione di spettro, come pure i sistemi di comunicazione digitale che trasmettono contemporaneamente su molte frequenze. Un esempio di un sistema di comunicazione a salto di frequenza è il sistema di comunicazione SINCGARS di Army (US), che è un sistema di comunicazione a salto di frequenza che utilizza predeterminati formati di messaggio e campi di informazione. Questo sistema di comunicazione a salto di frequenza, come pure tutti i sistemi di comunicazione a salto di frequenza, sono soggetti ad interferenza dai sistemi di comunicazione vicini che trasmettono a frequenze che sono usate dal sistema di comunicazione a salto di frequenza. Tipicamente, questo tipo di interferenza causa errori nella sequenza di bit ricevuta.

Un metodo per impedire l'interferenza si basa sul l'identif icare le frequenze di sorgenti potenziali di interferenza ed evitare quelle frequenze durante la trasmissione. Questo metodo può solo identificare sorgenti di interferenza che si sono prodotte precedentemente , e non quelle che si verificano solo durante una particolare sessione di comunicazione. Inoltre questo metodo richiede prestazioni di un rilevamento a radiofrequenza dell'area in cui deve aver luogo la sessione di comunicazione. Un risultata è che, se segnali che erano stati identificati come potenziali segnali interferiti non stanno più trasmettendo durante una particolare sessione di comunicazione, la scelta di frequenze è stata limitata in modo non necessario durante quella particolare sessione di comunicazione. Un altro risultato è che le frequenze che erano state identificate come frequenze libere da interferenze possono in seguito contenere sorgenti di interferenza che causano l'interf erenza durante una particolare sessione di comunicazione. Inoltre, i rilevamenti a radiof requenza (RF) sono intrinsecamente carichi di errori a causa dell'ambiente RF dinamico presente, il tempo realistico e le limitazioni di risorse, le limitazioni di accesso alla posizione e le larghezze d'onda di trasmissione mutevoli di nuovi sistemi di comunicazione. In un tentativo di tener conto dell'ambiente RF dinamico, sono stati tatti tentativi per usare i dati dai vecchi rilevamenti RF per proiettare ciò che le sorgenti di interferenza potenziali potrebbero essere per un collegamento di trasmissione che si verifica in una particolare posizione, anche se il rilevamento RF non era previsto per raccogliere dati applicabili a quella posizione, o larghezza di banda di frequenza. Nella migliore delle ipotesi, la precisione di tale interpolazione è dubbia. In ogni caso, qualsiasi rilevamento RF presuppone che si conoscano le posizioni in cui verrà usato il sistema di comunicazione. Tuttavia, un progettatone può non conoscere tutte le possibili posizioni in cui può essere usato il sistema di comunicazione. In effetti, un sistema di comunicazione deve essere versatile e deve permettere all'utente la libertà di muoversi fra le posizioni. Pertanto l'uso di rilevamenti RF ha le sue limitazione.

Infine, anche un rilevamento RF non può determinare il reale modello RF per tutte le posizioni trasmittenti e riceventi e per tutte le frequenze di interesse. I modelli di trasmissione RF contengono mancanze di segnale a certe frequenze e posizioni che impediscono una trasmissione con esito positivo. Queste mancanze di segnale possono sorgere da una trasmissione a molti percorsi, ad esempio, e sono una funzione di molte variabili, quali l'esatta geografia delle posizioni trasmittenti e riceventi. Questo fenomeno viene spesso constatato dagli utenti di telefono su automobili, il cui segnale ricevuto sembra rinf orzarsi affievolirsi mentre l'automobile marcia Pertanto , sebbene tutte le frequenze contenenti sorgenti potenziali di interferenza possano essere state identificate e la loro diffusione impedita con successo usando un rilevamento RF , può ancora essere impossibile una trasmissione affidabile in particolari posizioni, che risultano sconosciute prima di tentare la trasmi ssione.

La presente invenzione è rivolta al problema di sviluppare un sistema di comunicazione a frequenze multiple e ad un metodo per far funzionare un sistema di comunicazione a frequenze multiple che permetta ad un utilizzatore di trasmettere su tutte le frequenze disponibili, pur evitando quelle frequenze che causeranno errori di dati nella trasmissione, su base dinamica. La presente invenzione è pure rivolta al problema di sviluppare un sistema di comunicazione a frequenze multiple che non si basi su rilevamenti RF per determinare le frequenze delle sorgenti potenziali di interferenza e pertanto operi indipendentemente dal l'ambiente RF locale. Infine, la presente invenzione è rivolta al problema di migliorare l'affidabilità di dati di un sistema di comunicazione a salto di frequenza senza aumentare la complessità del trasmetti tore.

La presente invenzione risolve il problema sopra esposto utilizzando la struttura intrinseca di campi ridondandi di informazione contenuti nel formato di messaggio per determinare se le informazioni trasmesse su diverse frequenze sono state degradate a causa dell 'interferenza. Rilevando errori di bit nella sequenza di dati ricevuta ed identificando le frequenze (ad esempio intervalli di salto (hop intervals) per i sistemi di salto di frequenza) su cui sono stati trasmessi i segnali rappresentant i i bits di errore, la presente invenzione permette di eliminare quegli errori al ricevitore dovuti a quelle frequenze, su base dinamica.

La presente invenzione correla la sequenza di dati ricevuta con le possibili parole in codice che potrebbero essere state trasmesse. Il risultato di questa correlazione è una decisione da parte del ricevitore che è stata trasmessa una particolare parola in codice. Poi la parola in codice che il ricevitore decide che è stata trasmessa viene confrontata con la sequenza di dati ricevuta e sono identificati gli errori di bit.

Infine, conoscendo il rapporto fra le frequenze di trasmissione (ad esempio gli intervalli di salto) e l'ordine dei bit ricevuti, il ricevitore può identificare le frequenze su cui sono stati trasmessi i segnali rappresentant i i bit di errore. Si mantiene una somma degli errori associati con ogni frequenza. Quando la somma supera una predeterminata soglia, che varierà con ogni connessione di comunicazione, i dati associati con la frequenza interferita saranno scaricati dal processo di decisione finale. Sarà cosi migliorata la precisione delle decisioni del ricevitore; quindi sarà pure migliorata l'affidabilità dell<'>intero sistema di comunicazione. Una realizzazione vantaggiosa del metodo della presente invenzione distribuisce la sequenza di informazioni che consiste in diverse parole in codice fra le frequenze disponibili, di modo che diverse parti di ogni parola in codice sono trasmesse su diverse frequenze. Pai nel ricevitore, il ricevitore inverte la distribuzione eseguita nel trasmetti tore sulla sequenza di dati ricevuta. L'uscita da questa distribuzione inversa è una sequenza di parole in codice che possono contenere errori , ma in una trasmissione esente da errori , questa sequenza consistendo nella sequenza di parole in codice come esisteva prima della distribuzione.

Una forma di realizzazione vantaggiosa del metodo di cui sopra utilizza una tecnica di intercalamento per distribuire le parole in codice fra loro. La sequenza intercalata viene allora assegnata alle frequenze disponibili per la trasmissi one. Per invertire l' intercalamento , il ricevitore comprende il togliere l'i ntercalamento (disintercalamento) della sequenza ricevuta per formare la sequenza di informazioni originale.

Un sistema di comunicazione che opera secando la presente invenzione trasmette le parole in codice su diverse frequenze. Il ricevitore riceve una sequenza di dati e usa un correlatore per correlare questa sequenza di dati con le parole in codice previste usate dal trasmett itore. Un rilevatore di errori rileva un bit di errore nella sequenza di dati ricevuta. Un · processo identifica una frequenza associata al bit di errore. Viene assegnato un registro ad ogni -Frequenza per cui è stato associato un bit di errore, e viene incrementato di uno al rilevamento di un bit di errore associato a quella frequenza. Un comparatore confronta il contenuto del registro contro una soglia per determinare se la somma nel registro supera la soglia. Il ricevitore poi lascia cadere quei bit associati a quella frequenza dalla sequenza di dati ricevuta, se la somma contenuta nel registro supera la soglia.

Una realizzazione vantaggiosa del sistema di comunicazione della presente invenzione utilizza una seconda correlazione con le parole in codice previste usando la sequenza di dati ricevuta con i bit lasciati cadere. Ciò migliora il prendere la decisione da parte del ricevitore. L'uscita dalla seconda correlazione si traduce nella sequenza trasmessa maggiormente probabile.

Il sistema di comunicazione della presente invenzione utilizza mezzi per distribuire la sequenza di informazioni che consiste in diverse parole in codice fra le sequenze disponibili cosicché diverse parti di ogni parola in codice sono trasmesse su diverse frequenze. Il ricevitore comprende mezzi per invertire la distribuzione eseguita nel trasmetti tore sulla sequenza ricevuta. Il risultato finale è una sequenza ricevuta di parole in codice che consiste nelle parole in codice trasmesse, probabi 1mente corretta a causa di errori.

Una forma di realizzazione vantaggiosa dei mezzi per la distribuzione utilizza un intercal atore per intercalare le parole in codice fra loro. Il trasmett itore assegna poi la sequenza intercalata alle frequenze disponibili per la trasmissione. I mezzi per invertire la distribuzione utilizzano un disintercalatore per disintercal are la sequenza ricevuta per tentare di formare la sequenza di inf ormazioni.

La presente invenzione è anche applicabile ad un sistema di comunicazione a salto di frequenza. In questo caso, poiché le frequenze sono solitamente diverse durante ogni salto, il ricevitore richiede di identificare solo l'intervallo di salto su cui si è verificato l'errore. Inoltre, dal momento che i dati da ciascun intervallo di salto possono essere processati in serie, l'associare gli errori con l'intervallo di salto e l'eseguire la correlazione avviene tutto prima del successivo intervallo di salto, semplificando il processo del ricevitore.

In una prima forma di realizzaz ione della presente invenzione come applicata ad un sistema di comunicazione a salto di frequenza, il messaggio trasmesso consiste in un segmento di inizializzazione o modello di messa in fase, e in un segmento di messaggio, cioè il segmento ridondante. In primo luogo, il ricevitore esegue la sincronizzazione dei bit e quindi prova il modello di messa in fase che precede la parte di dati ridondanti del messaggio. Si raccolgono le informazioni relative all'integrità dell'intervallo di salto iniziale. Si determina la sincronizzazione di trama relativa alla parte ridondante del messaggio. Poi, si identificano i bit potenziali di errore recuperati entro la parte della sequenza di dati recuperati che vengono normalmente processati. Per eseguire questa identificazione, la parte della sequenza di dati recuperata che deve essere processata viene di sintercal ata e viene identificato il relativo intervallo di salto in cui è stato ricevuto ogni bit di dati. La sequenza di di sintercal amento viene poi correlata con i modelli di dati previsti. Il risultato è che il ricevitore è in grado di identificare un potenziale modello di dati ricevuti sulla base della sequenza originale di dati recuperata (e tuttora non corretta) . Il potenziale modello di dati ricevuti viene poi confrontato con il modello originale di dati disintercalati . Quei bit nel modello originale di dati disintercal ati che non si accoppiano con il modello di dati supposto (o modello potenziale di dati ricevuti) sono poi designati come bit di errore, o disadattamenti (misfit). Questa identificazione avviene tracciando ciascuno dei bit di errore designati indietro al relativa intervallo di salto in cui è stato ricevuto ogni bit di errore designato. Viene poi sommato il numero di bits di errore designati associati con un relativo intervalla di salta. Se questa somma supera una soglia prefissata, allora si determina che quell'intervai lo di errore è un intervalla interferita. Quindi i bit di dati che erano stati ricevuti durante gli intervalli di salto che sono stati supposti come interferiti sono lasciati cadere dalla sequenza di dati ricevuta. I bit restanti sono poi elaborati per determinare il modello più probabile di dati. Per determinare il modello più probabile di dati, i bit restanti sono correlati con gli stessi modelli di dati previsti che erano stati usati nella prima correlazione. Questa seconda correlazione dà il più probabile modello di dati trasmessi. Questo processo viene ripetuto finché non sona stati elaborati tutti i dati ridondandi. In una forma di reai izzaz ione alternativa, il ricevitore determina il modello più probabile di dati ridondanti ricevuti per la parte dei dati originali recuperati che sono processati, sulla base delle informazioni di integrità di intervallo di salto disponibili. Gli errori di bit sono quelli identificati confrontando il modella originale di dati recuperati con il modello più probabile di dati ridondanti che è stato appena determinato. Questi bit di errore identificati sono poi usati per aggiornare le informazioni di integrità di intervallo di salto. La sequenza di processo di base avviene come segue. Sono raccolte le informazioni iniziali di integrità di intervalla di salto provando il modello di messa in fase che precede la parte di dati ridondanti del messaggio. Dopo la sincronizzazione dei bit, viene quindi determinata la sincronizzazione di trama relativa alla parte ridondante del messaggio. Tutti i bit di dati che sono stati ricevuti durante gli intervalli di salto che sono stati supposti come interferiti sono lasciati cadere, e sono quindi processati i bit restanti per determinare il modello di dati più probabile. Per fare questa determinazione, la parte della sequenza di dati recuperati che deve essere elaborata viene dapprima disintercalata, e il relativo intervallo di salto in cui viene identificato ogni bit di dati ricevuto. Questa sequenza di dati disintercalati , meno tutti i bit di dati associati agli intervalli di salto che sono già stati determinati come intervalli interferiti , viene correlata con i modelli di dati previsti. Questo processo di correlazione dà il modello più probabile di dati trasmessi . Poi, sono identificati i bit potenziali di errore recuperati che sono entro la parte della sequenza di dati recuperati che vengono processati correntemente. Per eseguire questa identificazione, si confronta la sequenza di dati disintercalati , compresi tutti i qualsiasi bit di dati errati , con il modello più probabile di dati ridondanti ricevuti precedentemente determinato. Ciò si traduce nel fatto che il ricevitore identifica i bit di errore nella sequenza originale (e tuttora .non corretta) di dati recuperati . Poi, si aggiorna l'identificazione di quegli intervalli di salto che sono intervalli potenzialmente interferiti. Ogni bit di errore designato viene tracciato indietro al relativo intervallo di salto in cui è stato ricevuto. Si somma poi il numero di bits di errore designati associati con un relativo intervallo di salto. Se questa somma supera una soglia presente, si determina che quell'intervallo di salto è un salto interferito. Queste fasi sono poi ripetute finché non sono stati processati tutti i dati ridondanti.

Queste due forme di realizzazione della presente invenzione permettono l'adattamento dinamico all'ambiente RF. Determinando errori sulla base solo dell'intervallo di salto, e sommando errori per quel l'interval lo di salto soltanto, il ricevitore può allora scaricare solo i dati con cui c'è stata veramente interferenza, e permettere la trasmissione su frequenze che potrebbero essere in uso, ma che non hanno causato interferenza in un caso particolare. Ciò permette un'ottima resa e un'ottima produttività di dati.

Nei disegni :

- la figura 1 illustra un esempio di due parole in codice usate per rappresentare bits di informazioni; - la figura 2 illustra uno schema operativa del metodo della presente invenzione per l'estremità trasmittente ;

- la figura 3 illustra il metodo a schema operativo della presente invenzione per l'estremità ricevente; - le figure 4a-b illustrano una forma di reai izzazione della presente invenzione.

Verrà ora descritto il metodo della presente invenzione usando un esempio di un sistema di comunicazione a salto di frequenza, il metodo funzionando tuttavia in modo simile in un sistema di comunicazione a più frequenze.

Un sistema di comunicazione a salto di frequenza che funziona secondo la presente invenzione usa campi di informazioni ridondanti che formano una sequenza di codice. Ogni sequenza di codice, o parola in codice, rappresenta un bit di informazioni da trasmettere. Come illustrato in figura 1, ad esempio, una particolare parola in codice "0100110001110000" avente una lunghezza di bit di "n" bit, viene usata per trasmettere uno stato logico di "UNO", e l'inversione logica di questa parola in codice "1011001110001111" viene usata per trasmettere uno stato logico di "ZERO". In figura 1 la lunghezza di bit delle parale in codice è n=16. Cosi, per ogni bit di informazionè binario da trasmettere, il sistema di comunicazione trasmette la parola in codice associata a quel bit piuttosto che il bit stesso. Ogni bit rappresenta un campo di informazi one. Non è necessaria nessuna particolare sequenza di codice per mettere in pratica il metodo della presente invenzione, tranne ciò che è necessario per realizzare la sincronizzazione iniziale di trama. Le parole in codice contenenti tutti gli "uno" o gli "zero" sarebbero accettabili per attuare il metodo della presente invenzione, tuttavia renderebbero difficile effettuare la sincronizzazione di trama. La scelta della parola in codice dipenderà da altri fattori di progetto che non fanno parte della presente invenzione, quali il desiderio di tagliere i componenti DC dalle parole in codice prima della trasmissione RF, in modo che la scelta di una parola in codice di tutti "zero" o di tutti "uno" possa impedire il funzionamento del trasmetti tore reale. Ciò nondimeno, la scelta di una particolare parola in codice non colpirà la presente invenzione al di là di quanto stabilito sopra. Particolarmente adatte per tali parole in codice sono quelle note come parole Barker, che presentano una forte correlazione quando correlate tra loro, ma una bassa correlazione quando correlate con le versioni spostate di se stesse. Ciò permette una identificazione reiati vamente facile dell'inizio e delle fini di trama, il che è di aiuto nel l'ottenere una sincronizzazione di trama.

Chiaramente, la comunicazione a salto di frequenza sopra descritta contiene informazioni ridondanti, con la quantità di ridondanza che dipende della lunghezza della parola in codice, cioè come "n" è grande. Nelle parole in codice illustrate in figura 1, la ridondanza è quindici bit, dal momento che sono usati sedici bit per rappresentare un singolo bit di informazioni. Il sistema di comunicazione a salto di frequenza che funziona secondo la presente invenzione distribuisce queste informaz ioni ridondanti attraversa diversi salti singoli di frequenza in un predetermi nato formato. Non è necessario il formato esatto della distribuzione per comprendere il funzionamento della presente invenzione. Piuttosto, tutto ciò che si richiede è che le informazioni ridondanti siano distribuite fra diversi salti di frequenza in un modo predetermi nato , cosicché il ricevitore possa elaborare il segnale ricevuto e ricreare la sequenza di bit come esisteva prima della distribuzione fra i diversi tipi di frequenza. Un metodo noto che effettua questa distribuzione è descritto in Shu Lin Daniel J. Costello, Jr., "Error Control Coding: Fundamentals and Applications (1983)" in 271. Questa riferimento illustra un codice di intercalamento , con un grado di intercalamento di "i". Intercalando le parole in codice prima di scegliere una frequenza, diversi bit della parola in codice saranno assegnati a diverse frequenze. La lunghezza "i" della parola in codice determinerà il numero massimo di salti di frequenza fra cui potranno essere distribuite le informazioni ridondanti o, in altre parole, il grado di intercalamento del codice di intercalamento. Usando un codice di intercalamento noto, esistono metodi noti per eseguire il disi ntercalamento .

Cosi, come illustrato in figura 2, il metodo secondo la presente invenzione funziona al trasmettitore nel modo seguente. Il trasmettitore assegna parole in codice alla sequenza di inf ormazion i. Così, la sequenza risultante delle parole in codice (sequenza delle parale in codice) sarà "n" volte la lunghezza della sequenza di informazioni, dove "n" è uguale alla lunghezza delle parole in codice che sono usate. L'uso delle parole in codice illustrate in figura 1 si tradurrà in un aumento nella lunghezza della sequenza di dati di un fattore di n=16.

La sequenza delle parale in codice viene poi intercalata fra se stessa in modo che i bit appartenenti ad una singola parola in codice sona distribuiti per tutta la sequenza di dati. Per illustrare una possibile tecnica di intercalamento , considereremo l'esempio seguente. Una sequenza di parole in codice comprendente M parole in codice avente una lunghezza N, quale:

diventa dopo l'intercalamento:

dove la sequenza nuovamente creata può essere vista come comprendente N parole in codice di lunghezza M. Dopo l'intercal amento , la sequenza nuovamente creata, cioè la sequenza intercalata viene messa in pacchetti. Ad ogni pacchetto viene poi assegnata una frequenza per la trasmissione , ad esempio un salto di frequenza nei sistemi a salto di frequenza. Poi ogni pacchetto viene trasmesso sulla sua frequenza assegnata, come determinata dal sistema di comun icazione.

La figura 3 illustra le fasi implicate nell'elabarare la sequenza trasmessa nel ricevitore. Prima di eseguire qualsiasi elaborazione nel ricevitore secondo il metodo della presente invenzione, un ricevitore che funziona secondo la presente invenzione deve dapprima stabilire la sincronizzazione di trama rispetto alla sequenza di codice di lunghezza fissa usata come parte del formato di messaggio. Ciò è necessario per eseguire l'el aboraz ione del messaggio ricevuto, detta elaborazione facendo aff idemento sulla rappresentazione di corr ispondenze (mapping) fra la sequenza di codice, o parola in codice, che è stata trasmessa e la sequenza a salto di frequenza effettivamente usata per trasmettere quella sequenza di codice, cioè il rapporto fra i bit ricevuti e il salto di frequenza su cui sono stati ricevuti i loro segnali rappresentat ivi .

Dopo la sincronizzazione di bit, ma prima della sincronizzazione di trama, la sequenza di dati ricevuta viene disi ntercalata nel tentativo di ricreare la sequenza di parola in codice, come esisteva prima del l'intercal amento. La sequenza risultante delle parole in codice ricevute viene poi correlata alle parole in codice previste per determinare la sequenza di informazioni più probabile che è stata trasmessa. Il relativo salto su cui è stato trasmesso agni bit di dati viene identificato e immagazzinata nella memoria. Viene poi controllata la sequenza di dati di disintercal amento per determinare se contiene errori di dati.

Si usa il rilevamento di errori per identificare quei bit che sono stati corrotti nella sequenza di parole in codice ricevuta. Il rilevamento di errore è possibile a questo stadio dal momento che il ricevitore ha determinato la sequenza di parola in codice più probabile. Ad esempio, se la parola in codice illustrata in figura 1 "O100110001 11000G" con "i"=16 viene usata per trasmettere uno stato logico "UNO" e il suo inverso "1011001110001111" viene usato per trasmettere uno stato logico "ZERO", e la sequenza ricevuta è "0110111001110000", allora il ricevitore è in grado di rilevare che il terzo e settimo bit più significativi contengono errori rispetta ad una trasmissione dello stato logico "UNO". Il ricevitore esegue questo rilevamento, in modo nato, correlando la sequenza ricevuta con le parole in codice previste. In questo funzionamento il ricevitore trae vantaggio dalle informazioni ridondanti contenute nella parola in codice. Determinando le relative probabilità fra il fatto che sia stato trasmesso "UNO" o sia stato trasmesso "ZERO", il ricevitore può decidere se è più probabile che sia stato trasmesso "UNO" rispetto a "ZERO" o viceversa. Ad esempio, il ricevitore può decidere che è più probabile che sia stato trasmesso "1011001110001111" (una logica "UNO"), dal momento che vi sono più bit nella sequenza ricevuta "0110111001110000" che si accoppiano con 1011001110001111", piuttosto che accoppi anti si con il suo inverso "1011001110001111" (una logica "ZERO" ).

Sono allora determinati i salti di frequenza associati con i bit corrotti. Dopo la correlazione della sequenza ricevuta con la sequenza trasmessa prevista, tutti i bit ricevuti che non si accoppiano con la parola in codice prevista, che il ricevitore decide che è più probabile che sia stata trasmessa, sono definiti come "disadattamenti" o potenziali bit di errore. Viene poi tracciato ogni di sadattamento nel relativo salta di frequenza in cui è stato trasmesso, cioè viene identificata la frequenza alla quale è stato trasmesso il segnale che rappresenta il bit di disadattamento.

Viene previsto un registro per ogni salto di frequenza che è stato identificato come risultante in un disadattamento. Una volta che la somma dei disadattamenti che hanno origine da quella frequenza supera un predetermi nato valore di soglia, viene determinata quel salto come salto di interferenza, cioè che può esistere un segnale di interferenza che funziona alla frequenza associata al disadattamento. Il contenuto del registro viene confrontato con la soglia per determinare se è importante la quantità di errori. Se viene superata la soglia, il ricevitore lascia cadere quei bit che appartengono al salto di frequenza identificato, dal momento che essi possono influenzare la precisione della decisione del ricevitore. Tutti i dati ricevuti associati all'intervallo di salto di frequenza di interi erimento identificato, cioè i disadattamenti come pure i dati validi, sono lasciati cadere dalla sequenza originale di dati ricevuti, per creare una nuova sequenza di dati. La sequenza risultante viene allora correlata con le parole in codice previste. L'uscita da questa seconda correlazione è la più probabile sequenza di parola in codice trasmessa che viene facilmente convertita nella sua sequenza di informazioni sottostante. Una seconda correlazione con le parole in codice previste da usare nella comunicazione si traduce in una decisione più precisa nel ricevitore, cioè questo secondo processo di correlazione dà la parola in codice più probabile trasmessa. Questa parola in codice più probabile trasmessa viene poi usata al posto del modello originale ricevuto per 1‘elaborazione aggiuntiva da parte del ricevitore per convertire le sequenze di dati nelle informazioni che il sistema di comunicazione stava tentando di trasmettere.

Infine, il metodo della presente invenzione permette un sistema di salto di frequenza per saltare il più vicino possibile ai segnali esistenti, dal momento che saranno lasciati cadere solo quei bit di errore che possono essere dovuti ad interferenza. Ciò aumenta la probabilità che ascoltatori clandestini o disturbatori siano impediti dal recuperare i dati reali che vengono trasmessi, poiché, tra l'altro, questi devono separare la trasmissione a salto di frequenza da tutte le altre persino per determinare quale era la sequenza a salto di frequenza, che rappresenta la prima fase nel tentare di predire quali saranno effettivamente le future sequenze a salto di frequenza. Pertanto, il metodo della presente invenzione migliora anche la capacità di un sistema a salto di frequenza di sconfiggere i potenziali disturbatori o ascoltatori clandestini. Il metodo della presente invenzione è stato descritta rispetta a sistemi di comunicazione a salto di frequenza; tuttavia, la tecnica della presente invenzione non è limitata solo a sistemi di comunicazione a salto di frequenza. Altri sistemi applicabili comprendono i sistemi di comunicazione a divisione di spettro. Ad esempio, ogni frequenza usata nella divisione potrebbe essere correlata con errori rilevati in bit che corrispondono a segnali trasmessi a quelle frequenze in modo simile a quanto descritto sopra. Allora il sistema di comunicazione a divisione di spettro potrebbe impedire la diffusione di quelle frequenze che contengono quantità non ordinate di errori, come descritto sopra.

Il metodo della presente invenzione potrebbe anche applicarsi a sistemi di comunicazione che trasmettono a frequenze multiple. Tutto ciò che si richiede è la correlazione fra gli errori di bit rilevati e le frequenze alle quali è stato trasmessa il segnale rappresentante quegli errori di bit rilevati. Ad esempio, in un sistema di comunicazione digitale che ha diverse frequenze disponibili per trasmettere pacchetti di informazioni, i dati di informazione potrebbero dapprima essere convertiti in parole in codice, poi le parole in codice potrebbero essere intercalate fra loro per creare una nuova sequenza di dati. Dopo che la nuova sequenza di dati è stata convertita in pacchetti, i pacchetti potrebbero allora essere trasmessi su frequenze diverse.

Il ricevitore potrebbe allora ridisporre i pacchetti in modo noto, per creare una sequenza di dati ricevuta. Poi, il ricevitore disintercalerebbe i dati in modo noto per creare una sequenza di dati che comprende diverse parole in codice. Ogni parte della sequenza di dati così creata sarebbe correlata con le parole in codice previste per determinare le parale in codice più probabili che sarebbero trasmesse. Dopo aver determinato queste parole in codice, il ricevitore può allora rilevare i bit di errore, cioè i bit che sono stati corrotti durante la trasmissione. Tracciando i bit di errore alla frequenza su cui essi sono stati trasmessi , il ricevitore può allora calcolare il numero totale di bit di errare che risulta da quella frequenza. Come descritto sopra, quando la somma supera una predetermi nata soglia, il ricevitore lascia cadere i bit associati alla frequenza interferita dalla sequenza ricevuta cosicché questi bit non urteranno nessuna ulteriore elaborazione. La nuova sequenza ricevuta viene allora ricorrelata alle parole in codice previste per creare la sequenza di informazioni che è più probabile sia stata trasmessa. Così, la presente invenzione si applica a qualsiasi sistema di comunicazione che utilizza frequenze multiple nella sua trasmissione.

Come esempio del miglioramento nell'aff idabilità dei dati ottenuto con la presente invenzione, consi dereremo il seguente esempio. Si supponga che il trasmetti tore determini che deve essere trasmesso un modello di dati ridondanti non invertito. Supporremo che il modello non invertito è "0100110001110000". A causa della potenziale interferenza e della bassa qualità di collegamento RF , la radio ricevente recupera un modello diverso che è "0001110110101101". Il ricevitore esegue allora un confronto iniziale fra il modello di dati ricevuti e un modello standard non invertito (esente da errori), cioè le due parole in codice previste. Il risultato di questo confronto logico è "0101000111011101". Se il ricevitore dovesse prendere la sua decisione a questo punto, il ricevitore determinerebbe in modo falso che, è stato trasmesso un modello ridondante invertito. La maggioranza dei bit provati nel confronto (9 su 16) sono disaccordi logici con il modella standard non invertito. Così, la decisione errata sarebbe che è stato trasmesso il modello invertito.

La presente invenzione prevede che il ricevitore tracci le nove posizioni di bit di disaccordo identificate, indietro al l'intervai 1σ o agli intervalli di salto in cui esse sono state ricevute. Se il numero di bit di errore associato ad un salto supera la sua soglia, allora quel salto viene determinato essere un salto interferito.

Poi si confronta una seconda volta il modello originale recuperato con il modello standard, con tutte le posizioni di bit associate al salto interf erito<' >che sono escluse dal processo di decisione. Come risultato, viene presa la decisione del voto di maggioranza su una quantità più piccola di bit che si crede vengano dai salti non interferiti. Ad esempio, supponendo che i bit due, otto e tredici fossero considerati provenienti dai salti interferiti , il confronto logico emetterebbe la sequenza "0X01000X1101X101", dove X indica un "NON PRENDERE IN CONSIDERAZIONE (DON 'T CARE) o un risultata escluso dal processo di decisione. Così la decisione del ricevitore si basa ora su un confronta attraverso tredici bit, piuttosto che sedici bit. In questo caso, il ricevitore determina correttamente che è stato trasmesso un modello ridondante non invertito, dal momento che una maggioranza dei bit provati è in accordo con questo risultato. Pertanto, la presente invenzione si tradurrà in affidabilità di dati migliorati.

Le figure 4a-b illustrano una forma di realizzazione della presente invenzione da usare in un sistema a salto di frequenza. Riferendoci alla figura 4a, è rappresentato un sistema generale comprendente un mi croprocessore standard 91 accoppiato fra una memoria ad accesso casuale (RAM) 93 e un circuito integrato ad applicazione specifica (ASIC) 95. I dati ricevuti entrano nell 'ASIC 95 e sono messi in memoria tampone nella RAM 93, mediante il microprocessore 91. I dati sono mossi dalla RAM 93 all'ASIC 95 mediante il microprocessore 91 per elaborare le parole in codice entro i dati ricevuti. Le parole in codice corrette escono dall 'ASIC 95 come parte dei dati ricevuti. L 'elaborazione delle parole in codice viene eseguita dal l'hardware di messaggio migliorato 97 nell 'ASIC 95.

Con riferimento alla figura 4b, viene rappresentato l'hardware di messaggio migliorato della figura 4a. Due intercal atori, un intercalatore storico 101 e un intercalatore di ricerca 103 funzionano in parallela. I gate XOR (125... 127) sono collegati ad un intervallo periodico uguale alla distanza di intercal amento degli intercalatori 101, 103. Le uscite di questi gate XOR 125... 127 sono fatte passare al sommatore di albero Wallace 119. Le uscite degli intercalatori 101, 103 sono accoppiate al correlatore 105 attraverso due interruttori 121 e 123. I modelli di parola in codice previsti sono caricati come un modello di riferimento nel correlatore 105. Un registro di maschera 107 è accoppiato ai primi bit che rappresentano il modello phi più recente nel correlatore 105. Il registro di maschera 107 è accoppiato al sommatore di albero Wallace 113 attraverso un gate INO 111. L'uscita dal sommatore di albero Wallace è dimezzata dal divisore 115 all'uscita di valore A dal registro 109 di somma parziale di correlatore.

Supponendo che sia stata ottenuta la sincronizzazione di trama, e che siano stati raccolti i dati storici dalla messa in fase 1/0, la sequenza di bit ricevuta viene disintercal ata usando sia l' intercal atore storico 101 sia l' intercalatore di ricerca 103. Quindi viene ruotata la storia di errore di bit per fare spazio alla storia dal successivo salto di dati. Viene poi calcolata una maschera dalla storia precedentemente raccolta, la quale indica quali salti risultano non buoni. La maschera dovrebbe essere giustificata in modo che il bit di maschera più a destra corrisponda al bit più a destra nel l'intercal atore di ricerca 103 allineato. La maschera viene poi scritta nel registro di maschera 107. Il limite della parola in codice viene allineato alla destra di entrambi gli intercalatari 101 e 103. L 'intercalatore storico 101 viene poi disabilitata e viene disabilitato il correlatore 105. La prima parola in codice viene spostata dall'intercal atore di ricerca 103 nel correlatore 105. Viene letta la polarità della parola in codice dal comparatore di grandezza 117. Se viene rilevata la parola in codice invertita, la parala in codice invertita perfetta viene scritta a sinistra del l'intercal atore di ricerca 103. Se viene rilevata la parola in codice non invertita, allora la perfetta parola in codice non invertita viene scritta a sinistra del l'intercalatore di ricerca 103. Poi, un'altra parola in codice viene spostata nel correlatore 105, che a sua volta sposta il registra di maschera 107 e l'intercal atore di ricerca 103. La diagonale nel l'intercal atore di ricerca 103 viene poi riallineata alla sua posizione originale. Dopo aver elaborato tutti i dati disponibili nella diagonale corrente, tutte le parale in codice intere nella diagonare corrente sono carrette. Si legge il numera di bit di errore dal sommatore di albero Wallace 110. Il numero si aggiunge alla storia dell'errore di bit corrispondente al salto corrente. Poi, viene intercalata la sequenza dall'intercalatore di ricerca 103.

Claims (2)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1 ) Metodo per il funzionamento di un sistema di comuni cazione a più frequenze, caratteri zzato dal fatto di comprendere le fasi di: a) correlare una sequenza di dati ricevuta con le parole in codice previste, usate nella trasmissione; b) rilevare un bit di errore nella sequenza di dati ricevuta; c) identificare una frequenza associata al bit di errore; d) aumentare di uno una somma associata a detta frequenza, al rilevamento del bit di errore; e) confrontare la somma con una soglia per determinare se la somma supera la soglia; e f) lasciar cadere un bit associato alla frequenza dalla sequenza di dati ricevuta, se la somma supera la soglia.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di correlare dette parole in codice previste con una sequenza di dati ricevuta, per cui detta seconda correlazione si traduce in una sequenza trasmessa maggiormente probabile. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre le fasi di: g) distribuire una sequenza di informazioni comprendente una pluralità di parale in codice fra una pluralità di frequenze, cosicché parti· di ciascuna parola in codice vengono trasmesse su diverse frequenze; e h) invertire la distribuzione nella fase g) sulla sequenza ricevuta per formare una sequenza di parole in codice ricevute comprendente una pluralità di parole in codice ricevute. 4) Metodo secondo la rivendicazione 3, caratteri zzato dal fatto che la fase di distribuzione comprende inoltre l'intercal are le parole in codice fra loro e l'assegnare una sequenza intercalata ad una pluralità di frequenze per la trasmissi one, e la fase di invertire la distribuzione comprende inoltre il disintercalamento della sequenza ricevuta per tentare di formare la sequenza di informazioni. 5) Metodo per il funzionamento di un sistema di comuni cazione a salto di frequenza, caratter izzato dal fatto di comprendere le fasi di: a) correlare una sequenza di dati ricevuta con le parale in codice previste, usate nella trasmissione; b) rilevare un bit di errore nella sequenza di dati ricevuta; c) identificare un salto di frequenza associata al bit di errore; d) aumentare di uno una somma associata a detta frequenza del salto di frequenza al rilevamento del bit di errore; e) confrontare la somma con una soglia per determinare se la somma supera la soglia; e f) lasciar cadere un bit associato alla frequenza dalla sequenza di dati ricevuta, se la somma supera la soglia. 6) Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di. comprendere inoltre la fase di correlare dette parole in codice previste con una sequenza di dati ricevuta, per cui detta seconda correlazione si traduce in una sequenza trasmessa maggiormente probabile. 7) Metodo seconda la rivendicazione 5, caratteri zzato dal fatto di comprendere inoltre le fasi di: g) distribuire una sequenza di informazioni comprendente una pluralità di parole in codice fra una pluralità di salti di frequenze, cosicché parti di ciascuna parola in codice vengono trasmesse su diversi salti di frequenze; e h) invertire la distribuzione nella fase g) sulla sequenza ricevuta per formare una sequenza di parole in codice ricevute comprendente una pluralità di parole in codice ricevute. 8) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di distribuzione comprende inoltre l'intercalare le parale in codice fra loro e l'assegnare una sequenza intercalata ad una pluralità di salti di frequenza per la trasmissione , e la fase di invertire la distribuzione comprende inoltre il disi ntercalamento della sequenza ricevuta per tentare di formare la sequenza di informazioni . 9) Sistema di comunicazione funzionante su una pluralità di frequenze, caratteri zzato dal fatto di comprendere le fasi di: a) un trasmettitore che trasmette una pluralità di parole in codice su una pluralità di frequenze; b) un ricevitore che riceve una sequenza di dati ricevuta, e comprendente: (I) un correlatore che correla una sequenza di dati ricevuta con una pluralità di parole in codice previste, usate dal trasmettitore; III) un rilevatore di errori che rileva un bit di errore nella sequenza di dati ricevuta; (III) mezzi per identificare una frequenza associata al bit di errore; (IV) un elemento totalizzatore assegnato ad una prima frequenza per cui è stato associato un bit di errore, e che aumenta di uno al rilevamento di un bit di errare associato alla prima frequenza; (V) un comparatore che confronta una somma nell'elemento totalizzatore con una soglia per determinare se la somma supera la soglia; e (VI) mezzi per lasciar cadere bit associati alla prima frequenza dalla sequenza di dati ricevuta, se la somma supera la soglia. 10) Sistema seconda la rivendi cazione 9, caratteri zzato dal fatto che il ricevitore esegue una seconda correlazione con le parole in codice previste usando la sequenza di dati ricevuta con i bit lasciati cadere, per cui detta seconda correlazione si traduce nella sequenza piti probabile trasmessa. 11) Sistema secondo la rivendicazione 9, caratteri zzato dal fatto di comprendere inoltre: a) mezzi per distribuire una sequenza di informazioni comprendente una pluralità di parale in codice fra una pluralità di sequenze, cosicché parti di ciascuna parola in codice vengono trasmesse su diverse sequenze; e b) mezzi per invertire la distribuzione nella fase g) sulla sequenza ricevuta per formare una sequenza di parole in codice ricevute comprendente una pluralità di parole in codice ricevute. 12) Sistema seconda la rivendicaz ione 11, caratterizzato dal fatto che i mezzi di distribuzione comprendono inoltre mezzi per intercalare le parole in codice fra loro e mezzi per assegnare una sequenza intercalata ad una pluralità di frequenze per la trasmissi one, e i mezzi per invertire la distribuzione comprendono inoltre mezzi per disintercalare la sequenza ricevuta per tentare di formare la sequenza di informazioni . 13) Sistema di comunicazione a salto di frequenza, caratter izzato dal fatto di comprendere: a) un trasmettitore che trasmette una pluralità di parole in codice su una pluralità di salti di frequenza; b) un ricevitore che salta in sincronismo con il trasmetti tore e riceve una sequenza di dati ricevuta, e comprendente: (I) un correlatore che correla una sequènza di dati ricevuta con una pluralità di parole in codice previste, usate dal trasmettitore; III) un rilevatore di errori che rileva un bit di errore nella sequenza di dati ricevuta; (III) mezzi per identificare un salto di frequenza; (IV) un elemento totalizzatore assegnato ad un primo salto di frequenza per cui è stato associato un bit di errore, e che aumenta di uno al rilevamento di un bit di errore associato al primo salto di frequenza; (V) un comparatore che confronta una somma nell'elemento totalizzatore con una soglia per determinare se la somma supera la soglia; e (VI) mezzi per lasciar cadere bit associati al primo salto di frequenza dalla sequenza di dati ricevuta, se la somma supera la soglia. 14) Sistema secondo la rivendicaz ione 13, caratter izzato dal fatto che il ricevitore esegue una seconda correlazione con le parole in codice previste usando la sequenza di dati ricevuta con i bit lasciati cadere, per cui detta seconda correlazione si traduce nella sequenza più probabile trasmessa. 15) Sistema secondo la rivendicaz ione 13, caratter izzato dal fatto di comprendere inoltre: a) mezzi per distribuire una sequenza di informazioni comprendenti una pluralità di parole in codice fra una pluralità di salti di frequenza cosicché parti di ciascuna parola in codice vengono trasmesse su diversi salti di frequenza; e b) mezzi per invertire la distribuzione nella fase g) sulla sequenza ricevuta per formare una sequenza di parole in codice ricevuta comprendente una pluralità di parole in codice ricevute. 16) Sistema secondo la rivendicazione 15, caratteri zzato dal fatto che i mezzi per la distribuzione comprendono inoltre mezzi per intercalare le parole in codice fra loro e mezzi per assegnare una sequenza intercalata ad una pluralità di salti di frequenza per la trasmissi one, e dal <■>fatta che i mezzi per invertire la distribuzione comprendono inoltre mezzi per disintercal are la sequenza ricevuta per tentare di formare la sequenza di informazioni . 17) Metodo per ridurre gli effetti dell 'interferenza in un sistema di comunicazione a più frequenze, in cui le informazioni sono codificate in una sequenza di dati che è trasmessa su una pluralità di frequenze, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: a) confrontare una sequenza di dati ricevuta con una pluralità di parole in codice previste; b) selezionare, sulla base di detta fase di confronto, una di dette parole in codice previste come corrispondente a detta sequenza di dati ricevuta; c) determinare se un qualsiasi bit in detta una parola di dette parale in codice previste non viene trovato in detta sequenza di dati ricevuta ed identificare qualsiasi bit che differisce in detta sequenza di dati ricevuta come un bit di errare; d) se viene rilevato un bit di errore, allora: (I) determinare una frequenza di trasmissione corr ispendente a detto bit di errore; (II) incrementare una somma associata a detta frequenza di trasmissione determinata; (III) confrontare detta somma con un valore di soglia e, se essa supera detto valore di soglia, identificare detta frequenza di trasmissione determinata come una interferenza di ricevimento di frequenza. 18) Metodo secondo la rivendicazione 17, caratter izzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: e) cancellare tutti i bit trasmessi su detta determinata frequenza di trasmissione da una sequenzadi dati ricevuta per formare una nuova sequenza di dati . 19) Metodo secondo la rivendicazione 18, caratteri zzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: f) confrontare la nuova sequenza di dati con la pluralità di parole in codice previste, ed usare un risultato del confronto come decisione del ricevitore.