RU2066926C1 - Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel - Google Patents

Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel Download PDF

Info

Publication number
RU2066926C1
RU2066926C1 RU93056444A RU93056444A RU2066926C1 RU 2066926 C1 RU2066926 C1 RU 2066926C1 RU 93056444 A RU93056444 A RU 93056444A RU 93056444 A RU93056444 A RU 93056444A RU 2066926 C1 RU2066926 C1 RU 2066926C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
signals
received
belonging
orthogonal components
Prior art date
Application number
RU93056444A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93056444A (en
Inventor
Н.Д. Бочаров
Ю.Д. Бочаров
С.И. Грачев
В.Г. Кудрявцев
Original Assignee
Бочаров Юрий Дмитриевич
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 Бочаров Юрий Дмитриевич filed Critical Бочаров Юрий Дмитриевич
Priority to RU93056444A priority Critical patent/RU2066926C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2066926C1 publication Critical patent/RU2066926C1/en
Publication of RU93056444A publication Critical patent/RU93056444A/en

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

FIELD: exchange of discrete information with employment of communication systems with modulation of different kind. SUBSTANCE: method provides for determination of dimensions of the vector field, its division into signal regions and separation of uncertain zone on the boundaries of these regions. Realization of these actions is accomplished with the aid of a storage. Then reception of intelligence signals is accomplished, signals received in the analog form are divided into orthogonal components by the correction method, analog quantities of orthogonal components are numbered several times in the course of duration of a single-in-time signal pulse in accordance with the selected numbering clock period. Then belonging of the received signal to the specific region in each numbering clock period is determined, and the quantity of each received signal in each numbering clock period is corrected in amplitude and phase depending on the quantity and position of the signal vector in the previous numbering clock period. At the same time identification of the belonging of signals to the specific signal regions is accomplished after which the identified signal is transformed into a form concentrated for use by the user. EFFECT: facilitated procedure. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области обмена дискретной информацией с применением систем связи с амплитудными, фазовыми, частотными видами модуляции несущей частоты и различными комбинациями этих видов модуляции, используемых с различными видами линий связи. Из информационных источников авторам известно устройство (см. патент США N 4 546 322, кл. Н 04 L 27/20, 27/22, 24.08.1983) реализующее способ, который по совокупности действий наиболее близок к предлагаемому способу и поэтому выбран в качестве прототипа. В известном устройстве передача информации ведется по заранее выбранной схеме с известным расположением в пространстве сигнальных векторов (по величине амплитуды "Ampl" и фазе "F") передаваемых дискретных сигналов с известной длительностью посылки "Т" каждого сигнала. Далее определяют размеры векторного поля, в пределах которого возможен уверенный прием сигнала. Выделенное поле разделяют на сигнальные области, границами которых являются линии, равноудаленные от соседних по схеме точек расположения векторов передаваемых сигналов. Присваивают каждой точке сигнальной области тот же сигнальный символ, который имеет по схеме точка вектора, вокруг которого образована эта область. С началом передачи осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи, разделяют принятый в аналоговой форме сигнал на ортогональные составляющие корреляционным методом и определяют их величины. Далее преобразуют принятые сигналы из аналоговой в цифровую форму, проводят оцифровку аналоговых значений ортогональных составляющих и определяют принадлежность принятого сигнала в виде оцифрованных ортогональных составляющих в конкретной сигнальной области. Во время приема информационных сигналов определяют для каждого принятого сигнала корректирующие значения по фазе и амплитуде, обеспечивающие захват фазы, синхронизацию несущей и опорных частот и грубую корректировку амплитуды. Известный способ не позволяет обеспечивать достаточно достоверный прием дискретных информационных сигналов, подвергшихся искажающим воздействиям при прохождении через канал связи. Известный способ не обладает достаточной динамичностью, позволяющей быстро реагировать на изменения сигнала, вносить изменения пропорциональные величине отклонения. Повысить достоверность восстановления переданных информационных сигналов после их прохождения через канал связи можно за счет уменьшения времени реакции (повышение динамичности) системы, обеспечивающей корректирование величины сигнала по фазе и амплитуде, а также за счет уменьшения влияния искажений сигнала на идентификацию его принадлежности к той или иной сигнальной области. Уменьшение времени реакции системы, обеспечивающей корректирование величины сигнала по фазе и амплитуде, достигают в предложенной способе тем, что проводят оцифровку ортогональных составляющих принятого сигнала несколько раз на протяжении длительности посылки "Т" каждого сигнала, получая несколько значений оцифровки соответствующих выбранному такту "t" оцифровки, определяют принадлежность сигнала к конкретной сигнальной области в каждом такте, проводят корректировку сигнала по "Аmpl" и "F" после каждого такта с запаздыванием на один значащий (т.е. принадлежащий к какой-нибудь сигнальной области) такт. Корректирование проводится по всей сигнальной области в соответствии с местом расположения вектора сигнала, оцифрованного соответствующим тактом. Уменьшение влияния искажений сигнала на идентификацию его принадлежности к конкретной сигнальной области в предложенной способе достигают за счет того, что по границам сигнальных областей выделяют зоны неопределенности, размеры которых зависят от задаваемого соотношения сигнал/шум и от изменений характеристик канала связи во времени. При проведении идентификации принятого сигнала, не учитывают принятые сигналы попавшие в зону неопределенности сигнальных областей, что позволяет уменьшить количество ошибок из-за помех имеющий различный характер. На повышение достоверности идентификации сигнала оказывает влияние и то, что идентификация принадлежности принятого сигнала к конкретной области ведется по достижению пороговой величины числа оцифрованных сигналов, принадлежащих к этой же области без учета числа оцифрованных сигналов, попавших в зону неопределенности. Представленный графический материал позволяет пояснить сущность изобретения. The invention relates to the field of discrete information exchange using communication systems with amplitude, phase, frequency modes of carrier frequency modulation and various combinations of these types of modulation used with various types of communication lines. From information sources, the authors know the device (see US patent N 4 546 322, CL N 04 L 27/20, 27/22, 08/24/1983) that implements a method that is the closest to the proposed method and therefore is selected as prototype. In the known device, information is transmitted according to a pre-selected scheme with a known location in the space of signal vectors (in magnitude of the amplitude "Ampl" and phase "F") of the transmitted discrete signals with a known duration of sending "T" of each signal. Next, determine the size of the vector field, within which reliable signal reception is possible. The selected field is divided into signal regions, the boundaries of which are lines equidistant from neighboring points of the arrangement of vectors of transmitted signals. Assign to each point of the signal region the same signal symbol that the point of the vector has around the circuit around which this region is formed. At the beginning of the transmission, information signals transmitted through the communication channel are received, the signal received in analog form is divided into orthogonal components by the correlation method, and their values are determined. Next, the received signals are converted from analog to digital, digitizing the analog values of the orthogonal components and determining the membership of the received signal in the form of digitized orthogonal components in a particular signal area. During the reception of information signals, phase and amplitude correction values are determined for each received signal, which ensure phase capture, carrier and reference frequency synchronization, and coarse amplitude correction. The known method does not allow for sufficiently reliable reception of discrete information signals subjected to distorting influences when passing through a communication channel. The known method does not have sufficient dynamics, allowing you to quickly respond to changes in the signal, to make changes proportional to the magnitude of the deviation. The reliability of the restoration of transmitted information signals after they pass through the communication channel can be increased by reducing the reaction time (increasing dynamism) of the system, which provides correction of the signal magnitude in phase and amplitude, as well as by reducing the influence of signal distortions on the identification of its belonging to a particular signal area. Reducing the response time of a system that provides correction of the signal magnitude in phase and amplitude is achieved in the proposed method by digitizing the orthogonal components of the received signal several times over the duration of sending “T” of each signal, obtaining several digitizing values corresponding to the selected digit “t” of digitization , determine the belonging of the signal to a specific signal area in each cycle, adjust the signal according to "Ampl" and "F" after each cycle with a delay of one digit aschy (ie belonging to any field of the signal) clock. Correction is carried out throughout the signal area in accordance with the location of the signal vector, digitized by the corresponding clock. The reduction in the influence of signal distortions on the identification of its belonging to a specific signal region in the proposed method is achieved due to the fact that uncertainty zones are allocated along the boundaries of the signal regions, the dimensions of which depend on the specified signal / noise ratio and on changes in the characteristics of the communication channel over time. When identifying a received signal, the received signals that fall into the uncertainty zone of the signal areas are not taken into account, which allows to reduce the number of errors due to interference of a different nature. An increase in the reliability of signal identification is also influenced by the fact that the identification of the belonging of the received signal to a specific area is carried out upon reaching a threshold value of the number of digitized signals belonging to the same area without taking into account the number of digitized signals falling into the uncertainty zone. The presented graphic material allows to clarify the essence of the invention.

На фиг. 1 изображено выделенное векторное поле с расположенными на нем сигнальными векторами, разделенное на сигнальные области; на фиг. 2 изображено векторное поле, разделенное на сигнальные области с выделенными зонами неопределенности; на фиг. 3 изображено перемещение вектора принятого сигнала Sпр(ti) за каждый такт оцифровки на протяжении времени одной посылки Т; на фиг. 4 схема идентификации принятого сигнала. In FIG. 1 shows a selected vector field with signal vectors located on it, divided into signal areas; in FIG. 2 shows a vector field divided into signal regions with highlighted uncertainty zones; in FIG. 3 shows the movement of the vector of the received signal Spr (ti) for each digitalization cycle during the time of one transmission T; in FIG. 4 identification scheme of the received signal.

Способ восстановления переданных информационных сигналов после их прохождения через канал связи состоит из следующих действий. Предварительно, в зависимости от вида и состояния канала электросвязи и применяемого оборудования, определяют размеры векторного поля, в пределах которого возможен уверенный прием сигналов. Схема передачи и приема данных предусматривает определенную организацию расположения сигнальных векторов А, Б, и длительность информационных посылок Т. Разделяют выделенное поле на сигнальные области а, б, (смотри фиг. 1) в соответствии с принятой схемой расположения векторов А, Б, передаваемых сигналов на векторном поле, при этом присваивают каждой точке сигнальной области то же значение, которое имеет по схеме вектор передаваемого сигнала, вокруг которого образована эта область. По границам сигнальных полей выделяют зоны неопределенности, размеры которых зависят от задаваемого соотношения сигнал/шум, вида и уровня помех и присваивают каждой точке зоны неопределенности дополнительный символ "'", отличающий эти точки от других точек данного сигнального поля (смотри фиг. 2, где каждой точке зоны неопределенности, соответствующей сигнальной области присваивают сигнальные символы A', Б',). Реализацию этих действий осуществляют, например, при помощи запоминающего устройства с необходимым объемом памяти, ячейки памяти которого содержат необходимое число разрядов, обеспечи- вающих возможность выполнения этих действий. Осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи в соответствии с принятой схемой. A method of recovering transmitted information signals after passing through a communication channel consists of the following actions. Previously, depending on the type and condition of the telecommunication channel and the equipment used, the sizes of the vector field are determined, within which reliable signal reception is possible. The data transmission and reception scheme provides for a certain organization of the location of signal vectors A, B, and the duration of information packets T. The selected field is divided into signal areas a, b, (see Fig. 1) in accordance with the accepted arrangement of vectors A, B of transmitted signals on a vector field, at the same time, each point of the signal region is assigned the same value as the vector of the transmitted signal, around which this region is formed, according to the scheme. Uncertainty zones are distinguished along the boundaries of the signal fields, the sizes of which depend on the given signal-to-noise ratio, type and level of interference, and assign each symbol of the uncertainty zone an additional symbol "'" that distinguishes these points from other points of the given signal field (see Fig. 2, where each point of the zone of uncertainty corresponding to the signal region is assigned signal symbols A ', B',). The implementation of these actions is carried out, for example, using a storage device with the required amount of memory, the memory cells of which contain the necessary number of bits, providing the ability to perform these actions. Carry out the reception of information signals that have passed through the communication channel in accordance with the adopted scheme.

При приеме информационных сигналов проводят синхронизацию работы передающих и принимающих систем. Синхронизация проводится по служебным сигналам, которые передаются в начале и (или) на протяжении передачи в соответствии с принятой схемой. Принятый информационный сигнал Sпр это переданный информационный сигнал Sп искаженный при прохождении через канал связи. В свою очередь переданный информационный сигнал Sп это сигнал с длительностью посылки Т и промодулированный по амплитуде и фазе в соответствии с выбранной схемой. Принятый в аналоговой форме сигнал разделяют на ортогональные составляющие корреляционным мето- дом и определяют их величины Хпр, Yпр. Далее преобразуют принятые сигналы из аналоговой в цифровую форму Хц, Yц, проводя оцифровку аналоговых величин Хпр, Yпр ортогональных составляющих сигнала несколько раз на протяжении длительности посылки Т. When receiving information signals, synchronize the operation of transmitting and receiving systems. Synchronization is carried out on service signals that are transmitted at the beginning and (or) during transmission in accordance with the adopted scheme. The received information signal Sp is the transmitted information signal Sp distorted when passing through the communication channel. In turn, the transmitted information signal Sp is a signal with a sending duration T and modulated in amplitude and phase in accordance with the selected scheme. The signal received in analog form is divided into orthogonal components by the correlation method and their values Xpr, Ypr are determined. Next, the received signals are converted from analogue to digital form Xc, Yc, by digitizing the analog values Xpr, Ypr of the orthogonal signal components several times over the duration of sending T.

В время посылки Т получают несколько значений оцифровки, число которых зависит от выбранного времени такта t (смотри фиг. 3). На выбор величины времени такта оцифровки оказывают влияние следующие соображения. С одной стороны время такта желательно уменьшить, чтобы повысить динамичность отслеживания изменения сигнала, а с другой стороны длительность такта должна быть примерно равна такой величине, чтобы за время переходного процесса в начале и конце информационной посылки Т не получалось более одной двух оцифровок. Зная величины оцифровки ортогональных составляющих сигнала Хц(ti), Yц(ti) определяют принадлежность принятого сигнала к конкретной сигнальной области за один такт Sпр(ti). At the time of sending T, several digitization values are obtained, the number of which depends on the selected tact time t (see Fig. 3). The following considerations influence the choice of the value of the sampling cycle time. On the one hand, it is desirable to reduce the tact time in order to increase the dynamism of tracking signal changes, and on the other hand, the tact duration should be approximately equal to such a value that during the transition process at the beginning and end of the information transmission T, no more than one or two digitizations are obtained. Knowing the digitization values of the orthogonal components of the signal Xc (ti), Yc (ti) determine the belonging of the received signal to a specific signal area in one clock cycle Spr (ti).

Далее проводят идентификацию принадлежности принятого сигнала к конкретной сигнальной области. Идентификация сигнала проводится по достижению пороговой величины числа N Sпр(ti), принадлежащих этой же области (смотри фиг. 4а). При подсчете числа сигналов Sпр(ti), принадлежащих конкретной области не учитываются сигналы попавшие в зону неопределенности. По достижении порогового значения N Sпр(ti) принятый сигнал Sпр идентифицируется как переданный Sп с длительностью посылки Т (смотри фиг. 4б), принадлежащий в соответствии со схемой к данной сигнальной области. Next, identification of the belonging of the received signal to a specific signal area is carried out. Signal identification is carried out upon reaching the threshold value of the number N Spr (ti) belonging to the same region (see Fig. 4a). When calculating the number of signals Spr (ti) belonging to a specific area, signals that fall into the uncertainty zone are not taken into account. Upon reaching the threshold value N Spr (ti), the received signal Sppr is identified as the transmitted Sp with the sending duration T (see Fig. 4b), belonging in accordance with the scheme to this signal area.

Одновременно с идентификацией сигнала проводится корректирование принятого сигнала по Ampl и F. Контрольное корректирование проводят по служебным сигналам, у которых заранее оговорены в соответствии с применяемой схемой величины Т, F и Ampl. Кроме того проводят корректрование по Ampl и F при приеме каждого из принимаемых сигналов. Корректирование сигналов по F и Ampl проводят после каждого такта оцифровки величин Хц(ti), Yц(ti) с запаздыванием на один такт, при условии, что оба эти сигнала Sпр(ti-1), Sпр(ti) принадлежат к одной сигнальной области в том числе и к зоне неопределенности. Значения величин коррекции сигнала зависит от нахождения предыдущего тактового сигнала в той или иной точке сигнальной области и от выбранной корректирующей функции. Simultaneously with the identification of the signal, the received signal is corrected according to Ampl and F. The control correction is carried out according to service signals, for which the values of T, F and Ampl are agreed in advance in accordance with the applied scheme. In addition, Ampl and F are corrected when each of the received signals is received. Correction of the signals according to F and Ampl is carried out after each cycle of digitizing the quantities Xc (ti), Yc (ti) with a delay of one cycle, provided that both of these signals Spr (ti-1), Spr (ti) belong to the same signal region including the zone of uncertainty. The values of the signal correction values depend on the location of the previous clock signal at a particular point in the signal area and on the selected correction function.

Последним действием данного способа является преобразование принятого и идентифицированного информационного сигнала в форму удобную для использования потребителем. The last action of this method is the conversion of the received and identified information signal into a form convenient for use by the consumer.

Claims (1)

Способ восстановления переданных информационных сигналов после прохождения их через канал связи, заключающийся в том, что выделяют векторное поле, в пределах которого возможен уверенный прием сигналов, разделяют выделенное поле в соответствии с принятой схемой расположения векторов передаваемых сигналов по амплитуде и фазе на сигнальные области, присваивают каждой точке сигнальной области тот же сигнальный символ, который имеет по схеме вектор передаваемого сигнала, вокруг которого образована область, осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи, разделяют принятые в аналоговой форме сигналы на ортогональные составляющие корреляционным методом, определяют их величины в аналоговой форме, преобразуют величины ортогональных составляющих из аналоговой в цифровую форму, проводя оцифровку аналоговых величин ортогональных составляющих, определяют принадлежность принятого сигнала в виде его оцифрованных ортогональных составляющих к конкретной сигнальной области, определяют для принятого сигнала корректирующее значение по амплитуде и фазе, идентифицируют сигнал по его принадлежности к конкретной области, преобразуют идентифицированный сигнал в форму, удобную для использования потребителем, отличающийся тем, что выделяют по границам сигнальных областей зоны неопределенности, присваивают каждой точке этих зон дополнительный сигнальный символ, проводят оцифровку ортогональных составляющих каждого сигнала несколько раз на протяжении длительности единичной по времени сигнальной посылки в сответствии с выбранным тактом оцифровки, определяют принадлежность принятого сигнала к каждой конкретной сигнальной области в каждом такте оцифровки, проводят корректирование величины принятого сигнала в каждом такте оцифровки в зависимости от величины и расположения вектора сигнала в предыдущем такте оцифровки, принадлежащего этой же области, проводят идентификацию принадлежности принятого сигнала к конкретной сигнальной области по достижению пороговой величины числа оцифрованных в предыдущих тактах сигналов принадлежащих этой же области, без учета числа оцифрованных в предыдущих тактах сигналов принадлежащих зонам неопределенности. A method of recovering transmitted information signals after passing them through a communication channel, which consists in allocating a vector field within which reliable signal reception is possible, dividing the selected field in accordance with the accepted arrangement of the vectors of the transmitted signals in amplitude and phase into signal areas, assign each point of the signal region has the same signal symbol, which has the scheme of the vector of the transmitted signal around which the region is formed, receive information signals transmitted through the communication channel, divide the signals received in analog form into orthogonal components by the correlation method, determine their values in analog form, convert the values of orthogonal components from analog to digital, digitizing the analog values of orthogonal components, determine the ownership of the received signal in the form its digitized orthogonal components to a specific signal area, determine the corrected value for the received signal in amplitude and phase e, the signal is identified by its belonging to a specific area, the identified signal is converted into a form convenient for use by the consumer, characterized in that they identify zones of uncertainty along the boundaries of the signal areas, assign an additional signal symbol to each point of these zones, digitize several orthogonal components of each signal times during the duration of a single-time signal sending in accordance with the selected digitization cycle, determine the membership received drove to each specific signal region in each digitization cycle, adjust the magnitude of the received signal in each digitization cycle depending on the size and location of the signal vector in the previous digitization cycle belonging to the same region, identify the belonging of the received signal to a specific signal region upon reaching the threshold the number of signals digitized in previous clock cycles belonging to the same region, excluding the number of signals digitized in previous clock cycles boiling zone of uncertainty.
RU93056444A 1993-12-20 1993-12-20 Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel RU2066926C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93056444A RU2066926C1 (en) 1993-12-20 1993-12-20 Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93056444A RU2066926C1 (en) 1993-12-20 1993-12-20 Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2066926C1 true RU2066926C1 (en) 1996-09-20
RU93056444A RU93056444A (en) 1997-01-27

Family

ID=20150490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93056444A RU2066926C1 (en) 1993-12-20 1993-12-20 Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2066926C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4546322, кл. H 04 L 27/20, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4426712A (en) Correlation system for global position receiver
US3689841A (en) Communication system for eliminating time delay effects when used in a multipath transmission medium
US4730340A (en) Programmable time invariant coherent spread symbol correlator
US4672629A (en) Receiver for bandspread signals
US4112372A (en) Spread spectrum communication system
US5276704A (en) SAWC phase detection method and apparatus
US5016256A (en) Spread spectrum intercept apparatus and method
US6493398B1 (en) Burst mode digital communications system
US4346475A (en) Data transmission system operating on the spread spectrum principle
RU2145776C1 (en) Method and device for recovering clock synchronization of characters from common-mode and broad-band quadrature signals being received
GB2232852A (en) Offset correction
EP0088771A1 (en) Zero-crossing interpolator to reduce isochronous distortion in a digital fsk modem.
JPH04502245A (en) Code acquisition method and circuit for a receiver of spread spectrum signals
JPH09153887A (en) High-speed acquisition bit timing loop method and its device
US4426714A (en) Clock signal derivation system
JP2835789B2 (en) Pulse compression control method
RU2066926C1 (en) Method of restoration of transmitted intelligible signals after their passage via communication channel
RU2214690C2 (en) Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel
US4223270A (en) Multiplexed CCD pulse width discriminator
US4213007A (en) Method and apparatus for monitoring a pulse-code modulated data transmission
EP0315377A2 (en) A Loran-C navigation system
RU2277760C2 (en) Method for transferring information in communication systems with noise-like signals and a software product
US6868111B1 (en) Methods and systems for identifying transmitted codewords after loss of synchronization in spread spectrum communication systems
US5103460A (en) Spread spectrum intercept apparatus and method
GB1560474A (en) Processor for multiple continous spread spectrum signals