RU2214690C2 - Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel - Google Patents

Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel Download PDF

Info

Publication number
RU2214690C2
RU2214690C2 RU2001135790A RU2001135790A RU2214690C2 RU 2214690 C2 RU2214690 C2 RU 2214690C2 RU 2001135790 A RU2001135790 A RU 2001135790A RU 2001135790 A RU2001135790 A RU 2001135790A RU 2214690 C2 RU2214690 C2 RU 2214690C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
communication channel
information
zones
orthogonal components
Prior art date
Application number
RU2001135790A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001135790A (en
Inventor
Н.Г. Пархоменко
Б.М. Боташев
П.М. Колобанов
Original Assignee
Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент"
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 Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" filed Critical Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент"
Priority to RU2001135790A priority Critical patent/RU2214690C2/en
Publication of RU2001135790A publication Critical patent/RU2001135790A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2214690C2 publication Critical patent/RU2214690C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: exchange of discrete information with use of communication systems with various types of modulation. SUBSTANCE: technical result of invention consists in transmission to user of information on authenticity of signal belonging to specific signal region, on quality of through discrete communication channel, in optimization in process of reception of dimensions and configuration of uncertainty zones depending on quality of communication channel. In correspondence with invention method reconstructing transmitted information signals after passage through communication channel identifies signal regions, uncertainty zones and characteristic zones, signals received in analog form are divided into orthogonal components by correlation method, belonging of received signal to particular signal region, to uncertainty zone and characteristic zone is determined in the form of its numbered orthogonal components. EFFECT: transmission of authentic information to user. 4 dwg

Description

Способ восстановления переданных информационных сигналов после прохождения их через канал связи относится к области обмена дискретной информацией с применением систем связи с различными видами модуляции. A method of recovering transmitted information signals after passing them through a communication channel relates to the field of discrete information exchange using communication systems with various types of modulation.

Известен способ восстановления переданных информационных сигналов с одновременным получением информации о качестве сигнала, при котором принимают множество фазомодулированных цифровых символов, идентифицируют принятые символы по их принадлежности к сигнальным областям и обеспечивают получение информации о качестве принятых фазомодулированных цифровых символов (см. патент РФ 213061, МКИ 6 Н 04 L 27/22, опубл. в БИ 16,10.06.98 г.) [1]. There is a method of recovering transmitted information signals while simultaneously receiving information about the signal quality, at which a plurality of phase-modulated digital symbols are received, the received symbols are identified by their belonging to the signal areas, and information is received on the quality of the received phase-modulated digital symbols (see RF patent 213061, MKI 6 H 04 L 27/22, publ. In BI 16.10.06.98)) [1].

Недостаток известного способа состоит в невозможности его использования по отношению к многопозиционным ансамблям сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией (АФМ), поскольку все операции способа основаны на действиях с оценками фазы принимаемых символов без учета их амплитуды. The disadvantage of this method is the impossibility of its use in relation to multi-position ensembles of signals with amplitude-phase shift keying (AFM), since all operations of the method are based on actions with phase estimates of the received symbols without taking into account their amplitude.

Известен также способ восстановления переданных информационных сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией после их прохождения через канал связи, заключающийся в том, что осуществляют прием сигналов, прошедших через канал связи, разделяют принятые в аналоговой форме сигналы на ортогональные составляющие корреляционным методом, преобразуют их из аналоговой в цифровую форму, определяют принадлежность принятого сигнала в виде его оцифрованных ортогональных составляющих к конкретной сигнальной области (см. патент РФ 2054810, МКИ 6 H 04 L 27/22, Н 03 D 5/00, 1/00, опубл. БИ 5, 20.02.96 г.) [2]. There is also a method of recovering transmitted information signals with amplitude-phase modulation after they pass through a communication channel, which consists in the reception of signals transmitted through a communication channel, the signals received in the analog form are divided into orthogonal components by the correlation method, and they are converted from analog to digital form, determine the belonging of the received signal in the form of its digitized orthogonal components to a specific signal area (see RF patent 2054810, MKI 6 H 04 L 27/22, H 03 D 5/00, 1/00, publ. BI 5, 02.20.96)) [2].

Недостатки известного способа состоят в следующем. The disadvantages of this method are as follows.

Во-первых, согласно известному способу сигнальные области определяют исходя из заданного соотношения сигнал/шум. В то же время в реальных системах связи условия передачи информационных символов и соответственно соотношение сигнал/шум могут существенно отличаться от номинального значения и, кроме того, изменяться во время сеанса связи. Известный способ не позволяет учесть этот фактор и соответственно осуществить оптимальный прием сигналов. Firstly, according to the known method, the signal areas are determined based on a given signal to noise ratio. At the same time, in real communication systems, the conditions for transmitting information symbols and, accordingly, the signal-to-noise ratio can significantly differ from the nominal value and, in addition, change during a communication session. The known method does not allow to take this factor into account and, accordingly, to carry out optimal signal reception.

Во-вторых, известный способ не позволяет передать потребителю информацию о надежности проведенной идентификации сигнала по его принадлежности к конкретной сигнальной области, поскольку, в частности, не предполагает выделения зон неопределенностей. Между тем определение и передача потребителю информации о надежности (достоверности) принадлежности сигнала к конкретной области является обязательной операцией для большинства современных сверточных декодеров Витерби, широко использующихся в системах передачи информации [3]. Secondly, the known method does not allow the consumer to transmit information about the reliability of the identification of the signal by its belonging to a specific signal area, since, in particular, it does not involve the allocation of zones of uncertainties. Meanwhile, the determination and transmission to the consumer of information on the reliability (reliability) of a signal belonging to a specific area is a mandatory operation for most modern Viterbi convolutional decoders, which are widely used in information transmission systems [3].

Из известных технических решений наиболее близким к патентуемому способу (прототипом) является 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, выделяют по границам сигнальных областей зоны неопределенности, присваивают каждой точке этих зон первый дополнительный сигнальный символ, 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 и зоне неопределенности, определяют для принятого сигнала корректирующее значение по амплитуде и фазе, преобразуют идентифицированный сигнал в форму, удобную для использования потребителем (см. патент РФ 2066926, МКИ 6 H 04 L 27/22, опубл. в БИ 26, 20.06.96 г.) [8]. Of the known technical solutions, the closest to the patented method (prototype) is a method for recovering transmitted information signals after passing them through a communication channel, which consists in isolating a vector field within which reliable signal reception is possible, and sharing the selected field in accordance with the adopted scheme the location of the vectors of the transmitted signals in amplitude and phase to the signal areas, assign to each point of the signal area the same signal symbol that has The ctor of the transmitted signal around which the region is formed is allocated along the boundaries of the signal areas of the uncertainty zone, assigned to each point of these zones the first additional signal symbol, information signals transmitted through the communication channel are received, the signals received in analog form are divided into orthogonal components by the correlation method, determined their values in analog form, convert the values of the orthogonal components from analog to digital, by digitizing the analog quantities orthogonal components, determine the status of a received signal as its orthogonal components of the digitized signal to a particular area and the area of uncertainty is determined for correcting the amplitude of the received signal and the phase value, the identified signal is converted into a form suitable for consumer use (see. RF patent 2066926, MKI 6 H 04 L 27/22, publ. in BI 26.06.06.96) [8].

Недостатки известного способа состоят в следующем. The disadvantages of this method are as follows.

1. Известный способ не предполагает передачи потребителю информации о достоверности проведенной идентификации сигнала, т.е. о надежности вычисленной принадлежности сигнала к конкретной сигнальной области. Между тем без такой информации невозможно функционирование "мягких" сверточных декодеров Витерби [3], являющихся одним из основных типов декодеров в современных системах связи [4]. 1. The known method does not involve transmitting to the consumer information about the reliability of the identification of the signal, ie the reliability of the calculated membership of the signal in a specific signal area. Meanwhile, without such information, the functioning of Viterbi “soft” convolutional decoders [3], which is one of the main types of decoders in modern communication systems [4], is impossible.

2. Известный способ не позволяет вычислять и передавать потребителю информацию о качестве канала связи, которое в общем случае определяется не только отношением сигнал - аддитивный белый Гауссовский шум, но и мультипликативными шумами типа фазового шума преобразователей частоты, а также импульсными помехами. Информация о качестве канала связи, определяемая как отношение сигнал/шум приборами типа анализатора спектра, является неполной, поскольку не учитывает состояние используемых при приеме и демодуляции следящих систем, в первую очередь фазового шума системы восстановления несущей частоты и джиттера системы тактовой синхронизации. 2. The known method does not allow calculating and transmitting to the consumer information on the quality of the communication channel, which in the general case is determined not only by the signal-additive white Gaussian noise ratio, but also by multiplicative noises such as phase noise of frequency converters, as well as impulse noise. Information about the quality of the communication channel, defined as the signal-to-noise ratio by instruments such as a spectrum analyzer, is incomplete because it does not take into account the state of the tracking systems used for receiving and demodulating, primarily the phase noise of the carrier frequency recovery system and the jitter of the clock synchronization system.

Следовательно, даже использование внешней по отношению к известному способу операции вычисления отношения сигнал/шум не дает потребителю полной и достоверной информации о качестве канала связи, поскольку операции известного способа (разделение принятых в аналоговой форме сигналов на ортогональные составляющие корреляционным методом, преобразование величины ортогональных составляющих из аналоговой в цифровую форму, определение для принятого сигнала корректирующих значений по амплитуде и фазе) в числе других операций собственно и образуют дискретный канал передачи информации [5]. Therefore, even the use of an operation external to the known method for calculating the signal-to-noise ratio does not give the consumer complete and reliable information about the quality of the communication channel, since the operations of the known method (separation of signals received in analog form into orthogonal components by the correlation method, conversion of the value of orthogonal components from analogue in digital form, determination for the received signal of correcting values for amplitude and phase) among other operations form a digital information transmission channel [5].

3. Известный способ не позволяет оптимизировать в процессе приема величину зон неопределенности в зависимости от качества канала связи. Между тем для оптимального выполнения процедур восстановления переданных информационных сигналов через канал связи, зоны неопределенности должны уменьшаться (увеличиваться) при улучшении (ухудшении) качества канала связи. 3. The known method does not allow to optimize the process of receiving the value of the zones of uncertainty depending on the quality of the communication channel. Meanwhile, for the optimal implementation of the procedures for recovering transmitted information signals through the communication channel, the uncertainty zones should decrease (increase) while improving (deteriorating) the quality of the communication channel.

4. Используемые в известном способе операции оцифровки ортогональных составляющих несколько раз на протяжении длительности единичной по времени сигнальной посылки и последующие операции над данными, получаемыми в каждом такте оцифровки, вообще имеют смысл (корректны) лишь для неограниченных по полосе (нефильтрованных) сигналов. 4. The operations of digitizing the orthogonal components used in the known method several times during the duration of a time signal unit and the subsequent operations on the data received in each digitization cycle generally make sense (correct) only for unlimited (unfiltered) signals in band.

Реальные же системы связи, в которых жестко нормируется уровень межканальных помех, используют не только эффективную полосовую фильтрацию, но и специальные меры по формированию максимально компактного спектра типа использования предыскажающих фильтров. Кроме того, уже сам известный способ предполагает ограничение сигнала по полосе частот (интегрирование, интегрирование со сбросом, фильтрацию в ФНЧ), входящее в операцию разделения аналоговых сигналов на ортогональные составляющие корреляционным методом. Real communication systems, in which the level of inter-channel interference is strictly normalized, use not only effective band-pass filtering, but also special measures to form the most compact spectrum such as the use of predistortion filters. In addition, the well-known method itself involves limiting the signal over a frequency band (integration, integration with a reset, filtering in the low-pass filter), which is part of the operation of dividing analog signals into orthogonal components by the correlation method.

В этих условиях (ограничение сигнала по полосе) оцифровка его квадратурных составляющих с тактом оцифровки, превышающим нормированный предел (устанавливаемый теоремой Котельникова об отсчетах), не приводит к получению какой-либо дополнительной информации о сигнале или шуме. Under these conditions (bandwidth limitation of the signal), the digitization of its quadrature components with a digitization cycle exceeding the normalized limit (established by Kotelnikov's theorem on counts) does not lead to any additional information about the signal or noise.

В реальных системах связи воздействие таких факторов, как многолучевое распространение сигнала, его ограничение по полосе фильтрами с высокой прямоугольностью и межсимвольная интерференция (МСИ) вообще приводят к тому, что траектория движения сигнальной точки (до момента принятия решения) по векторному полю становится практически неинформативной и как минимум не позволяющей повысить достоверность приема. In real communication systems, the influence of factors such as multipath signal propagation, its bandwidth restriction by filters with high squareness and intersymbol interference (MSI) generally lead to the fact that the trajectory of the signal point (until the decision is made) along the vector field becomes practically uninformative and at least not allowing to increase the reliability of the reception.

Технический результат патентуемого способа состоит в следующем:
а) передача потребителю информации о достоверности (надежности) принадлежности сигнала к конкретной сигнальной области (в том числе для использования данной информации в "мягком" декодере Витерби);
б) передача потребителю информации о качестве сквозного дискретного канала связи (включающего в себя не только качество физического канала распределения радиоволн, но и качество преобразования спектра сигнала и следящих систем, используемых при приеме и демодуляции);
в) оптимизация в процессе приема размеров и конфигураций зон неопределенностей в зависимости от качества канала связи;
г) вынесение оптимальных (по критерию Котельникова-Зигерта) решений о принадлежности принятого сигнала к конкретной сигнальной области инвариантно по отношению к степени фильтрации спектра передаваемого и принимаемого сигналов.
The technical result of the patented method is as follows:
a) transmitting to the consumer information on the reliability (reliability) of the signal belonging to a specific signal area (including the use of this information in the Viterbi soft decoder);
b) transmitting to the consumer information on the quality of the through discrete communication channel (which includes not only the quality of the physical channel for the distribution of radio waves, but also the quality of the conversion of the signal spectrum and tracking systems used in reception and demodulation);
c) optimization in the process of receiving sizes and configurations of uncertainty zones depending on the quality of the communication channel;
d) making optimal (according to the Kotelnikov-Siegert criterion) decisions on whether the received signal belongs to a specific signal area is invariant with respect to the degree of filtering of the spectrum of the transmitted and received signals.

Указанный технический результат достигается выполнением следующих операций над сигналом:
- 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;
- выделяют по границам сигнальных областей зоны неопределенности;
- присваивают каждой точке этих зон первый дополнительный сигнальный символ;
- выделяют в сигнальных областях характерные зоны;
- присваивают каждой точке этих зон второй дополнительный сигнальный символ;
- 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, зоне неопределенности и характерной зоне;
- определяют для принятого сигнала корректирующее значение по амплитуде и фазе;
- преобразуют идентифицированный сигнал в форму, удобную для использования потребителем;
- первый дополнительный сигнальный символ передают потребителю как информацию о достоверности принадлежности сигнала к конкретной области;
- второй дополнительный сигнальный символ передают потребителю как информацию о качестве канала связи, определяют среднее значение второго дополнительного сигнального символа по всем принимаемым информационным сигналам, проводят корректирование выделенных зон неопределенности в зависимости от величины среднего значения второго дополнительного сигнального символа.
The specified technical result is achieved by performing the following operations on the signal:
- allocate a vector field within which reliable signal reception is possible;
- share the selected field in accordance with the adopted arrangement of the vectors of the transmitted signals in amplitude and phase into signal areas;
- assign to each point of the signal region the same signal symbol, which according to the scheme has a vector of the transmitted signal around which the region is formed;
- allocate uncertainty zones along the boundaries of the signal areas;
- Assign to each point of these zones the first additional signal symbol;
- distinguish characteristic zones in signal areas;
- Assign to each point of these zones a second additional signal symbol;
- carry out the reception of information signals that have passed 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 the orthogonal components from analog to digital, by digitizing the analog values of the orthogonal components;
- determine the belonging of the received signal in the form of its digitized orthogonal components to a specific signal region, the uncertainty zone and the characteristic zone;
- determine the corrected value for the received signal in amplitude and phase;
- convert the identified signal into a form convenient for use by the consumer;
- the first additional signal symbol is transmitted to the consumer as information about the reliability of the signal belonging to a specific area;
- the second additional signal symbol is transmitted to the consumer as information about the quality of the communication channel, the average value of the second additional signal symbol is determined for all received information signals, the selected ambiguity zones are corrected depending on the average value of the second additional signal symbol.

Поставленная задача достигается тем, что в способе восстановления переданных информационных сигналов после прохождения их через канал связи 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, выделяют по границам сигнальных областей зоны неопределенности, присваивают каждой точке этих зон первый дополнительный сигнальный символ, 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 и зоне неопределенности, определяют для принятого сигнала корректирующее значение по амплитуде и фазе и преобразуют идентифицированный сигнал в форму, удобную для использования потребителем. The problem is achieved in that in the method of recovering transmitted information signals after passing them through the communication channel, a vector field is isolated, within which reliable signal reception is possible, the selected field is divided in accordance with the accepted arrangement of the vectors of the transmitted signals in amplitude and phase into signal areas, assign to each point of the signal region the same signal symbol, which according to the scheme has a vector of the transmitted signal around which the region is formed, the boundaries of the signal areas of the uncertainty zone, assign a first additional signal symbol to each point of these zones, receive information signals transmitted through the communication channel, divide the signals received in the analog form into the orthogonal components by the correlation method, determine their values in the analog form, and convert the values of the orthogonal components from analogue in digital form, by digitizing the analog values of the orthogonal components, determine the ownership of the received signal in in the form of its digitized orthogonal components to a specific signal region and uncertainty zone, a correction value for the received signal in amplitude and phase is determined and the identified signal is converted into a form convenient for use by the consumer.

Согласно изобретению, при реализации способа дополнительно выделяют в сигнальных областях характерные зоны, присваивают каждой точке этих зон второй дополнительный сигнальный символ, определяют принадлежность принятого сигнала в виде его оцифрованных ортогональных составляющих к конкретной характерной зоне, первый дополнительный сигнальный символ передают потребителю как информацию о достоверности принадлежности сигнала к конкретной области, второй дополнительный сигнальный символ передают потребителю как информацию о качестве канала связи, определяют среднее значение второго дополнительного сигнального символа по всем принимаемым информационным сигналам, проводят корректирование выделенных зон неопределенности в зависимости от величины среднего значения второго дополнительного символа. According to the invention, when implementing the method, characteristic zones are additionally distinguished in the signal areas, a second additional signal symbol is assigned to each point of these zones, the belonging of the received signal in the form of its digitized orthogonal components to a specific characteristic zone is determined, the first additional signal symbol is transmitted to the consumer as information on the reliability of belonging signal to a specific area, the second additional signal symbol is transmitted to the consumer as quality information the communication channel, determine the average value of the second additional signal symbol for all received information signals, carry out the correction of the selected zones of uncertainty depending on the average value of the second additional symbol.

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; фиг.3 показывает принцип выделения характерных зон; фиг 4. показывает соотношение между зонами неопределенности и характерными зонами. In FIG. 1 shows a selected vector field with signal vectors located on it, divided into signal areas; figure 2 shows a vector field divided into signal areas with highlighted areas of uncertainty; figure 3 shows the principle of allocation of characteristic zones; Fig 4. shows the relationship between areas of uncertainty and characteristic zones.

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

Figure 00000002
и т. д., соответствующих применяемому в системе связи М-позиционному ансамблю сигналов, где m= log2M - число битов информации, передаваемых одним сигнальным вектором. Разделяют выделенное поле на сигнальные области (см. фиг.1) в соответствии с принятой схемой расположения векторов
Figure 00000003
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. На фиг.1. приведен пример наиболее распространенного в системах связи 4-позиционного ансамбля фазоманипулированных сигналов ФМ-4 и показано присвоение сигнальным областям значений SA, SB, SC, SD. При этом М=4; m=2. По границам сигнальных областей выделяют зоны неопределенности (размеры которых зависят от первоначально заданного соотношения сигнал/шум, вида и уровня помех) и присваивают каждой точке зоны неопределенности первый дополнительный символ S1, отличающий эти точки от других точек данного сигнального поля (см. фиг.2, где каждой точке зоны неопределенности, соответствующей сигнальной области, присваивают сигнальные символы S1A S1B, S1C, S1D. В пределах сигнальных областей выделяют характерные зоны независимо от выделенных зон неопределенности (см. фиг.3, где каждой точке характерной зоны присвоен второй дополнительный сигнальный символ S2A, S2B S2C, S2D). Соотношение между зонами в пределах одной сигнальной области (на примере области вектора
Figure 00000004
иллюстрирует фиг.4. Поскольку в общем случае оптимальный М-позиционный ансамбль сигналов строится путем решения задачи наиболее плотной укладки М сфер одинакового радиуса в М-мерном пространстве или задачи наиболее плотной укладки М окружностей на плоскости [6,7], то мажорирующим фактором помехоустойчивости такого ансамбля является минимальное расстояние между центрами окружностей этого М-позиционного ансамбля dmin. Следовательно, характерные зоны для i-й сигнальной области, которые должны нести информацию о качестве канала связи, целесообразно строить в виде множества точек S2i так, что:
S 2 i ∪S 3 i = Si;
S 2 i ⊂Si; S 3 i ⊂Si
S 3 i ∩S 3 i = ⌀;
i - номер сигнальной области; i={А, D, С...};
Si - полное множество точек i-й сигнальной области
S3i - окружность с радиусом
Figure 00000005

Попадание сигнальной точки в характерную зону несет важную информацию о качестве канала связи: чем чаще сигнальные точки попадают в множество точек S2i, тем хуже качество канала связи.A method of recovering transmitted information signals after passing through a communication channel consists of the following actions. Preliminarily, 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 arrangement of signal vectors
Figure 00000002
etc., corresponding to the M-position ensemble of signals used in the communication system, where m = log 2 M is the number of information bits transmitted by one signal vector. The selected field is divided into signal areas (see Fig. 1) in accordance with the accepted arrangement of vectors
Figure 00000003
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. In figure 1. an example of the most common 4-position ensemble of phase-shifted FM-4 signal ensembles in communication systems is given and the assignment of S A , S B , S C , S D values to signal areas is shown. Moreover, M = 4; m = 2. Uncertainty zones (the sizes of which depend on the initially specified signal-to-noise ratio, type and level of interference) are distinguished along the boundaries of the signal regions and each first point of the uncertainty zone is assigned the first additional symbol S 1 distinguishing these points from other points of the given signal field (see Fig. 2, where each point of the uncertainty zone corresponding to the signal area is assigned signal symbols S 1 A S 1 B , S 1 C , S 1 D. Within the signal areas, characteristic zones are distinguished regardless of the allocated zones indefinitely 3 (where each point of the characteristic zone is assigned a second additional signal symbol S 2 A , S 2 B S 2 C , S 2 D ). The relationship between the zones within the same signal region (for example, the vector region
Figure 00000004
Figure 4 illustrates. Since in the general case the optimal M-position ensemble of signals is constructed by solving the problem of the most dense packing of M spheres of the same radius in the M-dimensional space or the problem of the most dense packing of M circles on the plane [6,7], the minimum distance is the major factor in the noise immunity of such an ensemble between the centers of the circles of this M-position ensemble d min . Therefore, the characteristic zones for the i-th signal region, which should carry information about the quality of the communication channel, it is advisable to build in the form of a set of points S 2 i so that:
S 2 i ∪S 3 i = S i ;
S 2 i ⊂S i ; S 3 i ⊂S i
S 3 i ∩S 3 i = ⌀;
i is the number of the signal region; i = {A, D, C ...};
S i - the full set of points of the i-th signal region
S 3 i - circle with radius
Figure 00000005

A signal point entering a characteristic zone carries important information about the quality of the communication channel: the more often the signal points fall into the set of points S 2 i , the worse the quality of the communication channel.

При этом случаи попадания в зоны точек S2i принципиально отличаются от случая попадания в зоны точек 81i (см. фиг.3). Так, попадание сигнальной точки в подзону F в данном случае не приводит к ошибке в определении области А, более того, данное определение происходит с высокой достоверностью (точки F гарантированно не попадают в зону неопределенности).Moreover, the cases of falling into the zones of points S 2 i fundamentally differ from the case of falling into the zones of points 8 1 i (see Fig. 3). So, the hit of a signal point in the subzone F in this case does not lead to an error in determining the area A, moreover, this determination occurs with high reliability (the points F are guaranteed not to fall into the zone of uncertainty).

Однако в силу равномерного действия шума по всем направлениям сигнального поля такая величина вектора шума

Figure 00000006
косвенно свидетельствует о высокой вероятности ошибок в других случаях. В самом деле, если бы вектор
Figure 00000007
оказался направленным в сторону области D (вектор
Figure 00000008
на фиг.3), произошла бы ошибка в символе, причем в этом случае не было бы даже установлено ненадежное определение области Sd, поскольку точка не попала бы в зону неопределенности.However, due to the uniform effect of noise in all directions of the signal field, such a magnitude of the noise vector
Figure 00000006
indirectly indicates a high probability of errors in other cases. In fact, if the vector
Figure 00000007
turned out to be directed towards the region D (vector
Figure 00000008
3), an error would occur in the symbol, in which case an unreliable determination of the region S d would not even be established, since the point would not fall into the zone of uncertainty.

Вообще можно считать, что символ S1i несет информацию о достоверности данного символа, а усредненное значение S2i - о качестве канала связи на длительности всего сеанса (как в силу усреднения, так и ввиду существенного превышения площади зоны S2i над площадью зоны S1i).In general, we can assume that the symbol S 1 i carries information about the reliability of this symbol, and the average value of S 2 i - about the quality of the communication channel for the duration of the entire session (both due to averaging and due to a significant excess of the area of the zone S 2 i over the area of the zone S 1 i ).

На фиг.4 горизонтальной штриховкой выделены точки S2A, принадлежащие характерной зоне; вертикальной штриховкой - точки S1A, принадлежащие зоне неопределенности; оба типа штриховки свидетельствуют о принадлежности точки к двум зонам одновременно.In Fig. 4, horizontal hatching marks the points S 2 A belonging to the characteristic zone; vertical shading - points S 1 A belonging to the zone of uncertainty; both types of hatching indicate that the point belongs to two zones simultaneously.

Исходя из способа определения зон неопределенности и характерных зон, возможны четыре случая принадлежности сигнальных точек (см. таблицу). Based on the method for determining the zones of uncertainty and characteristic zones, four cases of belonging of signal points are possible (see table).

Для определенности примем, что присвоение точке первого или второго дополнительного сигнального символа означает, что значение соответствующего атрибута точки (дополнительного сигнального символа) равно 1, в противном случае - 0. Реализацию этих действий осуществляют, например, при помощи запоминающего устройства с необходимым объемом памяти, ячейки памяти которого содержат необходимое число разрядов, обеспечивающих возможность выполнения этих действий. For definiteness, we assume that the assignment of a point to the first or second additional signal symbol means that the value of the corresponding attribute of the point (additional signal symbol) is 1, otherwise it is 0. The implementation of these actions is carried out, for example, using a storage device with the required amount of memory, whose memory cells contain the necessary number of bits that provide the ability to perform these actions.

Осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи в соответствии с принятой схемой. 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 Sпp - 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 методом и определяют величины аналоговых проекций Хпр, Yпр. Далее преобразуют принятые сигналы из аналоговой в цифровую форму Хц, Yц, проводя оцифровку аналоговых величин Хпр, Yпp ортогональных составляющих сигнала.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 S p is the transmitted information signal S p distorted when passing through the communication channel. In turn, the transmitted information signal S p 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 the values of the analog projections X pr , Y pr are determined. Next, the received signals are converted from analog to digital form X c , Y c , digitizing the analog values of X pr , Y p orthogonal components of the signal.

По полученным значениям ортогональных составляющих в цифровой форме Хц, Yц определяют принадлежность сигнала к конкретным:
- сигнальной области;
- зоне неопределенности;
- характерной зоне.
According to the obtained values of the orthogonal components in digital form, X c , Y c determine the identity of the signal to specific
- signal area;
- zone of uncertainty;
- characteristic zone.

После преобразования сигнала в удобную форму (перекодирование манипуляционным кодом, сопряжение электрических интерфейсов) потребитель получает не только информацию о переданном сигнале Sп, но и данные о надежности выполненной демодуляции (первый дополнительный сигнальный символ S1i) и о качестве канала связи (второй дополнительный сигнальный символ S2i). При этом значение S1i=1 означает низкую доверительную вероятность выполненной идентификации символа, а значение S1i=0 - высокую.After converting the signal to a convenient form (transcoding by a manipulation code, pairing of electrical interfaces), the consumer receives not only information about the transmitted signal S p , but also data on the reliability of the demodulation performed (the first additional signal symbol S 1 i ) and the quality of the communication channel (second additional signal symbol S 2 i ). Moreover, the value of S 1 i = 1 means a low confidence probability of the performed identification of the symbol, and the value of S 1 i = 0 is high.

Текущее значение S2i=1 означает низкое текущее качество канала связи, а значение. S2i=0 - высокое. Усредняя значение S2i; по всем информационным сигналам в течение сеанса связи, получаем среднее значение S2cp, в зависимости от величины которого изменяют размеры зон неопределенности.The current value of S 2 i = 1 means low current quality of the communication channel, and the value. S 2 i = 0 - high. The average value of S 2 i ; for all information signals during the communication session, we obtain the average value of S 2 cp , depending on the size of which the dimensions of the uncertainty zones are changed.

Одновременно с этим в общем случае проводится корректирование принятого сигнала по амплитуде и фазе. Контрольное корректирование проводят по служебным сигналам, у которых заранее оговорены, в соответствии с применяемой схемой величины амплитуды, фазы и длительности символа. At the same time, in the general case, the received signal is corrected for amplitude and phase. Check correction is carried out on service signals, which are agreed in advance, in accordance with the applicable scheme, the magnitude of the amplitude, phase and duration of the symbol.

Источники информации
1. Патент РФ 2113061, МКИ 6 H 04 L 27/22, опубл. в БИ 16,10.06.98 г.
Sources of information
1. RF patent 2113061, MKI 6 H 04 L 27/22, publ. in BI on 10.16.06.98

2. Патент РФ 2054810, МКИ 6 H 04 L 27/22, H 03 D 5/00, 1/00, опубл. в БИ 5 20.02.96 г. 2. RF patent 2054810, MKI 6 H 04 L 27/22, H 03 D 5/00, 1/00, publ. in BI 5 02/20/96

3. Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. - М.: Радио и связь, 1987.- C. 231-233. 3. Clark J., Jr., Kane J. Coding with error correction in digital communication systems. - M .: Radio and communications, 1987.- C. 231-233.

4. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. - М.: Радио и связь, 2000. - C. 287. 4. Feer K. Wireless digital communications. Modulation and spreading methods. - M.: Radio and Communications, 2000. - C. 287.

5. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений: Справочник /Под ред. Л.М. Финка. - М.: Радио и связь, 1981. - C. 4. 5. Calculation of noise immunity of discrete message transmission systems: Handbook / Ed. L.M. Finca. - M .: Radio and communication, 1981. - C. 4.

6. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации / Под ред. А.Г. Зюко. - М.: Радио и связь, 1985.- 272 с. 6. Noise immunity and efficiency of information transmission systems / Ed. A.G. Zyuko. - M .: Radio and communications, 1985.- 272 p.

7. Радиотехнические системы передачи информации / Под ред. В.В. Калмыкова. - М.: Радио и связь, 1990. - C. 97-99. 7. Radio engineering information transmission systems / Ed. V.V. Kalmykova. - M .: Radio and communications, 1990. - C. 97-99.

8. Патент РФ 2066926, МКИ 6 H 04 L 27/22, опубл. в БИ 26, 20.06.96 г. - прототип. 8. RF patent 2066926, MKI 6 H 04 L 27/22, publ. in BI 26.06.06.96, the prototype.

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, выделяют по границам сигнальных областей зоны неопределенности, присваивают каждой точке этих зон первый дополнительный сигнальный символ, 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 и зоне неопределенности, определяют для принятого сигнала корректирующее значение по амплитуде и фазе, преобразуют сигнал в форму, удобную для использования потребителем, отличающийся тем, что выделяют в сигнальных областях характерные зоны, присваивают каждой точке этих зон второй дополнительный сигнальный символ, определяют принадлежность принятого сигнала в виде его оцифрованных ортогональных составляющих к конкретной характерной зоне, первый дополнительный сигнальный символ передают потребителю как информацию о достоверности принадлежности сигнала к конкретной сигнальной области, второй дополнительный сигнальный символ передают потребителю как информацию о качестве канала связи, определяют среднее значение второго дополнительного сигнального символа по всем принимаемым информационным сигналам, проводят корректирование выделенных зон неопределенности в зависимости от величины среднего значения второго дополнительного символа. 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 at each point of the signal region, the same signal symbol that has a vector of the transmitted signal, around which the region is formed, is allocated along the boundaries of the signal areas of the zone of uncertainty, assign to each point of these zones the first additional signal symbol, receive information signals that have passed through the communication channel, divide the signals received in the analog form into the orthogonal components by the correlation method, determine their values in the analog form, and convert the values of the orthogonal components from the analog to digital form, digitizing the analog values of the orthogonal components, determine the membership of the received signal in the form of its digitized orthogonal components to a specific signal region and the uncertainty zone, determine the correcting value for the received signal in amplitude and phase, convert the signal into a form convenient for use by the consumer, characterized in that characteristic zones are distinguished in the signal regions, and each second point of these zones is assigned a second additional signal symbol, determine the belonging of the received signal in the form of its digitized orthogonal components to a specific characteristic zone, the first additional signal the second symbol is transmitted to the consumer as information about the reliability of the signal belonging to a specific signal area, the second additional signal symbol is transmitted to the consumer as information about the quality of the communication channel, the average value of the second additional signal symbol is determined for all received information signals, the selected uncertainty zones are adjusted depending on the value average value of the second additional character.
RU2001135790A 2001-12-26 2001-12-26 Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel RU2214690C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135790A RU2214690C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135790A RU2214690C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001135790A RU2001135790A (en) 2003-08-10
RU2214690C2 true RU2214690C2 (en) 2003-10-20

Family

ID=31988644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001135790A RU2214690C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214690C2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7536626B2 (en) 2004-06-18 2009-05-19 Qualcomm Incorporated Power control using erasure techniques
US7962826B2 (en) 2004-07-20 2011-06-14 Qualcomm Incorporated Reverse link power control in an orthogonal system
RU2452101C2 (en) * 2008-01-04 2012-05-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Decoding scheme using multiple hypotheses about transmitted messages
US8442572B2 (en) 2006-09-08 2013-05-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for adjustments for delta-based power control in wireless communication systems
US8452316B2 (en) 2004-06-18 2013-05-28 Qualcomm Incorporated Power control for a wireless communication system utilizing orthogonal multiplexing
US8488487B2 (en) 2006-09-08 2013-07-16 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for fast other sector interference (OSI) adjustment
US8516314B2 (en) 2004-06-18 2013-08-20 Qualcomm Incorporated Robust erasure detection and erasure-rate-based closed loop power control
US8848574B2 (en) 2005-03-15 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Interference control in a wireless communication system
US8849210B2 (en) 2005-03-15 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Interference control in a wireless communication system
US8929908B2 (en) 2005-10-27 2015-01-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for estimating reverse link loading in a wireless communication system

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8452316B2 (en) 2004-06-18 2013-05-28 Qualcomm Incorporated Power control for a wireless communication system utilizing orthogonal multiplexing
US8478202B2 (en) 2004-06-18 2013-07-02 Qualcomm Incorporated Power control for a wireless communication system utilizing orthogonal multiplexing
US7536626B2 (en) 2004-06-18 2009-05-19 Qualcomm Incorporated Power control using erasure techniques
US8516314B2 (en) 2004-06-18 2013-08-20 Qualcomm Incorporated Robust erasure detection and erasure-rate-based closed loop power control
US8543152B2 (en) 2004-06-18 2013-09-24 Qualcomm Incorporated Power control for a wireless communication system utilizing orthogonal multiplexing
US7962826B2 (en) 2004-07-20 2011-06-14 Qualcomm Incorporated Reverse link power control in an orthogonal system
US8849210B2 (en) 2005-03-15 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Interference control in a wireless communication system
US8942639B2 (en) 2005-03-15 2015-01-27 Qualcomm Incorporated Interference control in a wireless communication system
US8879425B2 (en) 2005-03-15 2014-11-04 Qualcomm Incorporated Interference control in a wireless communication system
US8848574B2 (en) 2005-03-15 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Interference control in a wireless communication system
US8929908B2 (en) 2005-10-27 2015-01-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for estimating reverse link loading in a wireless communication system
US8488487B2 (en) 2006-09-08 2013-07-16 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for fast other sector interference (OSI) adjustment
US8670777B2 (en) 2006-09-08 2014-03-11 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for fast other sector interference (OSI) adjustment
US8442572B2 (en) 2006-09-08 2013-05-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for adjustments for delta-based power control in wireless communication systems
RU2452101C2 (en) * 2008-01-04 2012-05-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Decoding scheme using multiple hypotheses about transmitted messages

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9900796B2 (en) FSK/MSK decoder
Johnson Third-generation and wideband HF radio communications
US4688210A (en) Method of and arrangement for synchronizing the receiver arrangements in a digital multiplex transmission system
JP3576880B2 (en) Automatic modulation system identification device and automatic modulation system identification method
CN105282021A (en) Signal concentrator device
US9252998B2 (en) Radio to detect and compensate for frequency misalignment
CA2902551C (en) Simultaneous reception of multiple modulation schemes
US8958506B2 (en) FSK/MSK decoder
US9077487B2 (en) Radio to support channel plans of arbitrary width and/or spacing
RU2214690C2 (en) Method reconstructing transmitted information signals after their passage through communication channel
US20140242936A1 (en) Multichannel Radio Receiver with Overlapping Channel Filters
US9014307B2 (en) Radio to analog-to-digital sample rate decoupled from digital subsystem
US8934532B2 (en) Simultaneous reception of multiple modulation schemes
US7012981B2 (en) Method and apparatus for improving data frame synchronization in a low SNR environment
US5539783A (en) Non-coherent synchronization signal detector
RU96119345A (en) METHOD AND DEVICE FOR DISTINCTING IDENTIFIERS RECEIVED FROM TRANSMITTERS
CN110235377A (en) Demodulator
Woo Demonstration and evaluation of co-channel DBPSK source separation
AU707338B2 (en) Diversity PI/4-DQPSK demodulation
JPS5869153A (en) Code discriminating circuit
JPH06237243A (en) Bit error rate estimating device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121227