RU2562431C1 - Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных - Google Patents
Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562431C1 RU2562431C1 RU2014119176/08A RU2014119176A RU2562431C1 RU 2562431 C1 RU2562431 C1 RU 2562431C1 RU 2014119176/08 A RU2014119176/08 A RU 2014119176/08A RU 2014119176 A RU2014119176 A RU 2014119176A RU 2562431 C1 RU2562431 C1 RU 2562431C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- data
- subcarriers
- stage
- transmitted
- modulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике пакетной передачи цифровой информации по каналам радиосвязи и телерадиовещания и может использоваться при одновременной передаче сообщений разного характера: широковещательной или циркулярной передаче группе пользователей важных сообщений. Достигаемый технический результат - увеличение пропускной способности системы с пакетной передачей данных по параллельным каналам и комбинированием в процессе некогерентной демодуляции квадратов отсчетов поднесущих OFDM сигналов, принятых в каждом из параллельных каналов. Для передачи в пакетном режиме используются статистически взаимно независимые параллельные радиоканалы, по которым информационные сообщения передаются при помощи гибридной двухэтапной модуляции сигналов поднесущих в системе OFDM, на первом этапе данные пакетов базовых сообщений методом многочастотной модуляции модулируют поднесущие OFDM во всех параллельных каналах, а на втором - данные индивидуальных сообщений по закону относительной фазовой модуляции модулируют поднесущие, активизированные на первом этапе только в своем индивидуальном канале. 8 ил.
Description
В условиях загруженности радиочастотного спектра (РЧС) и дефицита в распределении частот РЧС тем не менее имеются неиспользуемые или используемые неэффективно полосы частот. Примеры тому можно найти в диапазонах отведенных для звукового радиовещания (ЗВ). Внедрение технологий цифрового радиовещания позволяет утилизировать такие полосы. Пример такого использования - это иллюстрированный график фиг. 1, показывающий использование полосы частот канала ЗВ для одновременной трансляции программ аналогового и цифрового вещания. Такое использование называют режимом simulcast DRM, описанным в ГОСТ Р 54707-2011 [1].
Другой пример для диапазона УКВ (ОВЧ ЧМ) вещания - это Patent US №7,046,694 B2 [2], практически реализованный в виде системы FM eXtra, технические характеристики которой приводятся на Фиг. 2. Цифровой сигнал в этой системе методом частотного уплотнения добавляют в групповой сигнал, который модулирует радиочастотную несущую вещательного передатчика по частоте.
Динамический доступ к спектру как проявление более общей концепции "когнитивного радио" расширяет представление о способах и масштабах эффективного использования этих полос, стимулируя поиск новых способов.
В современной технике передачи цифровой информации широко известно множество способов и устройств, их реализующих, в которых либо с целью повышения показателей помехоустойчивости, либо с целью повышения скорости информационного обмена используют идею разнесенной передачи цифровой информации по параллельным каналам, в том числе информации, организованной в виде последовательности пакетов.
В книге [4] описан режим многостанционного вещания для организации параллельных каналов передачи сообщений. При этом распространенной является ситуация, в которой есть несколько радиостанций, одновременно вещающих (каждая на своей частоте вещания fi) и имеющих значительное перекрытие их зон уверенного приема, и размещенных на ограниченной территории радиопередающего центра. Следовательно, открываются возможности построения систем, в которых одновременно передаются сообщения по нескольким радиоканалам радиостанций, излучающих на разных частотах. Такой способ передачи может быть назван параллельной передачей и может, как отмечалось выше, использоваться для повышения достоверности приема сообщений при их дублировании на передаче по разным каналам, а также для повышения скорости передачи сообщений при распараллеливании данных по каналам. Обобщенная схема, иллюстрирующая сущность параллельного метода в многостанционном режиме, изображена на Фиг. 3a для передающей части и Фиг. 3в для приемной части.
Известен способ гибридной модуляции, описанный в [5], в котором N поднесущих системы OFDM, для осуществления многопозиционной частотной модуляции (MFSK) разбиваются на k кластеров, содержащих по 4 поднесущих в каждом из них. Поступающий битовый информационный поток распределяется по кластерам: каждому кластеру адресуется пара последовательных бит (дибит) информационного потока, значения дибита, в соответствии с кодом Грея, определяют номер одной из поднесущих в кластере, которая фактически передается в составе группового сигнала OFDM (см. фиг. 4), производя тем самым модуляцию 4FSK.
Для повышения спектральной эффективности системы фазы поднесущих модулируются по закону относительной (дифференциальной) фазовой модуляции (DPSK): значение фазы поднесущей в k-м кластере изменяется относительно значения фазы поднесущей в (k-1)-м кластере в соответствии со значениями бит дополнительного информационного потока. Структурная схема, поясняющая принцип работы прототипа, приведена на фиг. 5.
Процесс демодуляции выполняется в два этапа: на первом определяются переданные поднесущие и соответствующие им дибиты, а на втором демодулируются, используя поднесущие, определенные на первом этапе биты дополнительного информационного потока, переданные методом DPSK. Для демодуляции в способе прототипе нет необходимости в знании состояния канала и, следовательно, в его оценке, что делает его надежным способом для передачи по каналам с быстрыми замираниями. Данные каждого информационного потока могут иметь разную природу: так, например, они могут создаваться разными источниками или могут иметь неодинаковую информационную ценность (данные дополнительного потока могут нести информацию, уточняющую информацию, передаваемую в основном потоке).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению в системах с пакетной передачей является метод комбинирования предложенный в [3], основная идея такой схемы комбинирования заключена в повторной передаче пакетов информационных данных и комбинирование многих принятых копий пакетов в MRC (максимально правдоподобном комбинирования) декодере, таким образом реализуется схема с временным разнесением как это показано па Фиг. 6.
Недостатком этого способа является невозможность использования передачи по параллельным каналам для увеличения пропускной способности системы, а также необходимость многократной повторной передачи для организации параллельных каналов и получения оценки отношения сигнал/шум для осуществления комбинирования полученных пакетов.
Заявляемый способ получает основной технический результат: увеличение пропускной способности системы с пакетной передачей данных по параллельным каналам и комбинированием в процессе некогерентной демодуляции квадратов отсчетов поднесущих OFDM сигналов, принятых в каждом из параллельных каналов. Увеличение пропускной способности достигается применением гибридной двухэтапной модуляции в схеме передачи данных (M+1) информационного потока по M параллельным каналам следующим образом: при пакетной передаче (M+1)>3 потоков данных, из которых M потоков предназначены для приема M получателями этой информации и один базовый поток данных, общий для всех M получателей. При этом в каждом из M каналов передаваемые данные последовательности пакетов отображаются в виде символов, получаемых гибридной модуляцией многочастотного сигнала с ортогональным разделением поднесущих (OFDM) следующим образом: N поднесущих OFDM сигнала на первом этапе сгруппированы в N/L кластеров (групп) по L поднесущих в каждом кластере и на первом этапе гибридной модуляции данные базового потока передаются в виде символов многотональной многочастотной модуляции (MT-MFSK), получаемых в каждом из кластеров выбором конкретной комбинации R поднесущих из L возможных. А данные одного из M потоков данных, предназначенных конкретному получателю, на втором этапе гибридной модуляции передаются путем относительной или дифференциальной фазовой модуляции активизированных на первом этапе RN/L поднесущих в одном из M параллельных каналов. На приемной стороне, после разделения сигнала OFDM на N парциальных сигналов поднесущих OFDM, значения квадратурных компонент всех N поднесущих записывают в буферное запоминающее устройство, емкость которого должна быть рассчитана на хранение одного пакета. На первом этапе демодуляции по хранимым значениям N квадратурных компонент каждого из M параллельных каналов, используя сложение этих M ветвей с равными коэффициентами усиления для каждой из N поднесущих, получают сигналы для определения значений квадратов огибающей для N поднесущих, по которым, в свою очередь, в каждом кластере методом максимального правдоподобия определяется переданная комбинация из R поднесущих, то есть переданный символ данных базового потока. На втором этапе демодуляции, используя хранимые в буферном запоминающем устройстве квадратурные компоненты выявленных на первом этапе демодуляции RN/L поднесущих, в каждом из M демодуляторов относительной фазовой демодуляции методом правдоподобия определяют переданные символы конкретного потока данных, предназначенных одному из M получателей, получая демодулированные данные базового и индивидуального потоков. Пример построения конкретной системы, реализующей заявляемый способ для M=2 параллельных каналов, организуемых подобно FM eXtra (Фиг. 2) частотным уплотнением радиовещательного канала, показан на Фиг. 7 (передающая часть) и Фиг. 8 (приемная часть), где КСС - комплексный стереосигнал, ОЗП - основная звуковая программа, ЧД - частотный детектор.
Источники информации
1. Система цифрового звукового радиовещания DRM. Одноканальная одновременная передача программ (SCS). M.: Стандартинформ, 2012 г., 8 с.
2. Patent No.: US 7,046,694 B2 IN-BAND ON-CHANNEL DIGITAL BROADCASTING METHOD AND SYSTEM.
3. D. Chase, "Code combining - A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets," IEEE Trans. Commun., vol. COM-33, pp. 385-393, May, 1985.
4. C.H. Елисеев, Радиовещательные системы информационного обслуживания. - М.: Радио и связь, 2003 г. - 158 с.
5. М. Wetz, I. PeriAja, W. Teich and J. Lindner. OFDM-MFSK with Differentially Encoded Phases for Robust Transmission over Fast Fading Channels. 11th International OFDM-Workshop, Hamburg, Germany, August, 2006.
Claims (1)
- Способ пакетной передачи цифровой информации по M параллельным радиоканалам (M+1)>3 потоков данных, из которых M потоков предназначено для приема M получателями этой информации и один базовый поток данных, общий для всех M получателей, при этом в каждом из M каналов передаваемые данные последовательности пакетов отображаются в виде символов, получаемых гибридной модуляцией многочастотного сигнала с ортогональным разделением поднесущих (OFDM) следующим образом: N поднесущих OFDM сигнала на первом этапе сгруппированы в N/L кластеров, групп по L поднесущих в каждом кластере и на первом этапе гибридной модуляции данные базового потока передаются в виде символов многотональной многочастотной модуляции (MT-MFSK), получаемых в каждом из кластеров выбором конкретной комбинации R поднесущих из L возможных, а данные одного из M потоков данных, предназначенных конкретному получателю, на втором этапе гибридной модуляции передаются путем относительной или дифференциальной фазовой модуляции активизированных на первом этапе RN/L поднесущих в одном из M параллельных каналов, на приемной стороне, после разделения сигнала OFDM на N парциальных сигналов поднесущих OFDM значения квадратурных компонент всех N поднесущих записывают в буферное запоминающее устройство, емкость которого должна быть рассчитана на хранение одного пакета, на первом этапе демодуляции по хранимым значениям N квадратурных компонент каждого из M параллельных каналов, используя сложение этих M ветвей с равными коэффициентами усиления для каждой из N поднесущих, получают сигналы для определения значений квадратов огибающей для N поднесущих, по которым, в свою очередь, в каждом кластере методом максимального правдоподобия определяется переданная комбинация из R поднесущих, то есть переданный символ данных базового потока, на втором этапе демодуляции, используя хранимые в буферном запоминающем устройстве квадратурные компоненты выявленных на первом этапе демодуляции RN/L поднесущих, в каждом из M демодуляторов относительной фазовой демодуляции методом правдоподобия определяют переданные символы конкретного потока данных, предназначенных одному из M получателей, получая демодулированные данные базового и индивидуального потоков, отличающийся тем, что для увеличения пропускной способности передачи цифровой информации используется гибридная двухэтапная модуляция (M+1) потоков пакетов данных, предназначенных для M получателей, на первом этапе общие для всех получателей данные базового потока, передаваемые модулированными методом MT-MFSK сигналами поднесущих OFDM, M-кратно дублируются для передачи по M параллельным радиоканалам, на втором этапе данные M информационных потоков, предназначенные M получателям, используя активизированные на первом этапе поднесущие, передаются методом относительной фазовой модуляции этих поднесущих, на приемной стороне решение о переданном символе базового потока принимается демодуляцией по методу максимального правдоподобия результатов комбинирования выполняемого суммированием с равными коэффициентами усиления квадратов значений соответствующих квадратурных компонент поднесущих OFDM сигналов во всех M параллельных каналах, что обеспечивает более достоверный и надежный прием данных базового потока данных, а также данных M дополнительных, увеличивающих пропускную способность системы, индивидуальных информационных потоков, достоверность которых существенно зависит от достоверности демодуляции данных общего базового потока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119176/08A RU2562431C1 (ru) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119176/08A RU2562431C1 (ru) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2562431C1 true RU2562431C1 (ru) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014119176/08A RU2562431C1 (ru) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2562431C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761903C1 (ru) * | 2021-01-28 | 2021-12-13 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации | Способ двумерного помехоустойчивого кодирования информации в пространственных параллельных радиоканалах робототехнических комплексов |
RU2774894C1 (ru) * | 2021-06-28 | 2022-06-24 | Публичное акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ПАО "Интелтех") | Способ помехоустойчивой передачи данных до глобально удаленных объектов |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0665659A2 (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | TDMA-CDMA mobile communication system |
RU2264036C2 (ru) * | 2000-03-30 | 2005-11-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Способ и устройство управления передачами в системе связи |
US7046694B2 (en) * | 1996-06-19 | 2006-05-16 | Digital Radio Express, Inc. | In-band on-channel digital broadcasting method and system |
RU2282944C2 (ru) * | 1999-12-21 | 2006-08-27 | Рудольф БАННАШ | Способы и устройства для передачи и приема информации |
-
2014
- 2014-05-13 RU RU2014119176/08A patent/RU2562431C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0665659A2 (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | TDMA-CDMA mobile communication system |
US7046694B2 (en) * | 1996-06-19 | 2006-05-16 | Digital Radio Express, Inc. | In-band on-channel digital broadcasting method and system |
RU2282944C2 (ru) * | 1999-12-21 | 2006-08-27 | Рудольф БАННАШ | Способы и устройства для передачи и приема информации |
RU2264036C2 (ru) * | 2000-03-30 | 2005-11-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Способ и устройство управления передачами в системе связи |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761903C1 (ru) * | 2021-01-28 | 2021-12-13 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации | Способ двумерного помехоустойчивого кодирования информации в пространственных параллельных радиоканалах робототехнических комплексов |
RU2774894C1 (ru) * | 2021-06-28 | 2022-06-24 | Публичное акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ПАО "Интелтех") | Способ помехоустойчивой передачи данных до глобально удаленных объектов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10284322B2 (en) | Methods and systems for OFDM using code division multiplexing | |
US7486735B2 (en) | Sub-carrier allocation for OFDM | |
US9258102B2 (en) | Methods and systems to mitigate inter-cell interference | |
CN101124751B (zh) | 无线通信方法、中继站装置和无线发送装置 | |
US8811544B2 (en) | Methods and systems for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multiple zone partitioning | |
US8325827B2 (en) | Transmitting device, receiving device and communication method for an OFDM communication system with new preamble structure | |
CN102143119B (zh) | 正交频分多路复用符号的传输方法和系统 | |
US7991064B2 (en) | Radio parameter group generating apparatus, transmitter and receiver | |
US6377566B1 (en) | OFDM subcarrier hopping in a multi service OFDM system | |
US20070165566A1 (en) | Wireless communication method and system for communicating via multiple information streams | |
US20050237923A1 (en) | Multi-bank OFDM high data rate extensions | |
CN104012015A (zh) | 无线通信系统中发送专用参考信号的控制信道发送方法及设备 | |
KR20040089744A (ko) | Ofdm을 위한 소프트 핸드오프 | |
KR20130050111A (ko) | 다중 안테나를 위한 제어 채널 검색 방법 및 장치 | |
US20040190440A1 (en) | Multiple transmission/reception orthogonal frequency division multiplexing systems and methods | |
US20040258014A1 (en) | Apparatus and method for assigning a dedicated pilot channel for identification of a base station in an OFDM communication system | |
JPWO2008013034A1 (ja) | 移動通信システム、基地局装置及び移動局装置 | |
CN101421945A (zh) | 用于分配传送资源和发信号通知所分配的传送资源以进行频率分集的方法和设备 | |
RU2562431C1 (ru) | Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных | |
JP3891986B2 (ja) | マルチキャリア伝送の方法および装置 | |
CN102498745A (zh) | 用于向无线站的组用信令发送活跃指派的装置和方法 | |
US20050237922A1 (en) | Virtual side channels for digital wireless communication systems | |
JP5046160B2 (ja) | 無線通信システム、無線通信システムの周波数および帯域可変方法、送信装置、受信装置 | |
Kaiser | OFDM with code division multiplexing and transmit antenna diversity for mobile communications | |
Min et al. | A modified ML decision for the relay-based cooperative communication system using complex field network coding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170514 |