RU2656994C1 - Method of transmitting information signals - Google Patents

Method of transmitting information signals Download PDF

Info

Publication number
RU2656994C1
RU2656994C1 RU2017114250A RU2017114250A RU2656994C1 RU 2656994 C1 RU2656994 C1 RU 2656994C1 RU 2017114250 A RU2017114250 A RU 2017114250A RU 2017114250 A RU2017114250 A RU 2017114250A RU 2656994 C1 RU2656994 C1 RU 2656994C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
positive
negative
energy increased
sequence
increased
Prior art date
Application number
RU2017114250A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мансур Салимгареевич Мухамедзянов
Александр Вячеславович Рыженин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС)
Priority to RU2017114250A priority Critical patent/RU2656994C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2656994C1 publication Critical patent/RU2656994C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/76—Architectures of general purpose stored program computers
    • G06F15/80—Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations
    • G06F17/153—Multidimensional correlation or convolution
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1105—Decoding
    • H03M13/1131—Scheduling of bit node or check node processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: data processing.
SUBSTANCE: invention relates to encoding and decoding of information signals. Method for transmitting information signals includes: encoding an information unit and zero by a five-element sequence with the introduction of a weighting index N; transferring these sequences to the communication medium; comparison with the reference signal by mutual correlation; information unit is encoded with five pulses in the form of a sequence of one positive, one positive with energy increased by K times, one positive with energy increased by N times, one negative with energy increased by K times, and one positive impulse, and the information zero is encoded with five pulses in the form of a sequence of one negative, one negative with energy increased by K times, one negative with energy increased by N times, one positive with energy increased by K times, and one negative; received signal is estimated from the ratio of the main peak and sidelobe levels of the inter-correlation function.
EFFECT: reception of a clear signal at reception at a high level of interferences.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам кодирования, декодирования информационных сигналов, повышению помехозащищенности путем улучшения корреляционных свойств информационных сигналов.The invention relates to methods for encoding, decoding information signals, increasing noise immunity by improving the correlation properties of information signals.

Известен способ кодирования с помощью последовательностей Баркера (Теория электрической связи. Учебник для высших учебных заведений под ред. проф. Д.Д. Кловского - М.: Радио и связь, 1998, с. 362-365), включающий кодирование информационной единицы и нуля трех- и пятиэлементной последовательности с последующей передачей этих последовательностей в среду передачи данных. Принятые сигналы сравниваются с эталонным путем взаимокорреляции, из функции взаимокорреляции делается вывод о принятии сигнала, оценка принятого сигнала производится по соотношению главного пика и боковых лепестков в функции взаимокорреляции.A known method of coding using Barker sequences (Theory of electrical communication. A textbook for higher education institutions under the editorship of Prof. D. D. Klovsky - M .: Radio and communication, 1998, S. 362-365), including the encoding of an information unit and zero a three- and five-element sequence with the subsequent transfer of these sequences to the data transmission medium. The received signals are compared with the reference intercorrelation path, the signal acceptance is made from the intercorrelation function, the received signal is evaluated based on the ratio of the main peak and side lobes in the cross correlation function.

Недостатком данного способа является невозможность выявить информационный сигнал при высоком уровне помех и невозможность получить уровень главного пика больше числа элементов последовательности.The disadvantage of this method is the inability to detect an information signal at a high level of interference and the inability to obtain a main peak level greater than the number of elements in the sequence.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ кодирования с помощью импульсной последовательности (RU 2510930, МПК Н03М 13/00, МПК G06F 17/15. Способ передачи информационных сигналов и устройство для его осуществления. - Опубл. 10.04.2014. Бюл. 10), включающий кодирование информационной единицы и нуля пятиэлементной последовательностью с введением весового коэффициента N, причем N представляет собой положительное число больше единицы. Закодированные сигналы передают в среду передачи данных. Принятые сигналы сравниваются с эталонным путем взаимокорреляции, оценка принятого сигнала производится по соотношению главного пика и боковых лепестков в функции взаимокорреляции.The closest in technical essence to the proposed method is a coding method using a pulse sequence (RU 2510930, IPC Н03М 13/00, IPC G06F 17/15. Method of transmitting information signals and a device for its implementation. - Publish. 04/10/2014. Bull. 10), including the coding of an information unit and zero by a five-element sequence with the introduction of a weight coefficient N, and N is a positive number greater than one. The encoded signals are transmitted to a data medium. The received signals are compared with the reference cross-correlation path, the received signal is estimated by the ratio of the main peak and side lobes in the cross-correlation function.

Недостатком данного способа является высокий уровень боковых лепестков функции автокорреляцииThe disadvantage of this method is the high level of the side lobes of the autocorrelation function

Целью изобретения является повышение уровня главного пика функции автокорреляции и уменьшение боковых лепестков до уровня единицы, и получение четкого сигнала на приеме при высоком уровне помех.The aim of the invention is to increase the level of the main peak of the autocorrelation function and reduce the side lobes to unity, and to obtain a clear signal at reception with a high level of interference.

Указанная цель достигается тем, что в последовательность Баркера вводят импульсы с увеличенным в K и N раз уровнем энергии.This goal is achieved by the fact that pulses with an energy level increased by K and N times are introduced into the Barker sequence.

Сущность изобретения заключается в том, что кодируют информационную единицу пятью импульсами в виде последовательности из одного положительного, одного положительного с энергией, увеличенной в K раз, одного положительного с энергией, увеличенной в N раз, одного отрицательного с энергией, увеличенной в K раз, и одного положительного импульсов, а информационный нуль кодируют пятью импульсами в виде последовательности из одного отрицательного, одного отрицательного с энергией, увеличенной в K раз, одного отрицательного с энергией, увеличенной в N раз, одного положительного с энергией, увеличенной в K раз, и одного отрицательного, при этом весовой коэффициент K задают в виде целого положительного числа больше единицы, рассчитывают весовой коэффициент N по экспериментально определенным соотношениям:

Figure 00000001
, где K - четное целое число,
Figure 00000002
, где K - нечетное целое число, полученный весовой коэффициент N представляет собой четное либо нечетное целое число больше единицы и характеризует уровень главного пика функции автокорреляции, при этом уровень боковых лепестков равен единице, оценивают принятый сигнал по соотношению уровней главного пика и боковых лепестков функции взаимокорреляции.The essence of the invention lies in the fact that the information unit is encoded with five pulses in the form of a sequence of one positive, one positive with energy increased by K times, one positive with energy increased by N times, one negative with energy increased by K times, and one positive impulse, and information zero is encoded by five impulses in the form of a sequence of one negative, one negative with an energy increased by K times, one negative with an energy increased oh N times, one positive with an energy increased by K times, and one negative, while the weight coefficient K is set as a positive integer greater than unity, the weight coefficient N is calculated by experimentally determined relations:
Figure 00000001
where K is an even integer
Figure 00000002
where K is an odd integer, the resulting weight coefficient N is an even or odd integer greater than one and characterizes the level of the main peak of the autocorrelation function, while the level of the side lobes is unity, the received signal is estimated by the ratio of the levels of the main peak and side lobes of the intercorrelation function .

На фиг. 1 представлена информационная единица в виде предлагаемой пятиэлементной последовательности, состоящая из двух положительных импульсов 1 и 5, одного положительного импульса 2, увеличенного в K раз, одного положительного импульса 3, увеличенного в N раз, и одного отрицательного импульса 4, увеличенного в K раз, а на фиг. 2 представлена автокорреляционная функция этой последовательности в виде главного пика 6 и боковых лепестков 7.In FIG. 1 presents an information unit in the form of the proposed five-element sequence, consisting of two positive impulses 1 and 5, one positive impulse 2 increased by K times, one positive impulse 3 increased by N times, and one negative impulse 4 increased by K times, and in FIG. 2 shows the autocorrelation function of this sequence in the form of a main peak 6 and side lobes 7.

На фиг. 3 представлен информационный нуль в виде предлагаемой пятиэлементной последовательности, состоящий из двух отрицательных импульсов 1 и 5, одного отрицательного 2, увеличенного в K раз, одного отрицательного 3, увеличенного в N раз, и одного положительного 4, увеличенного в K раз, а на фиг. 4 изображена автокорреляционная функция этой последовательности в виде главного пика 6 и боковых лепестков 7.In FIG. 3 presents information zero in the form of the proposed five-element sequence, consisting of two negative impulses 1 and 5, one negative 2 increased by K times, one negative 3 increased by N times, and one positive 4 increased by K times, and in FIG. . 4 shows the autocorrelation function of this sequence in the form of a main peak 6 and side lobes 7.

Предлагаемый способ передачи информационных сигналов осуществляется следующим образом.The proposed method of transmitting information signals is as follows.

На передающей стороне информационная единица и нуль кодируются пятиэлементным сигналом, представляющим собой видоизмененный сигнал Баркера, у которого второй импульс 2 и четвертый импульс 4 имеют увеличенный в K раз уровень энергии, а третий импульс 3 имеет увеличенный в N раз уровень энергии, причем весовой коэффициент K является целым положительным числом больше единицы и задается вручную. Следует отметить, что не все комбинации весовых коэффициентов K и N подходят для осуществления цели - уменьшения боковых лепестков в функции автокорреляции до уровня единицы, поэтому весовой коэффициент N рассчитывают по экспериментальным соотношениям:On the transmitting side, the information unit and zero are encoded by a five-element signal, which is a modified Barker signal, in which the second pulse 2 and the fourth pulse 4 have an energy level increased by K times, and the third pulse 3 has an energy level increased by N times, and weight coefficient K is a positive integer greater than one and is set manually. It should be noted that not all combinations of weight coefficients K and N are suitable for the purpose of reducing the side lobes in the autocorrelation function to the unit level, therefore, the weight coefficient N is calculated from the experimental ratios:

Figure 00000003
, где K - четное целое число больше единицы,
Figure 00000004
, где K - нечетное целое число больше единицы. На приемной стороне производится взаимокорреляция принимаемых сигналов с эталонными сигналами. По взаимокорреляционной функции делается вывод о наличии или отсутствии принятого информационного сигнала, что определяется по соотношению центрального пика и боковых лепестков функции взаимокорреляции. Уровень главного пика функции автокорреляции рассчитывают по экспериментально определенным соотношениям: N2+4*N, где N - нечетное целое число больше единицы или N2+4*N+2, где N - четное целое число больше единицы. Например, К=4, тогда N=8, следовательно, главный пик функции автокорреляции будет равен 98, при затраченных 18 (N+2*K+2) единицах энергии.
Figure 00000003
where K is an even integer greater than one,
Figure 00000004
where K is an odd integer greater than one. At the receiving side, the received signals are mutually correlated with the reference signals. According to the inter-correlation function, a conclusion is made about the presence or absence of the received information signal, which is determined by the ratio of the central peak and side lobes of the inter-correlation function. The level of the main peak of the autocorrelation function is calculated by experimentally determined relations: N 2 + 4 * N, where N is an odd integer greater than one or N 2 + 4 * N + 2, where N is an even integer greater than one. For example, K = 4, then N = 8, therefore, the main peak of the autocorrelation function will be 98, with 18 (N + 2 * K + 2) units of energy spent.

Таким образом, предлагаемый способ передачи информационных сигналов позволяет получать четкие сигналы на приеме при высоком уровне помех благодаря высокому уровню главного пика функции автокорреляции, при уровне боковых лепестков, равном единице, за счет рассчитываемого весового коэффициента N.Thus, the proposed method of transmitting information signals allows you to receive clear signals at the reception with a high level of interference due to the high level of the main peak of the autocorrelation function, with the level of the side lobes equal to one, due to the calculated weight coefficient N.

Claims (1)

Способ передачи информационных сигналов, включающий кодирование информационной единицы и нуля пятиэлементной последовательностью с введением весового коэффициента N, при этом N представляет собой положительное число больше единицы, передачу этих последовательностей в среду передачи данных, сравнение с эталонным сигналом путем взаимокорреляции отличающийся тем, что кодируют информационную единицу пятью импульсами в виде последовательности из одного положительного, одного положительного с энергией, увеличенной в K раз, одного положительного с энергией, увеличенной в N раз, одного отрицательного с энергией, увеличенной в K раз, и одного положительного импульсов, а информационный нуль кодируют пятью импульсами в виде последовательности из одного отрицательного, одного отрицательного с энергией, увеличенной в K раз, одного отрицательного с энергией, увеличенной в N раз, одного положительного с энергией, увеличенной в K раз, и одного отрицательного, при этом весовой коэффициент K задают в виде целого положительного числа больше единицы, рассчитывают весовой коэффициент N по экспериментально определенным соотношениям:
Figure 00000005
, где K - четное целое число,
Figure 00000006
, где K - нечетное целое число, полученный весовой коэффициент N представляет собой четное либо нечетное целое число больше единицы и характеризует уровень главного пика функции автокорреляции, при этом уровень боковых лепестков равен единице, оценивают принятый сигнал по соотношению уровней главного пика и боковых лепестков функции взаимокорреляции.A method of transmitting information signals, including encoding an information unit and zero with a five-element sequence with the introduction of a weight coefficient N, while N is a positive number greater than one, transferring these sequences to a data transmission medium, comparing with a reference signal by inter-correlation, characterized in that they encode an information unit five pulses in the form of a sequence of one positive, one positive with energy increased by K times, one put integral with energy increased by N times, one negative with energy increased by K times, and one positive impulses, and information zero is encoded by five pulses in the form of a sequence of one negative, one negative with energy increased by K times, one negative with energy increased by N times, one positive with energy increased by K times, and one negative, while the weight coefficient K is set as a positive integer greater than one, the weight coefficient N is calculated from experimentally determined relationships:
Figure 00000005
where K is an even integer
Figure 00000006
where K is an odd integer, the resulting weight coefficient N is an even or odd integer greater than one and characterizes the level of the main peak of the autocorrelation function, while the level of the side lobes is unity, the received signal is estimated by the ratio of the levels of the main peak and side lobes of the intercorrelation function .
RU2017114250A 2017-04-24 2017-04-24 Method of transmitting information signals RU2656994C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114250A RU2656994C1 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Method of transmitting information signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114250A RU2656994C1 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Method of transmitting information signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2656994C1 true RU2656994C1 (en) 2018-06-07

Family

ID=62560419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114250A RU2656994C1 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Method of transmitting information signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656994C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0254175A2 (en) * 1986-07-14 1988-01-27 Sumitomo Electric Industries Limited PSK system and modem
US20020143666A1 (en) * 2001-02-21 2002-10-03 Time Domain Corporation Package data tracking system and method utilizing impulse radio communications
RU2193278C1 (en) * 2001-04-11 2002-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Radio communication link
RU2006134756A (en) * 2006-10-02 2008-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет (RU) METHOD FOR PROCESSING A BARKER SIGNAL WHEN ITS DETECTION
RU2460211C1 (en) * 2011-01-21 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Method of transmitting information signals and apparatus for realising said method
RU2510930C1 (en) * 2012-12-03 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Method of transmitting information signals and apparatus for realising said method
US9285902B1 (en) * 2010-08-25 2016-03-15 Parade Technologies, Ltd. Multi-phase scanning

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0254175A2 (en) * 1986-07-14 1988-01-27 Sumitomo Electric Industries Limited PSK system and modem
US20020143666A1 (en) * 2001-02-21 2002-10-03 Time Domain Corporation Package data tracking system and method utilizing impulse radio communications
RU2193278C1 (en) * 2001-04-11 2002-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Radio communication link
RU2006134756A (en) * 2006-10-02 2008-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет (RU) METHOD FOR PROCESSING A BARKER SIGNAL WHEN ITS DETECTION
US9285902B1 (en) * 2010-08-25 2016-03-15 Parade Technologies, Ltd. Multi-phase scanning
RU2460211C1 (en) * 2011-01-21 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Method of transmitting information signals and apparatus for realising said method
RU2510930C1 (en) * 2012-12-03 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Method of transmitting information signals and apparatus for realising said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pincock False detections: what they are and how to remove them from detection data
JP2018512785A5 (en)
JP2018501706A5 (en)
CN108880698B (en) Communication method and device based on whale sound pulse time length
CN108886380A (en) Safe lane measurement
CN108055087A (en) The communication means and device encoded using long limb navigator whale cry harmonic wave quantity
CN104410487A (en) Communication method combining chaos and MIMO
RU2656994C1 (en) Method of transmitting information signals
CN103401582A (en) Two-dimensional underwater sound frequency hopping method based on channel matching
CN1640042A (en) Apparatus and method of searching for known sequences
CN108279418A (en) Utilize the combined detection and communication device and method of whale sound
RU2460211C1 (en) Method of transmitting information signals and apparatus for realising said method
CN109085574A (en) The signal processing method of OFDM radar-communication integration fixed platform system
CN103905154A (en) Method for time reversal correlation detection of multi-base space-time code detection signals
US10257004B2 (en) Inter-block interference suppression using a null guard interval
RU2510930C1 (en) Method of transmitting information signals and apparatus for realising said method
RU147413U1 (en) ADAPTIVE CORRECTION DEVICE WITH SOLUTION FEEDBACK
RU178763U1 (en) ADAPTIVE CORRECTION DEVICE WITH FEEDBACK BY SOLUTION IN CHANNELS WITH INTER-CHARACTER INTERFERENCE
RU2731207C1 (en) Method for increasing processing efficiency of ultra-wideband short pulse signals at a receiving side
RU2019141342A (en) METHOD FOR INCREASING IMMUNITY OF SYNCHRONIZATION SIGNALS
Yang et al. Design of orthogonal coded excitation for synthetic aperture imaging in ultrasound systems
Huang et al. Robust transmission techniques for block compressed sensing
RU158721U1 (en) MULTILEVEL MAJORITY DECODER OF LINEAR CODES
CN208257816U (en) Communication device based on cetacean cry pulse time length
RU2571605C2 (en) Method for noiseless encoding and decoding of digital data

Legal Events

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

Effective date: 20200425