RU2660629C1 - Method of quick decoding of signal information elements - Google Patents

Method of quick decoding of signal information elements Download PDF

Info

Publication number
RU2660629C1
RU2660629C1 RU2017122047A RU2017122047A RU2660629C1 RU 2660629 C1 RU2660629 C1 RU 2660629C1 RU 2017122047 A RU2017122047 A RU 2017122047A RU 2017122047 A RU2017122047 A RU 2017122047A RU 2660629 C1 RU2660629 C1 RU 2660629C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sequence
decoding
sequences
bits
considered
Prior art date
Application number
RU2017122047A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Григорьевич Егисапетов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Модуль"
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 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Модуль" filed Critical Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Модуль"
Priority to RU2017122047A priority Critical patent/RU2660629C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2660629C1 publication Critical patent/RU2660629C1/en

Links

Classifications

    • 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
    • H03M13/37—Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/02—Digital function generators
    • G06F1/025—Digital function generators for functions having two-valued amplitude, e.g. Walsh functions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radio communication and can find application in systems using broadband signals. Method for decoding information signal elements encoded by Walsh sequences represented by rows of the Hadamard matrix of order n (sequences
Figure 00000157
), consisting in the fact that on the receiving side the base of sequences n is represented in the form n=n1+n2+…+ng of bits and decode an unknown sequence
Figure 00000158
begins with the sequence of
Figure 00000159
and sequences
Figure 00000160
, derived from ƒ=n1 bits of corresponding sequences
Figure 00000161
and
Figure 00000162
, and, after determining the number P1 of sequence
Figure 00000163
, its correctness is established by calculating the correlation function (CF) of the sequence
Figure 00000164
with sequence
Figure 00000165
and, in the case of exceeding the obtained value of the CF of a given threshold, number P1 is considered to be computed correctly and decoding is considered to be performed, otherwise, decoding an unknown sequence
Figure 00000166
is carried out by means of a sequence of
Figure 00000167
and sequences
Figure 00000168
derived from ƒ=n1+n2 bits of corresponding sequences
Figure 00000169
and
Figure 00000170
with the implementation of the above actions, in the event that the CF has not exceeded the threshold, unknown sequence decoding
Figure 00000171
after the next increase in the number of ƒ bit sequences
Figure 00000172
and
Figure 00000173
, decoding the sequence
Figure 00000174
by the definition of the number Pƒ and its correctness until the correct value of the number Pƒ at ƒ=n.
EFFECT: faster decoding.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах, в которых используются широкополосные сигналы (ШПС). Одним из важных свойств ШПС является обеспечение высокой помехоустойчивости, обусловленной тем, что при свертке ШПС отношение сигнал/помеха увеличивается. Это увеличение тем больше, чем больше база сигнала. За счет выбора большой базы ШПС удается обрабатывать сигнал, который значительно меньше помех. Но чем больше база сигнала, тем больше времени необходимо для его декодирования, а значит хуже пропускная способность канала связи. В связи с этим становиться актуальной разработка способов сокращения этого времени без ущерба для помехоустойчивости канала связи.The invention relates to the field of radio communications and may find application in systems that use broadband signals (SHPS). One of the important properties of SHPS is the provision of high noise immunity, due to the fact that when convolving SHPS, the signal / noise ratio increases. This increase is greater, the larger the signal base. Due to the choice of a large base of SHPS it is possible to process a signal that is much less interference. But the larger the base of the signal, the more time is required for its decoding, which means worse throughput of the communication channel. In this regard, it becomes relevant to develop ways to reduce this time without compromising the noise immunity of the communication channel.

В основе известных способов передачи информации с помощью ШПС (RU 125724 U1, дата публикации 10.03.2013; RU 2532085 С2, дата публикации 27.10.2014; RU 2543514 С2, дата публикации 10.03.2015; RU 2587474 С1, дата публикации 20.06.2016; RU 2609525 С1, дата публикации 02.02.2017) лежит кодирование на передающей стороне передаваемой двоичной информации последовательностями Уолша, представленными, например, в виде строк матрицы Адамара порядка n и их декодирование на приемной стороне.Based on the known methods of transmitting information using SHPS (RU 125724 U1, publication date 03/10/2013; RU 2532085 C2, publication date 10.27.2014; RU 2543514 C2, publication date 03/10/2015; RU 2587474 C1, publication date 06/20/2016; RU 2609525 C1, publication date 02.02.2017) lies the encoding on the transmitting side of the transmitted binary information by Walsh sequences, presented, for example, in the form of rows of the Hadamard matrix of order n and their decoding on the receiving side.

Кодировка состоит в разбиении передаваемой двоичной информации на группы из k бит, где k определяется из соотношения n=2k. Каждая группа бит определяет информационный элемент и воспринимается в качестве числа Pi, т.е. передаваемая двоичная информация представляется числами Р1, Р2, …, Pg. Каждое из этих чисел воспринимается как номер строки в матрице Адамара порядка n.The encoding consists in splitting the transmitted binary information into groups of k bits, where k is determined from the relation n = 2 k . Each group of bits defines an information element and is perceived as the number P i , i.e. the transmitted binary information is represented by the numbers P 1 , P 2 , ..., P g . Each of these numbers is perceived as a row number in a Hadamard matrix of order n.

Последовательностями

Figure 00000001
модулируется, например, фаза несущей частоты информационных элементов сигнала. Таким образом, представленная в двоичном виде информация оказывается закодированной последовательностями
Figure 00000002
Sequences
Figure 00000001
modulated, for example, the phase of the carrier frequency of the information elements of the signal. Thus, binary information is encoded in sequences
Figure 00000002

На приемной стороне после обнаружения сигнала осуществляется демодуляция сигнала, дискретизация огибающей, выделение оцифрованных элементов сигнала длиной n и их декодирование.On the receiving side, after signal detection, the signal is demodulated, envelope is discretized, digitized signal elements of length n are selected and decoded.

Выделяется первый информационный элемент сигнала - последовательность

Figure 00000003
из n оцифрованных значений сигнала. Вычисляются корреляционные функции (КФ) последовательности
Figure 00000004
со всеми последовательностями
Figure 00000005
(здесь и далее j=1, 2, n).The first information element of the signal is highlighted - the sequence
Figure 00000003
from n digitized signal values. The correlation functions (CF) of the sequence are calculated
Figure 00000004
with all sequences
Figure 00000005
(hereinafter j = 1, 2, n).

Максимальное значение КФ будет достигнуто с последовательностью

Figure 00000006
Номер этой последовательности принимается в качестве числа P1. Далее выделяется второй информационный элемент сигнала - последовательность
Figure 00000007
из n следующих оцифрованных значений сигнала, вычисляются КФ последовательности
Figure 00000008
со всеми последовательностями
Figure 00000009
Максимальное значение КФ будет достигнуто с последовательностью
Figure 00000010
Номер этой последовательности принимается в качестве числа Р2.The maximum CF value will be achieved with the sequence
Figure 00000006
The number of this sequence is taken as the number P 1 . Next, the second signal information element is highlighted - the sequence
Figure 00000007
from n following digitized signal values, CF sequences are calculated
Figure 00000008
with all sequences
Figure 00000009
The maximum CF value will be achieved with the sequence
Figure 00000010
The number of this sequence is taken as the number P 2 .

Повторяя описанный способ декодирования g раз (по количеству информационных групп), будут получены все числа Р1, Р2, …, Pg. Из двоичных номеров этих чисел операцией конкатенации формируется двоичное представление передаваемой информации.Repeating the described decoding method g times (according to the number of information groups), all numbers P 1 , P 2 , ..., P g will be obtained. The binary representation of the transmitted information is formed from the binary numbers of these numbers by the concatenation operation.

Описанный способ декодирования информационных элементов является традиционным. Он занимает много времени, т.к. по указанным выше причинам база сигналов n выбирается достаточно большой.The described method for decoding information elements is traditional. It takes a lot of time, because for the above reasons, the signal base n is selected large enough.

Технический результат предлагаемого технического решения - уменьшение времени декодирования.The technical result of the proposed technical solution is the reduction of decoding time.

Для этого предлагается способ быстрого декодирования информационных элементов сигнала, закодированных последовательностями Уолша, представленных строками матрицы Адамара порядка n (последовательностями

Figure 00000011
состоящий в том, что на принимающей стороне база последовательностей n представляется в виде n=n1+n2+…+nz+ng бит, и декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000012
начинается с помощью последовательности
Figure 00000013
и последовательностей
Figure 00000014
полученных из ƒ=n1 бит соответствующих последовательностей
Figure 00000015
и
Figure 00000016
и, после определения номера P1 последовательности
Figure 00000013
, устанавливается его правильность путем вычисления корреляционной функции (КФ) последовательности
Figure 00000017
с последовательностью
Figure 00000018
и, в случае превышения полученного значения КФ заданного порога, число P1 считается вычисленным правильно и декодирование считается выполненным, в противном случае декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000019
осуществляется с помощью последовательности
Figure 00000020
и последовательностей
Figure 00000021
полученных из ƒ=n1+n2 бит соответствующих последовательностей
Figure 00000022
и
Figure 00000023
и, после определения номера Р2 последовательности
Figure 00000024
устанавливается его правильность путем вычисления корреляционной функции КФ последовательности
Figure 00000025
с последовательностью
Figure 00000026
и, в случае превышения полученного значения КФ заданного порога, число Р2 считается вычисленным правильно и декодирование считается выполненным, в противном случае декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000027
осуществляется с помощью последовательности
Figure 00000028
и последовательностей
Figure 00000029
полученных из ƒ=n1+n2+…+nz бит соответствующих последовательностей
Figure 00000025
и
Figure 00000030
и, после определения номера Pz последовательности
Figure 00000028
, устанавливается его правильность путем вычисления корреляционной функции КФ последовательности
Figure 00000031
с последовательностью
Figure 00000032
и, в случае превышения полученного значения КФ заданного порога, число Pz считается вычисленным правильно и декодирование считается выполненным, в противном случае декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000033
осуществляется после очередного увеличения количества ƒ бит последовательностей
Figure 00000034
и
Figure 00000035
декодированием последовательности
Figure 00000034
, определением номера Рƒ и его правильности до тех пор, пока не будет получено правильное значение номера Рƒ при ƒ=n.To this end, a method for quickly decoding information elements of a signal encoded by Walsh sequences represented by rows of a Hadamard matrix of order n (sequences
Figure 00000011
consisting in the fact that on the receiving side the base of sequences n is represented as n = n 1 + n 2 + ... + n z + n g bits, and decoding an unknown sequence
Figure 00000012
starts with a sequence
Figure 00000013
and sequences
Figure 00000014
obtained from ƒ = n 1 bits of the corresponding sequences
Figure 00000015
and
Figure 00000016
and, after determining the number P 1 of the sequence
Figure 00000013
, its correctness is established by calculating the correlation function (CF) of the sequence
Figure 00000017
with sequence
Figure 00000018
and, if the obtained CF value exceeds a predetermined threshold, the number P 1 is considered calculated correctly and decoding is considered complete, otherwise decoding an unknown sequence
Figure 00000019
carried out using a sequence
Figure 00000020
and sequences
Figure 00000021
obtained from ƒ = n 1 + n 2 bits of the corresponding sequences
Figure 00000022
and
Figure 00000023
and, after determining the number P 2 sequence
Figure 00000024
its correctness is established by calculating the correlation function of the CF sequence
Figure 00000025
with sequence
Figure 00000026
and, if the obtained CF value exceeds a predetermined threshold, the number Р 2 is considered calculated correctly and decoding is considered to be completed, otherwise decoding of an unknown sequence
Figure 00000027
carried out using a sequence
Figure 00000028
and sequences
Figure 00000029
obtained from ƒ = n 1 + n 2 + ... + n z bits of the corresponding sequences
Figure 00000025
and
Figure 00000030
and, after determining the number P z sequence
Figure 00000028
, its correctness is established by calculating the correlation function of the CF sequence
Figure 00000031
with sequence
Figure 00000032
and, if the obtained CF value exceeds a predetermined threshold, the number P z is considered calculated correctly and decoding is considered to be performed, otherwise decoding of an unknown sequence
Figure 00000033
carried out after the next increase in the number of ƒ bit sequences
Figure 00000034
and
Figure 00000035
sequence decoding
Figure 00000034
, determining the number P ƒ and its correctness until the correct value of the number P ƒ is obtained for ƒ = n.

В основе предлагаемого способа быстрого декодирования последовательности

Figure 00000036
лежат следующие действия.At the heart of the proposed method for quick decoding of a sequence
Figure 00000036
The following actions lie.

Действие 1Action 1

Вычисление корреляционной функции КФ

Figure 00000037
может быть осуществлено по частям.Calculation of the correlation function of CF
Figure 00000037
can be carried out in parts.

Разбиваем число бит n на группы так, что n=n1+n2+…+nz+…+nm.We break the number of bits n into groups so that n = n 1 + n 2 + ... + n z + ... + n m .

Последовательности, содержащие только биты n1, или только биты n2, …, или только биты nm, обозначим, соответственно, как

Figure 00000038
Figure 00000039
Последовательности, содержащие только биты (n1+n2), или только биты (n1+n2+n3), …, (n1+n2+…+nz+…+nm)=n обозначим, соответственно, как
Figure 00000040
Sequences containing only bits n 1 , or only bits n 2 , ..., or only bits n m , are denoted, respectively, as
Figure 00000038
Figure 00000039
Sequences containing only bits (n 1 + n 2 ), or only bits (n 1 + n 2 + n 3 ), ..., (n 1 + n 2 + ... + n z + ... + n m ) = n we denote accordingly as
Figure 00000040

В этих обозначениях корреляционные функции последовательностей

Figure 00000041
и
Figure 00000042
для ƒ=n1+n2+…+nz вычисляются как:In these notations, the correlation functions of sequences
Figure 00000041
and
Figure 00000042
for ƒ = n 1 + n 2 + ... + n z are calculated as:

Figure 00000043
Figure 00000043

где (ƒ-1)=n1+n2+…+nz-1 бит.where (ƒ-1) = n 1 + n 2 + ... + n z-1 bits.

Действие 2Action 2

Каждая последовательность

Figure 00000044
с базой n=2k может быть однозначно определена всего по k битам, где k - показатель двойки в порядке n матрицы Адамара, а номера этих бит можно вычислить по формуле:Every sequence
Figure 00000044
with a base n = 2 k can be uniquely determined by just k bits, where k is the index of two in the order n of the Hadamard matrix, and the numbers of these bits can be calculated by the formula:

Figure 00000045
Figure 00000045

где h=1, 2, …, k.where h = 1, 2, ..., k.

Остальные биты являются второстепенными и предназначены для повышения помехоустойчивости сигнала. Учитывая это, в матрице Адамара порядка n во всех последовательностях

Figure 00000046
все, вычисленные по формуле (2) биты, переставляются вперед и при разбиении базы на части n=n1+n2+…+nz+…+nm включаются в состав бит n1.The remaining bits are secondary and are designed to increase the noise immunity of the signal. Given this, in the Hadamard matrix of order n in all sequences
Figure 00000046
all bits calculated by formula (2) are rearranged forward and when the base is divided into parts n = n 1 + n 2 + ... + n z + ... + n m are included in the composition of bits n 1 .

Такая перестановка не нарушает свойств строк матрицы Адамара, но позволяет однозначно идентифицировать последовательность

Figure 00000047
по битам n1, или по битам (n1+n2), …, или по битам (n1+n2+…+nz)…, или по битам n.Such a permutation does not violate the properties of the rows of the Hadamard matrix, but allows us to uniquely identify the sequence
Figure 00000047
by bits n 1 , or by bits (n 1 + n 2 ), ..., or by bits (n 1 + n 2 + ... + n z ) ..., or by bits n.

Действие 3Action 3

Известно, что отношение сигнал/помеха на входе коррелятора ρ2 и на его выходе h2 связаны соотношением:It is known that the signal-to-noise ratio at the input of the correlator ρ 2 and at its output h 2 are related by the ratio:

Figure 00000048
Figure 00000048

где В - база сигнала (число бит n последовательностей

Figure 00000049
Из (3) следует, что при отношении сигнал/помеха на входе коррелятора, равном
Figure 00000050
всегда можно подобрать такое значение базы Bi, при котором величина
Figure 00000051
обеспечит правильное декодирование информационных элементов сигнала с заданной вероятностью. На практике база сигнала n выбирается в соответствии с минимально допустимым отношением сигнал/помеха
Figure 00000052
т.е. большей, чем это требуется при отношениях сигнал/помеха
Figure 00000053
А, так как помеховая обстановка с максимальной помехой действует на ШПС достаточно редко, то при
Figure 00000054
для декодирования сигнала с заданной вероятностью достаточно было бы иметь сигнал с базой, меньшей n, т.е. сигнал с базой n1, или сигнал с базой (n1+n2), или сигнал с базой (n1+n2+n3) и т.д.where B is the signal base (the number of bits of n sequences
Figure 00000049
From (3) it follows that for the signal / noise ratio at the correlator input equal to
Figure 00000050
you can always choose a value of the base B i at which the value
Figure 00000051
will ensure the correct decoding of information elements of the signal with a given probability. In practice, the signal base n is selected in accordance with the minimum acceptable signal-to-noise ratio
Figure 00000052
those. greater than required for signal-to-noise ratios
Figure 00000053
And, since the interference environment with maximum interference acts on the ShPS quite rarely, then at
Figure 00000054
to decode a signal with a given probability, it would be sufficient to have a signal with a base less than n, i.e. a signal with a base n 1 , or a signal with a base (n 1 + n 2 ), or a signal with a base (n 1 + n 2 + n 3 ), etc.

Действие 4Action 4

Как было описано выше, при декодировании n оцифрованных значений сигнала вычисляются корреляционные функции КФ

Figure 00000055
и среди вычисленных значений определяется максимальное. Однако такой возможности нет при декодировании последовательности
Figure 00000056
по n1 битам, или по (n1+n2) битам, и т.д.As described above, when decoding n digitized signal values, the correlation functions of the CF are calculated
Figure 00000055
and among the calculated values, the maximum is determined. However, this is not possible when decoding a sequence.
Figure 00000056
by n 1 bits, or by (n 1 + n 2 ) bits, etc.

В предлагаемом способе быстрого декодирования критерий «максимальное значение корреляционной функции» заменен на критерий «превышение значения корреляционной функции порога Пi». Значения порогов Пi для разных

Figure 00000057
и разного количества бит ƒ можно подобрать при настройке изделия или заранее определить путем моделирования.In the proposed method for fast decoding, the criterion "maximum value of the correlation function" is replaced by the criterion "exceeding the value of the correlation function of the threshold П i ". The values of the thresholds P i for different
Figure 00000057
and a different number of bits ƒ can be selected when setting up the product or determined in advance by simulation.

С учетом перечисленных действий способ быстрого декодирования последовательностей Уолша, обеспечивающий сохранение требуемой помехоустойчивости, можно изложить следующим образом.Given the above actions, the method of fast decoding of Walsh sequences, ensuring the preservation of the required noise immunity, can be described as follows.

Количество бит n последовательностей

Figure 00000058
разбивается на группы n=n1+n2+…+nz+…+nm.The number of bits of n sequences
Figure 00000058
It is divided into groups n = n 1 + n 2 + ... + n z + ... + n m .

В соответствии с Действием 2 для выбранной базы сигнала n=2k определяется количество бит k и с помощью формулы (2) определяются номера бит, которые однозначно определяют последовательности

Figure 00000059
Вычисленные по формуле (2) биты переставляются во всех последовательностях
Figure 00000060
вперед так, чтобы они попали в группу n1.In accordance with Step 2, for the selected signal base n = 2 k , the number of bits k is determined and, using formula (2), bit numbers are determined that uniquely determine the sequence
Figure 00000059
The bits calculated by the formula (2) are rearranged in all sequences
Figure 00000060
forward so that they fall into group n 1 .

Вычисляются корреляционные функции КФ

Figure 00000061
последовательности
Figure 00000062
со всеми последовательностями
Figure 00000063
, где ƒ=n1 бит. Номер последовательности
Figure 00000064
обеспечившей максимум КФ, принимается в качестве предположительной оценки передаваемого числа P1. Для подтверждения этого предположения вычисляется КФ
Figure 00000065
и полученное значение сравнивается с порогом
Figure 00000066
Если значение КФ
Figure 00000067
превысило порог
Figure 00000068
(отношение сигнал/помеха на входе коррелятора таково, что количества бит n1 последовательностей
Figure 00000069
и
Figure 00000070
достаточно для правильного декодирования последовательности
Figure 00000071
, то принимается решение, что число P1 определено правильно, и декодирование последовательности
Figure 00000071
по количеству бит n1 считается выполненным. Время декодирования последовательности
Figure 00000072
по количеству бит n1 будет много меньше времени декодировании
Figure 00000073
традиционным способом (по количеству бит n).CF correlation functions are calculated
Figure 00000061
sequences
Figure 00000062
with all sequences
Figure 00000063
where ƒ = n 1 bit. Sequence number
Figure 00000064
providing the maximum CF, is taken as an estimated estimate of the transmitted number P 1 . To confirm this assumption, CF is calculated
Figure 00000065
and the resulting value is compared with a threshold
Figure 00000066
If the value of CF
Figure 00000067
exceeded the threshold
Figure 00000068
(the signal-to-noise ratio at the input of the correlator is such that the number of bits n 1 of the sequences
Figure 00000069
and
Figure 00000070
enough to decode the sequence correctly
Figure 00000071
, then it is decided that the number P 1 is determined correctly, and decoding the sequence
Figure 00000071
by the number of bits n 1 is considered complete. Sequence decoding time
Figure 00000072
by the number of bits n 1 will be much less decoding time
Figure 00000073
in the traditional way (by the number of bits n).

Если же значение КФ

Figure 00000074
не превысило порог
Figure 00000075
(отношение сигнал/помеха на входе коррелятора таково, что количества бит n1 последовательностей
Figure 00000076
и
Figure 00000077
недостаточно для правильного декодирования последовательности
Figure 00000078
то необходимо увеличить базу последовательностей
Figure 00000079
и
Figure 00000080
If the value of CF
Figure 00000074
did not exceed the threshold
Figure 00000075
(the signal-to-noise ratio at the input of the correlator is such that the number of bits n 1 of the sequences
Figure 00000076
and
Figure 00000077
not enough to decode the sequence correctly
Figure 00000078
it is necessary to increase the base of sequences
Figure 00000079
and
Figure 00000080

Далее вычисляются значения КФ

Figure 00000081
которые в соответствии с Действием 1 складываются с уже вычисленными значениями КФ
Figure 00000082
,
Figure 00000083
Получатся корреляционные функции КФ
Figure 00000084
, где ƒ=n1+n2 бит. Номер последовательности
Figure 00000085
давшей максимальное значение КФ, предварительно принимается за передаваемое число Р2. Для подтверждения этого предположения вычисляется КФ
Figure 00000086
и полученное значение сравнивается с порогом
Figure 00000087
. Если значение КФ
Figure 00000088
превысило порог
Figure 00000087
(отношение сигнал/помеха на входе коррелятора таково, что количества бит ƒ=(n1+n2) последовательностей
Figure 00000089
и
Figure 00000090
достаточно для правильного декодирования последовательности
Figure 00000091
то принимается решение, что число Р2 определено правильно. Время декодирования последовательности
Figure 00000092
по количеству бит ƒ=(n2+n2) будет много меньше времени декодировании
Figure 00000093
традиционным способом (по количеству бит n).Next, the CF values are calculated
Figure 00000081
which, in accordance with Step 1, are added to the already calculated CF values
Figure 00000082
,
Figure 00000083
We get the correlation functions of CF
Figure 00000084
where ƒ = n 1 + n 2 bits. Sequence number
Figure 00000085
which gave the maximum value of CF, previously taken as the transmitted number P 2 . To confirm this assumption, CF is calculated
Figure 00000086
and the resulting value is compared with a threshold
Figure 00000087
. If the value of CF
Figure 00000088
exceeded the threshold
Figure 00000087
(the signal-to-noise ratio at the input of the correlator is such that the number of bits ƒ = (n 1 + n 2 ) sequences
Figure 00000089
and
Figure 00000090
enough to decode the sequence correctly
Figure 00000091
then it is decided that the number P 2 is determined correctly. Sequence decoding time
Figure 00000092
by the number of bits ƒ = (n 2 + n 2 ) will be much less than decoding time
Figure 00000093
in the traditional way (by the number of bits n).

Если же значение КФ

Figure 00000094
не превысило порог
Figure 00000095
(отношение сигнал/помеха на входе коррелятора таково, что количества бит ƒ=(n1+n2) последовательностей
Figure 00000096
и
Figure 00000097
недостаточно для правильного декодирования последовательности
Figure 00000098
то необходимо увеличить базу последовательностей
Figure 00000099
и
Figure 00000100
If the value of CF
Figure 00000094
did not exceed the threshold
Figure 00000095
(the signal-to-noise ratio at the input of the correlator is such that the number of bits ƒ = (n 1 + n 2 ) sequences
Figure 00000096
and
Figure 00000097
not enough to decode the sequence correctly
Figure 00000098
it is necessary to increase the base of sequences
Figure 00000099
and
Figure 00000100

Увеличение количества бит ƒ и декодирование предлагаемым способом может привести к ситуации, когда ƒ=n. В этом случае число Pn будет определено правильно, однако время декодирования оцифрованных значений сигнала предлагаемым способом будет превышать время выполнения традиционным способом декодирования.An increase in the number of bits ƒ and decoding by the proposed method can lead to a situation where ƒ = n. In this case, the number P n will be determined correctly, however, the decoding time of the digitized signal values by the proposed method will exceed the execution time by the traditional decoding method.

В таблице 1 для базы n=256 приведены оценки увеличения числа алгоритмических операций при вычислении способом быстрого декодирования для разных вариантов разбиения на группы.Table 1 for the base n = 256 gives estimates of the increase in the number of algorithmic operations when calculating by the fast decoding method for different options for splitting into groups.

Figure 00000101
Figure 00000101

Из таблицы 1 видно, что в худшем варианте, когда на входе коррелятора отношение сигнал/помеха будет составлять

Figure 00000102
увеличение числа алгоритмических операций составит не более 17%.From table 1 it can be seen that in the worst case scenario, when the signal / noise ratio at the input of the correlator is
Figure 00000102
the increase in the number of algorithmic operations will be no more than 17%.

В случаях, когда

Figure 00000103
время декодирования будет существенно меньше. Так, например, для базы n=256 и при разбиении n на 16 одинаковых групп, выигрыш по времени будет: при количестве бит ƒ=n1, при количестве бит ƒ=2n1, …, при количестве бит ƒ=14n14. И только при количестве бит ƒ=15n15 и количестве бит ƒ=n будет превышение времени, соответственно, не более, чем на 3% и 9% от времени традиционного декодирования.In cases where
Figure 00000103
decoding time will be significantly less. So, for example, for the base n = 256 and when dividing n into 16 identical groups, the time gain will be: with the number of bits ƒ = n 1 , with the number of bits ƒ = 2n 1 , ..., with the number of bits ƒ = 14n 14 . And only with the number of bits ƒ = 15n 15 and the number of bits ƒ = n there will be an excess of time, respectively, by no more than 3% and 9% of the time of traditional decoding.

Claims (1)

Способ быстрого декодирования информационных элементов сигнала, закодированных последовательностями Уолша, представленных строками матрицы Адамара порядка n (последовательностями
Figure 00000104
, состоящий в том, что на принимающей стороне база последовательностей n представляется в виде n=n1+n2+...+nz+ng бит и декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000105
начинается с помощью последовательности
Figure 00000106
и последовательностей
Figure 00000107
полученных из
Figure 00000108
бит соответствующих последовательностей
Figure 00000109
и
Figure 00000110
и, после определения номера P1 последовательности
Figure 00000111
устанавливается его правильность путем вычисления корреляционной функции (КФ) последовательности
Figure 00000112
с последовательностью
Figure 00000113
и, в случае превышения полученного значения КФ заданного порога, число P1 считается вычисленным правильно и декодирование считается выполненным, в противном случае декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000114
осуществляется с помощью последовательности
Figure 00000115
и последовательностей
Figure 00000116
полученных из
Figure 00000117
бит соответствующих последовательностей
Figure 00000118
и
Figure 00000119
и, после определения номера Р2 последовательности
Figure 00000120
устанавливается его правильность путем вычисления корреляционной функции КФ последовательности
Figure 00000121
с последовательностью
Figure 00000122
и, в случае превышения полученного значения КФ заданного порога, число Р2 считается вычисленным правильно и декодирование считается выполненным, в противном случае декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000123
осуществляется с помощью последовательности
Figure 00000124
и последовательностей
Figure 00000125
полученных из
Figure 00000126
бит соответствующих последовательностей
Figure 00000127
и
Figure 00000128
и, после определения номера Pz последовательности
Figure 00000129
устанавливается его правильность путем вычисления корреляционной функции КФ последовательности
Figure 00000130
с последовательностью
Figure 00000131
и, в случае превышения полученного значения КФ заданного порога, число Pz считается вычисленным правильно и декодирование считается выполненным, в противном случае декодирование неизвестной последовательности
Figure 00000132
осуществляется после очередного увеличения количества
Figure 00000133
бит последовательностей
Figure 00000134
и
Figure 00000135
декодированием последовательности
Figure 00000136
определением номера
Figure 00000137
и его правильности до тех пор, пока не будет получено правильное значение номера
Figure 00000137
при
Figure 00000138
.A method for quickly decoding information elements of a signal encoded by Walsh sequences represented by rows of a Hadamard matrix of order n (sequences
Figure 00000104
, consisting on the fact that, on the receiving side, the base of sequences n is represented as n = n 1 + n 2 + ... + n z + n g bits and decoding an unknown sequence
Figure 00000105
starts with a sequence
Figure 00000106
and sequences
Figure 00000107
derived from
Figure 00000108
bit of the corresponding sequences
Figure 00000109
and
Figure 00000110
and, after determining the number P 1 of the sequence
Figure 00000111
its correctness is established by calculating the correlation function (CF) of the sequence
Figure 00000112
with sequence
Figure 00000113
and, if the obtained CF value exceeds a predetermined threshold, the number P 1 is considered calculated correctly and decoding is considered complete, otherwise decoding an unknown sequence
Figure 00000114
carried out using a sequence
Figure 00000115
and sequences
Figure 00000116
derived from
Figure 00000117
bit of the corresponding sequences
Figure 00000118
and
Figure 00000119
and, after determining the number P 2 sequence
Figure 00000120
its correctness is established by calculating the correlation function of the CF sequence
Figure 00000121
with sequence
Figure 00000122
and, if the obtained CF value exceeds a predetermined threshold, the number Р 2 is considered calculated correctly and decoding is considered to be completed, otherwise decoding of an unknown sequence
Figure 00000123
carried out using a sequence
Figure 00000124
and sequences
Figure 00000125
derived from
Figure 00000126
bit of the corresponding sequences
Figure 00000127
and
Figure 00000128
and, after determining the number P z sequence
Figure 00000129
its correctness is established by calculating the correlation function of the CF sequence
Figure 00000130
with sequence
Figure 00000131
and, if the obtained CF value exceeds a predetermined threshold, the number P z is considered calculated correctly and decoding is considered to be performed, otherwise decoding of an unknown sequence
Figure 00000132
carried out after the next increase in quantity
Figure 00000133
sequence bit
Figure 00000134
and
Figure 00000135
sequence decoding
Figure 00000136
number definition
Figure 00000137
and its correctness until the correct number value is obtained
Figure 00000137
at
Figure 00000138
.
RU2017122047A 2017-06-22 2017-06-22 Method of quick decoding of signal information elements RU2660629C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122047A RU2660629C1 (en) 2017-06-22 2017-06-22 Method of quick decoding of signal information elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122047A RU2660629C1 (en) 2017-06-22 2017-06-22 Method of quick decoding of signal information elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2660629C1 true RU2660629C1 (en) 2018-07-06

Family

ID=62815418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122047A RU2660629C1 (en) 2017-06-22 2017-06-22 Method of quick decoding of signal information elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660629C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104615C1 (en) * 1990-12-17 1998-02-10 Эриксон-Джи-И Мобил Коммьюникейшн Холдинг Инк. Method and system for multiple-channel access and message extension spectrum for information exchange between multiple stations using encoded share of extension spectrum communication signals
RU2157592C2 (en) * 1995-05-05 2000-10-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Method for reception and search of packet- switched signal
US6996163B2 (en) * 2003-03-27 2006-02-07 Arraycomm, Inc. Walsh-Hadamard decoder
US7580451B2 (en) * 2005-10-07 2009-08-25 Vanu, Inc. Decoding of Walsh codes
RU2609525C1 (en) * 2016-06-28 2017-02-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method of generating signals and transmitting information in radar identification system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104615C1 (en) * 1990-12-17 1998-02-10 Эриксон-Джи-И Мобил Коммьюникейшн Холдинг Инк. Method and system for multiple-channel access and message extension spectrum for information exchange between multiple stations using encoded share of extension spectrum communication signals
RU2157592C2 (en) * 1995-05-05 2000-10-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Method for reception and search of packet- switched signal
US6996163B2 (en) * 2003-03-27 2006-02-07 Arraycomm, Inc. Walsh-Hadamard decoder
US7580451B2 (en) * 2005-10-07 2009-08-25 Vanu, Inc. Decoding of Walsh codes
RU2609525C1 (en) * 2016-06-28 2017-02-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации Method of generating signals and transmitting information in radar identification system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101070503B1 (en) Midamble allocations for mimo transmissions
RU2009133780A (en) USING CODE WORDS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
CN110545160A (en) Signature-enabled polarization encoder and decoder
JP7209540B2 (en) Safe channel sounding
US8594248B2 (en) Reverse indexing methods and systems
US8879664B2 (en) Communication system, method and apparatus
CN104394106B (en) A kind of double decline iterative channel estimation methods
RU2660629C1 (en) Method of quick decoding of signal information elements
US10237096B2 (en) Processing of a faster-than-Nyquist signaling reception signal
Clazzer et al. Detection and combining techniques for asynchronous random access with time diversity
US10098121B2 (en) Iterative receiver and methods for decoding uplink wireless communications
CN111884758A (en) Waveform design method, decoding method, device, equipment and optical communication system
WO2023057366A1 (en) A method for a transmitter to transmit a signal to a receiver in a communication system, and corresponding receiving method, transmitter, receiver and computer program.
US10257004B2 (en) Inter-block interference suppression using a null guard interval
US10630338B2 (en) Method for transmitting additional information on transmission signals with spectrum spreading and associated system
US10938439B2 (en) Two-phase transmission for machine-type communication
Abou-Rjeily Unitary space-time pulse position modulation for differential unipolar MIMO IR-UWB communications
RU2702724C2 (en) Method of combined arithmetic and noise-immune encoding and decoding
RU2642803C1 (en) Method of increasing reliability of digital message transfer
WO2021152348A1 (en) Antenna calibration using fountain coded sequence
US11799512B2 (en) Information processing apparatus, transmission-side apparatus and method
US9270415B2 (en) Encoding payloads according to data types while maintaining running disparity
KR20110060151A (en) Decoding and demodulating system in receiving stage and thereof method
EP2930872A1 (en) Method, user device and computer-readable medium for receiving a signal
US9270411B2 (en) Indicating end of idle sequence by replacing certain code words with alternative code words

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner