RU94385U1

RU94385U1 - Система передачи и приема телекодовой информации

Info

Publication number: RU94385U1
Application number: RU2010102412/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Викторович Васильев; Иван Николаевич Медов; Станислав Анатольевич Осюнин; Виктор Анатольевич Прасолов; Сергей Владимирович Смуров
Original assignee: Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики"
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Система передачи и приема телекодовой информации, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные между собой источник дискретного сообщения, двоичный кодер, недвоичный кодер, М-ичный модулятор и оконечные каскады радиопередатчика, а на приемной стороне - получатель дискретного сообщения и последовательно соединенные между собой радиоприемник, М-ичный демодулятор и недвоичный декодер, отличающаяся тем, что содержит на передающей стороне последовательно соединенные сверточный кодер и дешифратор, включенные в разрыв последовательной цепи между источником сообщения и М-ичным модулятором, и на приемной стороне содержит последовательно соединенные между собой сверточный декодер, дешифратор и шифратор, включенные в разрыв цепи между М-ичным демодулятором и получателем дискретного сообщения.

Description

Полезная модель относится к области техники связи и может быть использована в устройствах, обеспечивающих возможность приема и передачи телекоммуникационных данных с требуемой достоверностью при фиксированных затратах энергии.

Известна система приема и передачи данных, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные между собой источник дискретного сообщения, М-ичный модулятор и оконечные каскады радиопередатчика, а на приемной стороне - получатель дискретного сообщениям последовательно соединенные между собой радиоприемник и М-ичный демодулятор [1].

Недостаток известной системы приема и передачи данных состоит в том, что при воздействии интенсивной помехи появляются неустранимые ошибки на выходе демодулятора приемника, что свидетельствует о не совсем высокой помехозащищенности этой известной системы приема и передачи данных.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению в качестве прототипа является система передачи данных, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные между собой источник дискретного сообщения, двоичный кодер, недвоичный кодер, М-ичный модулятор и оконечные каскады радиопередатчика, а на приемной стороне - получатель дискретного сообщения и последовательно соединенные между собой радиоприемник, М-ичный демодулятор и недвоичный декодер [2].

Недостатком прототипа является большая избыточность информации, вносимая в передаваемое сообщение, а, следовательно, и большие затраты энергии, необходимые для обеспечения требуемой достоверности приема сообщения в условиях воздействия аддитивных помех и шумов.

Целью полезной модели является уменьшение энергетических затрат на корректирующее кодирование и повышение помехоустойчивости системы передачи и приема телекодовой информации.

Сущность полезной модели заключается в том, что кроме известных и общих отличительных признаков, которые характеризуются тем, что на передающей стороне система передачи данных содержит последовательно соединенные между собой источник дискретного сообщения, двоичный кодер, недвоичный кодер, М-ичный модулятор и оконечные каскады радиопередатчика, а на приемной стороне система передачи данных содержит получатель дискретного сообщения и последовательно соединенные между собой радиоприемник, М-ичный демодулятор и недвоичный декодер, предполагаемая система передачи и приема телекодовой информации содержит на передающей стороне последовательно соединенные сверточный кодер и дешифратор, включенные в разрыв последовательной цепи между источником сообщения и М-ичным модулятором, и на приемной стороне содержит последовательно соединенные между собой сверточный декодер, дешифратор и шифратор, включенные в разрыв цепи между М-ичным демодулятором и получателем дискретного сообщения.

Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемая система передачи и приема телекодовой информации содержит на передающей стороне последовательно соединенные сверточный кодер и дешифратор, включенные в разрыв последовательной цепи между источником сообщения и М-ичным модулятором, и на приемной стороне содержит последовательно соединенные между собой сверточный декодер, дешифратор и шифратор, включенные в разрыв цепи между М-ичным демодулятором и получателем дискретного сообщения, что обеспечивает повышение помехоустойчивости системы передачи и приема телекодовой информации и уменьшение энергетических затрат на корректирующее кодирование кодом.

Функциональная схема предлагаемой системы передачи и приема телекодовой информации изображена на чертеже, где обозначено:

1 - источник дискретного сообщения;

2 - двоичный сверточный кодер;

3 - дешифратор;

4 - М-ичный модулятор;

5 - оконечные каскады радиопередатчика;

6 - аддитивная смесь помехи и шума;

7 - радиоприемник;

8 - М-ичный демодулятор;

9 - сверточный декодер и дешифратор;

10 - шифратор;

11 - получатель дискретного сообщения.

В исходном положении выход источника дискретного сообщения 1 подключен через двоичный сверточный кодер 2, дешифратор 3 и М-ичный модулятор 4 к входам оконечных каскадов радиопередатчика 5, выход которого совместно с аддитивной смесью помехи и шума 6 связан с входом радиоприемника 7, выход которого, в свою очередь, подключен через М-ичный демодулятор 8 и сверточный декодер 9, содержащий дешифратор, и шифратор 10 к входу получателя дискретного сообщения 11.

Предлагаемая система передачи и приема телекодовой информации работает следующим образом.

Передаваемая последовательность информационных символов сообщения, поступающая от источника дискретных сообщений 1, кодируется двоичным сверточным кодом и поступает на вход дешифратора 3. Дешифратор 3 каждой n-разрядной последовательности двоичных символов с использованием элементов поля Галуа ставит в соответствие недвоичное кодовое слово из числа 2ⁿ и подает его на вход М-ичного модулятора 4, для последующей передачи радиосигналами.

В случае передачи кодированного сообщения сигналами частотной манипуляции вероятность ошибки в приеме символа сообщения определяется выражением

где - число сочетаний из (М-1) по i;

- отношение энергии сигнала символа кода к спектральной плотности N_Ш шума.

Необходимым условием правильной работы предлагаемой системы передачи и приема телекодовой информации является соответствие оснований кода (поля Галуа) q и манипуляции радиосигнала М.

Таким образом, формируется недвоичный сверточный код, длительность и энергия каждого символа E_C(q≠2) которого в log₂M раз больше длительности и энергии символа исходного двоичного сверточного кода E_C(q=2).

Учитывая, что E_C(q≠2)=E_C(q=2)·log₂M, очевидно, что увеличение основания кода и манипуляции радиосигнала (q=М) вызывает уменьшение вероятности ошибки символа р (1) кода при неизменной мощности излучения радиопередатчика.

На приемной стороне сверточный декодер с использованием шифратора выносит решение о принятой последовательности недвоичных символов с вероятностью ошибки, равной

где t_u - число ошибочно принятых символов, гарантированно исправляемых кодом при любом способе декодирования;

N - длина кода.

Декодированные недвоичные символы поступают на вход шифратора 10, который осуществляет их преобразование в двоичное сообщение.

Известные методы декодирования сверточных кодов (Витерби, последовательное декодирование и др.) предполагают наличие в структуре декодирующего устройства аналога кодирующего устройства, вырабатывающего все возможные наборы кодовых слов, для их последующего сравнения с принятой последовательностью символов. В предлагаемой системе передачи и приема телекодовой информации в структуру сверточного декодера включен дешифратор, позволяющий осуществлять сравнение недвоичных кодовых слов двоичного сверточного кодера и принятой последовательностью недвоичных символов.

Промышленная осуществимость предлагаемой полезной модели обосновывается тем, что в ней используются известные в аналоге и прототипе узлы и элементы комбинаторной техники по своему прямому функциональному назначению. В организации-заявителе изготовлена модель системы передачи и приема телекодовой информации в 2009 году.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что уменьшается не менее чем на 20% расход энергии на формирование корректирующих импульсов сверточного кода для обнаружения и исправления ошибок в принятом сообщении. Одновременно повышается не менее чем на 20% помехозащищенность радио телекоммуникационной системы передачи и приема данных.

Источники информации:

1. Феер К., Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер с англ. - М.: Радио и связь, 2001., 480 с., (аналог).

2. Патент на полезную модель 63605 РФ, Система передачи и приема дискретных сигналов, авторы: А.В.Зеленевский и Ю.В.Зеленевский, МПК H01Q 13/20, приоритет: 2007.05.27, (прототип).