UA56302C2 - Спосіб кадрової синхронізації та стабілізації системи з використанням ортогонального частотного ущільнення - Google Patents

Abstract

Відповідно до першої задачі даного винаходу забезпечують спосіб кадрової синхронізації для ОЧУ-каналів передачі від одного пункту на багато пунктів, при цьому послідовності опорних кадрів вставляють у заздалегідь визначені інтервали між послідовностями інформаційних кадрів. Кожен кадр містить циклічний префікс, що складається з двох ідентичних сегментів даних і використовується для визначення місця розташування вихідної точки кадрової синхронізації шляхом застосування функції віднімання для двох сегментів даних з метою визначення місця розташування вихідної точки в місці розташування мінімуму зазначеної функції. У відповідності з другою задачею даного винаходу також забезпечують спосіб корекції каналу для ОЧУ-каналів, відповідно до якого опорні кадри і дані, відомі приймачу, використовують для формування вектора корекції для корекції помилок мовлення інформаційних кадрів, прийнятих приймачем.

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до корекції каналу і кадрової синхронізації для мовлення даних з використанням 2 ортогонального частотного ущільнення(ОЧУ) для немобільних передавачів і приймачів.

В останні роки техніка електрозв'язку стала галуззю, що переживає небувалий розвиток. Це викликано зростаючою потребою умовні усе більшої кількості даних, для яких потрібно більш висока смуга частот каналу електрозв'язку. Один з видів пропонованої радіотехнології, що забезпечує таку широку смугу частот, полягає в методиці модуляції, названої Ортогональним Частотним Ущільненням(ОЧУ) і недавно запропонованої для 70 застосування для немобільного мовлення цифрового відеосигналу. ОЧУ являє собою ефективний засіб забезпечення ефективної по потужності передачі сигналу великому числу користувачів одного і того ж каналу.

Основна концепція ОЧУ полягає в паралельній передачі блоків даних за допомогою великого числа ортогональних піднесучих.

Незважаючи на те, що в порівнянні з іншими методами мовлення ОЧУ-передача є точним методом модуляції, 72 маються дві зв'язані з нею труднощі: одна - кадрова синхронізація, і інша - корекція каналу. ОЧУ-далі розбивають на окремо модульовані секції, називані кадрами. Ці кадри складають у безперервну послідовність і передають по ОЧУ-каналу. При цьому для приймача насамперед важливо точно знати, де починаються і закінчуються кадри, щоб забезпечити собі значимі дані. Перебування цих початків і закінчень кадрів добре відомо як кадрова синхронізація. Існують різні методи виконання кадрової синхронізації, але вони звичайно припускають уведення прапорів даних, щоб відзначати початок і кінець кадрів. Це робиться за рахунок уведення блоків даних, що сповільнюють швидкість передачі значимих даних.

Оскільки ОЧУ-канали іноді спотворюють передані ними дані настільки, що їх ледь можна розпізнати, тому необхідно забезпечити технічне рішення для корекції спотворення, що відбувається в каналі. Така методика корекції є, але відповідно до неї часто потрібно, щоб корекція даних виконувалася на стороні передавача, і с 29 тому необхідно, щоб передавач знав стан даного каналу. Також ця методика не застосовна для ОЧУ-передачі Ге) від одного пункту на багато пунктів, оскільки при цьому бере участь безліч каналів, кожний з яких має свою власну характеристику.

Необхідно відзначити, що в даній заявці термін ОЧУ-канал використовується для позначення ефірного каналу електромагнітних хвиль, що представляють ОЧУ-кадри, передані з передавальної системи в прийомну сч 30 систему. У випадку, коли в даному каналі діє безліч приймачів, що захоплюють той самий переданий сигнал, «3 дана заявка відноситься до каналу передачі від одного пункту на багато пунктів.

Короткий опис суті винаходу о

Задача даного винаходу полягає в забезпеченні способу і пристрою для здійснення точної кадрової Ге) синхронізації ОЧУ-мовлення за рахунок додатка невеликого блоку кожного переданого ОЧУ-кадри до його 39 власного початку, таким чином створюючи циклічний префікс для кожного кадру. Цей циклічний префікс потім о використовують на стороні приймача для знаходження початку приймаємих ОЧУ-кадрів.

Ще один об'єкт даного винаходу полягає в забезпеченні ефективного способу точної корекції ОЧУ-кадрів, що приймаються по ОЧУ-каналу. Для цього способу не потрібно, щоб передавач знав що-небудь про стан «

ОЧУ.-канала, і тому його можна використовувати для ОЧУ-мовлення даних від одного пункту на багато пунктів. З 50 У найкращому варіанті реалізації даного винаходу інформаційні ОЧУ-кадри, що передаються, містять опорні с кадри, що вставляються через заздалегідь визначені інтервали; при цьому ці опорні кадри містять дані, відомі

Із» приймачу. При прийманні цих кадрів приймач використовує їх для збору даних про стан ОЧУ-канала. Маючи цю інформацію, приймач створює вектор корекції, який потім множать на кожний з інформаційних кадрів, що приймаються, щоб усунути небажаний наслідок спотворень в ОЧУ-каналі. Отримані таким чином кадри, 45 перевіряють на точність шляхом множення вектора корекції на спотворений опорний кадр, і якщо кінцевий і-й результат при цьому буде досить точним, то вектор корекції вважається надійним і може бути використаний для

Ге») корекції всіх наступних інформаційних кадрів, що приймаються. Якщо вектор корекції неточний, то за допомогою інших опорних кадрів може бути сформований інший вектор корекції. Якщо вектор все ще залишається о неточним, тоді для відновлення вектора корекції, для поліпшення результатів, можна також використовувати ав! 20 деякі керуючі сигнали, що складаються з дуже невеликих вибірок даних, які відомі приймачу і містяться в інформаційних кадрах. із Для здійснення корекції каналу необхідна точна кадрова синхронізація ОЧУ. Тому ще одна задача даного винаходу полягає в забезпеченні способу кадрової синхронізації ОЧУ, який використовує циклічний префікс і полягає в додатку невеликої частини останньої частини даного циклу до початку кожного кадру, що відправляється передавачем. Це робиться з подвійною метою: перша - захистити кадри від обумовленого

ГФ) імпульсною перехідною характеристикою проникнення сигналів з попереднього кадру, що дозволяє зміцнити систему від впливу з боку міжсимвольної перешкоди; і друга - забезпечити спосіб точної кадрової синхронізації о за допомогою цих циклічних префіксів для визначення точних місць розташування початку ОЧУ-кадрів, що приймаються. бо Відповідно до першої загальної задачі даного винаходу забезпечують спосіб кадрової синхронізації для

ОЧУ-каналів, відповідно до якого місце розташування вихідної точки кадрів синхронізації визначають у сигналі потоку бітів даних, що надходить і має блоки даних, що повторюються Через заздалегідь визначені інтервали; при цьому зазначений спосіб містить операції, згідно яким а) віднімають дані, що беруться з двох точок зазначеного сигналу потоку бітів, відокремлених одна від 62 іншої заздалегідь визначеним числом бітів;

б) виявляють ідентичність зазначених даних у зазначених двох точках зазначеного потоку бітів; в) одержують зазначену вихідну точку кадрової синхронізації як результат операції б).

У відповідності з другою загальною задачею даного винаходу забезпечують спосіб корекції каналу для

ОЧУ-каналів передачі від одного пункту на багато пунктів, причому зазначений спосіб виконують на стороні приймача ОЧУ-канала і він містить операції, згідно яким а) приймають сигнал потоку бітів даних, що надходить і містить поперемінні послідовності опорних та інформаційних кадрів, при цьому кожний із зазначених опорних кадрів, містить відомі приймачу дані; б) виявляють зазначені опорні кадри: в зазначеному сигналі потоку бітів даних ОЧУ-кадрів, що надходить; 70 в) перетворюють зазначений потік ОЧУ-кадрів, що надходить, з часової області в частотну область; г) формують вектор корекції за допомогою зазначеної послідовності опорних кадрів і даних, відомих приймачу, для корекції помилок мовлення, що виникають через спотворення, викликаних зазначеним

ОЧУ-каналом; д) коригують кожен інформаційний кадр із числа зазначених послідовностей інформаційних кадрів, /5 приймаємих у зазначеному приймачі, за допомогою зазначеного вектора корекції для усунення спотворюючого впливу на зазначені кадри, обумовленого зазначеним ОЧУ-каналом.

Короткий опис креслень

Даний винахід описується і пояснюється з посиланням на прикладені креслення, на яких:

Фіг.1 - зображує найкращий варіант реалізації даного винаходу у відношенні кадрової синхронізації;

Фіг.2 - циклічний префікс для двох послідовних кадрів;

Фіг3 - типова послідовність інформаційних кадрів, попередні послідовністю трьох опорних кадрів використаних для синхронізації на стороні приймача;

Фіг4 - застосування вирізуючої функції, чи функції віднімання для послідовності ОЧУ-кадрів, що надходять, з метою наближеного виявлення послідовності опорних кадрів; с

Фіг.5 - найкращий варіант реалізації даного винаходу у відношенні точного пошуку опорного кадру;

Фіг.6 - блок-схема програми ініціалізації приймача відповідно до найкращого варіанта реалізації даного і) винаходу;

Фіг.7 - обробка інформаційного кадру відповідно до найкращого варіанта реалізації даного винаходу;

Фіг.8 - докладне зображення найкращого варіанта реалізації даного винаходу у відношенні корекції каналу. с зо Опис найкращих здійснень

Відповідно до найкращого варіанта реалізації даного винаходу забезпечують спосіб кадрової синхронізації і о корекції каналу при мовленні з ОЧУ, який забезпечує можливість точної передачі ОЧУ-даних, з усуненням с необхідності того, щоб передавач що-небудь знав про стан каналу. Цей спосіб особливо дометаний для немобільної, від одного пункту на багато пунктів, широкосмуговий передачі даних радіотехнічними засобами, ре)

Зв Коли застосовують велику кількість каналів, кожний з який має відмінну від інших власну характеристику. ю

Найкращий варіант даного винаходу, який відноситься до кадрової синхронізації, частково зображений на фіг.1. Ця фігура зображує методику рівня техніки для ОЧУ-модуляції на стороні передавача і демодуляції даних на стороні приймача. Фіг.1 також містить описані нижче об'єкти даного винаходу. По-перше, на стороні передавача, загальний рядок 10 біт, що представляє значимі дані, які передаються з одного пункту в інший, « подають у цифровий розщеплювач рядка 12, що розщеплює рядок 10 біт на окремі слова 14 біт, що мають з с заздалегідь визначену довжину. У нашому прикладі використовують б-бітові слова. Потім кожне слово 14 . обробляють цифровим модулем 16 відображення слів, який відображає слово в комплексну площину в один з и"? можливих станів слова. Оскільки слово 14 має 6б-бітову довжину, то можливі 25 - 64 стани, тому кожний з чотирьох квадрантів комплексної площини складає 16 можливостей. Результатом цієї операції є комплексне число 18 у вигляді А к Ві, яке представляє б-бітове слово 14. Інформаційні слова послідовно розміщають у ос вигляді матриці 19, тим самим утворюючи одномірну матрицю 19 слів 18, яка має розмір величиною в один кадр інформації. Потім модуль 20 зворотнього швидкого перетворення Фур'є ЗШПФ) приймає як вхідний сигнал

Фо деякий ряд, що містить дійсні частини комплексних чисел 18 і уявні частини цих же комплексних чисел 18, |і оз виконує ЗШПФ цього ряду. Результатом цього є швидке перетворення Фур'є, яке формує поперемінні тимчасові ряди даних, у результаті чого вхідний ряд перетворюють з частотної області в часову область. Вихідним о сигналом модуля 20 ЗШПФ є часовий ряд комплексних чисел 22 у виді С я 0), де перший індекс представляє

Кз дійсні частини С, а другий - уявні частини О. Кожний з цих індексів С і О характеризує значимий блок кадру 30 даних - згідно фіг.1. Як і раніше, одномірна комплексна матриця 23 містить усі комплексні числа 22, які отримані в результаті операції ЗШПФ. Оскільки часовий ряд представляє 1024 послідовні слова, тому вихідним сигналом модуля 20 ЗПШФ є пара кадрів ЗО даних, кожний з який представляє 1024 слова 14. Кадр 30 має вигляд аналогової кривої, ЗОбраженої на фіг.1, але він фактично представлений рядом дискретних точок, кожна

Ф, з який має свої координати в цифровому представленні. Це - звичайна, відома з рівня техніки ОЧУ-обробка. ко Кадрова синхронізація

Наступна операція зображеного на фіг.1 способу є найкращим варіантом реалізації даного винаходу і бо Відноситься до кадрової синхронізації. Кадрова синхронізація означає, що приймач повинний виявляти деякий еталон по всьому сигналу бітів даних, що надходить і вказує початок кадрів. Тому в найкращому варіанті реалізації даного винаходу, на стороні передавача, кожен кадр ЗО, що містить передані значимі дані, надходить у модуль 24 кадрової синхронізації передавача, функція якого полягає у введенні еталона перед кожним кадром, щоб дати можливість приймачу виявляти початок кадрів. Фіг2 більш наочно зображує кадри, які містять 65 циклічний префікс 25, що складається з двох ідентичних сегментів 26. Одна з ознак даного винаходу, що має новизну, полягає в тому, що кожен переданий кадр 30 перетворюють таким чином, що сегмент даних 26 даного кадру копіюють і додають до початку кадру, тим самим формуючи кадр 28, довжина якого перевищує сегмент 30 значимих даних, що містить корисні дані. Цей сегмент значимих даних 30 містить корисні дані, які передані з передавача в один чи декілька приймачів. При формуванні циклічного префікса менший сегмент 26 даних, який переважно має приблизно 1095 довжини блоку 30, що містить значимі дані, копіюють і додають до початку блоку 30, тим самим збільшуючи довжину кадру тільки на 1095. Процес формування циклічного префікса 25 здійснюють і в опорних кадрах, і в кадрах даних, і результат цього полягає в тім, що кожен переданий кадр починається і закінчується одним й тим самим сегментом 26 даних. Ці ідентичні сегменти 26 у кадрі 28 використовують, на стороні приймача, для виявлення початку кадрів відповідно до докладно описаного нижче способу. 70 У найкращому варіанті реалізації даного винаходу передавач переважно направляє, через заздалегідь визначені інтервали, послідовності з трьох послідовних опорних кадрів 34 між послідовностями з близько 100 інформаційних кадрів 36. Всі опорні кадри містять ідентичні дані, відомі приймачу, і ці опорні кадри використовують з метою кадрової синхронізації. Приклад кадрових послідовностей, що направляються передавачем 8, зображений на фіг.3.

У найкращому варіанті реалізації даного винаходу модуль 32 кадрової синхронізації приймача повинен виконувати дві задачі: перша - визначення місця розташування послідовності опорних кадрів 34 між двома послідовностями інформаційних кадрів 36; і друга - точне визначення місця розташування першої вибірки даних першого опорного кадру 34 даної послідовності опорних кадрів. Точне виявлення початку опорних кадрів необхідно для наступного виконання корекції каналу. Як було вказано вище, опорними кадрами 34 є інформаційні кадри, відомі приймачу 40 і переважно направляємих передавачем 8 у послідовностях трьох послідовних кадрів через заздалегідь визначені інтервали між інформаційними кадрами 36, - згідно фіг.3.

Можуть бути використані та інші послідовності, що містять один, чи більше опорних кадрів. Приймач 40 може використовувати модуль 38 кадрової синхронізації для визначення місця розташування опорних кадрів 34 шляхом порівняння послідовностей даних, що знаходяться на початку і кінці кадру і відскремлюваних довжиною, сч рівній довжині даного кадру, або перевищуючої неї. Принцип, згідно фіг.4, полягає у виконанні виднімання між двома, котрі передбачаються ідентичними, секціями даних; однієї - на початку опорного кадру 34, і іншої - у (8) його кінці. У дійсності ці дві послідовності більш не ідентичні, а тільки близькі до ідентичності, оскільки

ОЧУ-канал спотворив дані під час мовлення. Це спотворення являє собою відмінність виду даних: різниця між переданими даними і прийнятими даними. Основна частина спотворень відбувається при передачі в ефірі с зо електромагнітних хвиль, при цьому невелика частина спотворення викликається гетеродинами І модулятора

З5 110 демодулятора 37, а також іншими електронними компонентами. о

Функцію віднімання застосовують по всьому діапазону послідовності трьох опорних кадрів - згідно фіг.4, і с вона робить деякий мінімум у місці розташування перших двох опорних кадрів з числа послідовності трьох опорних кадрів. ісе)

Спочатку виконують наближене виявлення опорного кадру. Наявність послідовності трьох опорних кадрів 34 ю виявляють за допомогою алгоритму на основі наступної вирізуючої функції, чи функції віднімання:

Кк м) - ДОЇх я-- О(х ні-ні) і-й « де х - індекс вибірки, К - довільний "розмір вирізання", ОО - набір даних, М - число вибірок в одному, чи більше кадрів даних. о) с Коли відповідна стандартна програма визначить місце розташування зрізу функції МУ(х), вона знаходить місце "» розташування послідовності опорного кадру 34 тільки приблизно. Мета цієї першої стандартної програми пошуку " полягає у визначенні місця розташування зрізу 39 кривої функції віднімання тільки приблизно. Потім застосовують іншу програму для точного знаходження місця розташування першої вибірки даних опорних кадрів 34. Цю операцію виконують за допомогою процесу, аналогічного першому. Як згадувалося вище, на стороні о передавача кінцевий сегмент 26 кожного кадру 22 копіюють і додають до початку згаданого кадру 22, тим самим

Ге» формуючи циклічний префікс 25 відповідно до зображення на фіг.2. Циклічний префікс 25 містить два ідентичних сегменти 26 даних, з яких один знаходиться на початку кадру, а інший - наприкінці кадру. Циклічний префікс 25 о виконує дві функції: перша - захист кадрів від обумовленого імпульсною перехідною характеристикою о 20 проникнення сигналів з попереднього кадру, що таким чином захищає систему від впливу з боку міжсимвольної перешкоди; друга, і більш важлива для кадрової синхронізації функція - забезпечення способу застосування г» варіанта функції МУ(х), названої м/(х), у результаті чого м(х) одержує мінімум на початку опорного кадру 10.

Потім ух) має той же вид, як і МУ(х), але має інші параметри: К тепер є довжиною у вибірках циклічного префікса; О - набір даних, що вводиться; М - довжина у вибірках одного Їерру" мінус додаткова частина, віддана 29 циклічним префіксом, і х залишається індексом даних. Друга програма зображена на фіг.5 і нагадує першу (ФІ програму, з тією різницею, що її застосовують тільки для першого опорного кадру 34 послідовності опорних кадрів. Її призначення полягає в тому, щоб простежити криву порівняння двох сегментів 24 циклічного префікса о 25 цього кадру. Оскільки передбачається, що ці два сегменти 26 є ідентичними, тому ця програма буде мати мінімум 43 у місці розташування оптимальної відповідності. Це місце розташування виявляють і використовують 60 як вихідну точку кадрової синхронізації для зчитування наступних даних. Дві програми, які використовуються послідовно в поєднанні одна з іншою, точно виявляють справжній початок першого опорного кадру 34 у послідовності кадрів.

У найкращому варіанті реалізації даного винаходу наближений пошук опорного кадру і точний пошук опорного кадру виконують тільки тоді, коли приймач включений, і поки не буде виявлена вихідна точка кадрової бо синхронізації. Після цього процесор може простежити початок кожного наступного кадру оскільки всі кадри мають заздалегідь визначену довжину, і тому виконання цих операцій можна пропустити після ініціалізації приймача. Але коли спотворення досягнуть точки, на якій відстеження початку кадрів стає неможливим, процес приведення приймача у початковий стан і повторення пошуку початку опорних кадрів можна почати повторно.

Після виконання наближеного пошуку опорного кадру і точного пошуку опорного кадру: алгоритм кореляції часової області можна застосувати для опорних даних з метою корекції зсуву частоти, що представляє собою явище спотворення даних, викликане невеликими змінами гетеродинів з боку передавача і приймача. Принцип полягає у виконанні кореляції між першим і другим опорними кадрами в часовій області за допомогою коефіцієнта кореляції Е у часовій області. Величина Е визначається за наступною формулою: у Е7 «ул «|| - кут комплексної величини А; у- Уірсха ід (ха кі М) пе. мА -1

МА - об'єм швидкого перетворення Фур'є; зірочка позначає комплексно сполучене число; х2 - вихідна точка, отримана точним пошуком опорного кадру

У цьому варіанті здійснення розглянутого методу може бути доцільним усереднення двох значень Е з метою отримання більш точного значення. Перше значення Е отримують шляхом обчислення першого і другого опорного кадрів, а друге значення отримують шляхом обчислення другого і третього опорних кадрів з числа послідовності трьох опорних кадрів. Це значення Е більш кращим чином характеризує корекцію зсува частоти для середнього значення трьох послідовних опорних кадрів, прийнятих протягом тривалого періоду часу.

Призначення приймача при виявленні трьох опорних кадрів 34 полягає в їхньому застосуванні для придбання інформації про стан ОЧУ-канала у відношенні присутнього в цей час ступеня спотворення даних на цьому каналі.

Фіг.6 можна розглядати як продовження фіг.1, Її вона в основному зображує блок-схему модуля 50 корекції каналу приймача. При надходженні даних до приймача виявлення кадру здійснюють за допомогою згаданої с вище вирізуючої функції, і її варіанта. Наступна операція після знаходження початку опорного кадру - і, тому, усіх кадрів, тому що ЦП може простежувати індекс введення, - полягає в перетворенні даних у частотну область. і)

Це здійснюють за допомогою алгоритму ШПФ. Можна використовувати спосіб підстави - 4; і обробку виконують у реальному часі.

Необхідно відзначити, що вище приводився опис тільки найкращого варіанта реалізації даного винаходу. Але су інші варіанти даного способу кадрової синхронізації також входять у загальний діапазон даного винаходу.

Наприклад, очевидно, що можна також використовувати послідовності інших чисел опорних кадрів, або замість о виконання двох послідовних пошуків вихідної точки кадрової синхронізації можна також відповідно до даного со способу виконати меншеє чи більшеє число пошуків. У широкому змісті концепції даного винаходу опорні кадри можуть більше не знадобиться, і синхронізацію кадрів можна виконувати за допомогою того ж способу і-й

Віднімання, застосованого тільки у відношенні сегментів 26 циклічного префікса. Тоді будуть визначати місце ю розташування деякого мінімуму, що забезпечить вихідну точку кадрової синхронізації. Для поліпшення результату кадрову синхронізацію можна удосконалити, якщо кадри будуть приймати шляхом застосування функції віднімання по кожному циклічному префіксу, що надходить, протягом деякого періоду часу. «

Корекція каналу

Найкращий варіант даного винаходу являє собою стандартну програму корекції для ОЧУ-каналов, що - с обробляє дані частотної області. Вектор корекції, застосований для вирівнювання сигналу бітів даних, що й надходить, можна обновити у кожному випадку появи трьох опорних кадрів, що виникають приблизно кожні 100 и"? кадрів. Вище згадувалося, що сигнал бітів даних, що надходить, містить опорні кадри 34, що є даними, відомими приймачу, а вибірка 45 даних опорного кадру вбудована на стороні приймача в запам'ятовуючому пристрої 52, такому як ЕСППЗП, у власних схемах приймача. Фіг.8 зображує докладну блок-схему корекції каналу приймача. ос Після визначення місця розташування опорних кадрів 34 за допомогою стандартних програм виявлення кадрів перша операція буде полягати у введенні їх у частотну область за допомогою модуля 54 ШПФ. Потім кожен кадр б із числа двох перших опорних кадрів 34, прийнятих по ОЧУ-каналу, поділяють на точну вибірку 45 опорного оз кадру, що міститься в запам'ятовуючому пристрої 52, і отримані таким чином два результати є зворотніми величинами амплітудно-частотної характеристики ОЧУ-канала. Ці результати усереднюють, що дає більш о точний вектор корекції, що характеризує середнє спотворення, обумовлене ОЧУ-каналом у двох послідовних з кадрах.

У найкращому варіанті реалізації даного винаходу замість виконання звичайного усереднення двох векторів: у математичній операції також застосовують коефіцієнт кореляції з метою виключення проблеми зсуву частоти,

Що докладно описано вище в даній заявці. Застосовувана при цьому формула: о мед - Ми з Меді 7 ТКРСлЕ)) ко де Мед - усереднений вектор корекції; Меді - перший вектор корекції; Мед» - другий вектор корекції; і - уявна єдність; Е - коефіцієнт кореляції. во У результаті цієї операції отримують більш точний вектор корекції, що представляє зворотню величину амплітудно-частотної характеристики каналу зв'язку. З метою відфільтрування помилкових піків та шуму у відношенні цього вектора можна застосувати інші алгоритми, що згладжують. Вектор корекції потім помножують, компонент за компонентом, на вибірки, взяті з третього опорного кадру, прийнятого в послідовності трьох опорних кадрів, тим самим коригують його та усувають ефект спотворення каналу. Цей відкоригований третій 65 опорний кадр при цьому повинний дорівнювати точному опорному кадру 45, що міститься в запам'ятовуючому пристрої 52 приймача. Перед продовженням цієї програми перевірку можна виконати більше одного разу, і якщо при кожному виконанні цієї операції результат не буде досить точним, то вихідну точку ШПФ третього опорного кадру в даній послідовності можна змістити на одну вибірку даних назад. При знаходженні місця розташування, що дає точний вектор корекції, і після формування вектора корекції: цю вихідну точку з мінімальною похибкою

Використовують для всієї наступної обробки і зчитування даних. Обчислюють остаточний вектор корекції, і кожен наступний інформаційний кадр 36 множать на один й той самий вектор корекції у відповідності з наступним алгоритмом:

Ів - 17 Мед" ЕКР(те) де 70 Ієд - скоригований кадр даних; І - спотворений кадр даних; Мед - вектор корекції; Е - коефіцієнт кореляції.

Ця операція призначається для того, щоб скоригувати спотворення, викликане ОЧУ-каналом, у кадрах даних(шляхом множення на вектор корекції М ед), і також скоригувати зсув частоти для кадрів даних(ішляхом множення на ЕХР(І2ПЕ)).

Фіг.6 зображує загальну блок-схему функціювання програми ініціалізації приймача, що виконується кожний 75 раз при включенні приймача. Призначення цієї програми полягає у визначенні місця розташування оптимальної точки в часі для початку зчитування даних, що надходять, і, з цієї точки, у продовженні спостереження за вихідними точками кожного кадру даних, що надходить. Відповідно до фіг.б після виконання двох операцій пошуку опорного кадру і знаходження в послідовності опорних кадрів вихідної точки першої вибірки опорних кадрів: опорні кадри корелюють у часову область для корекції впливу зсуву частоти. Потім в опорних кадрах, виконують ШПФ і формують перший вектор корекції відповідно до способу, зображеному на фіг.8. Цей вектор проходить кількаразову перевірку, що передбачає порівняння результату з точним опорним кадром 45, до тих пір, поки не буде знайдена оптимальна вихідна точка для наступного зчитування даних, що надходять.

Фіг.7 зображує обробку інформаційного кадру після формування точного вектора корекції. Всі інформаційні кадри, що надходять, піддають процесу, відповідно до якого усувають циклічний префікс 25 і потім їх корелюють Ге! у часовій області для усунення впливу зсуву частоти. Потім всі вони піддаються обробці оператором ШПФ, і далі о їх помножують на вектор корекції в порядку, що викладений вище - для усунення спотворення, викликаного в них

ОЧУ-каналом. Нарешті, кадри піддають зверненому відображенню, і цифрові дані виводять у блок обробки даних приймача.

В іншому кращому варіанті реалізації даного винаходу наступну перевірку даних можна виконати на стороні СМ приймача, щоб гарантувати відновлення даних у точному виді. Перевірка стану відновлених інформаційних кадрів може бути виконана за допомогою дуже невеликих вибірок інформації, що містяться в кожному о інформаційному кадрі 3б,що називаються керуючими сигналами. Ці керуючі сигнали являють собою дуже со невеликі послідовності даних, що містять інформацію, відому приймачу, подібні до опорних кадрів. Тому після корекції кожного інформаційного кадру за допомогою вектора корекції ці керуючі сигнали можна перевірити, і ї-о якщо вони починають зміщуватися відносно своїх передбачених значень, то сигнал зворотного зв'язку можна ІС) направити для відновлення вектора корекції за допомогою значень зсуву керуючих сигналів. Як згадувалося вище в даній заявці, після знаходження точного місця розташування опорних кадрів за допомогою модуля наближеного і точного пошуку опорного кадру(при першому включенні приймача) вектор корекції потім тільки « поновлюють в кожному випадку появи опорних кадру, що виникають один раз на кожні, приблизно, 100 кадрів даних; і кадри даних поновлюють за допомогою вектора корекції відповідно до викладеного вище. У деяких - с випадках, коли спотворення ОЧУ-канала невелике і постійне, поновлення вектора корекції можна виконувати ще а рідше, наприклад при кожній третій появі послідовності опорних кадрів. Далі немає необхідності виконувати ,» наближений пошук опорного кадру і точний пошук опорного кадру, оскільки відомо точне місце розташування опорних кадрів. Цим заощаджується час і поліпшуються робочі характеристики приймача.

Claims (1)

1. Формула винаходу о 1. Спосіб кадрової синхронізації каналів з використанням ортогонального частотного ущільнення (ОЧУ), який відрізняється тим, що місце розташування вихідної точки кадрової синхронізації визначають у сигналі о потоку вибірок даних, що надходить і має повторювані вибірки даних на заздалегідь визначених інтервалах, ІЗ причому зазначений спосіб містить у собі операції, згідно з якими а) віднімають вибірки даних з двох точок різних кадрів зазначеного сигналу потоку вибірок даних, відокремлюваних заздалегідь визначеним числом вибірок даних, визначених вирізаючою функцією віднімання; б) здійснюють прирощування зазначеної вирізаючої функції на деяке значення прирощення, що відповідає щонайменше одній вибірці; о в) повторюють зазначені операції а) і б) доти, поки не буде виявлений мінімум їхнього результату ко віднімання, причому зазначений мінімум відповідає ідентичним вибіркам даних із зазначених двох точок; і г) отримують зазначену вихідну точку кадрової синхронізації з результату виконання операції в). 60 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений сигнал потоку вибірок даних містить поперемінні послідовності опорних кадрів і інформаційних кадрів.

   3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що кожна з зазначених послідовностей опорних кадрів містить три послідовних опорних кадри, причому кожний зазначений опорний кадр містить ідентичні дані.

   4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що кожний з зазначених опорних кадрів і зазначених інформаційних 65 кадрів містить окремий циклічний префікс, що складається з першого і другого ідентичних сегментів даних, і тим, що зазначений перший сегмент даних є частиною значимого блоку даних зазначеного кадру, і його копіюють і додають до зазначеного значимого блоку даних для формування зазначеного другого сегмента даних.

   5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що пошук опорного кадру виконують для оцінки місця розташування вихідної точки кадрової синхронізації, причому зазначена операція а) містить перше віднімання в зазначених вибірках даних із зазначених двох точок, відокремлених деяким цілим числом кадрів, обумовлених зазначеною вирізуючою функцією віднімання; зазначена операція в) містить у собі операцію виявлення зрізу зазначеного мінімуму результату виконання зазначеного першого віднімання в ряді вибірок даних, починаючи з початку першого опорного кадру зазначеної послідовності опорних кадрів і закінчуючи щонайменше другим опорним кадром зазначеної послідовності, 7/0 причому зазначений мінімум починається зазначеним зрізом і закінчується фронтом; зазначена операція г) містить операцію оцінки місця розташування зазначеної вихідної точки кадрової синхронізації в місці розташування зазначеного зрізу.

   6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що також містить операції, згідно з якими д) виконують друге віднімання у вибірках даних із двох точок кадру, відокремлюваних довжиною зазначеного /5 Значимого блоку даних, обумовленою ще однією вирізуючою функцією віднімання; е) здійснюють прирощення зазначеної ще однієї вирізуючої функції віднімання, на деяке значення прирощення, що відповідає щонайменше одній вибірці; і ж) повторюють зазначені операції д) і е) доти, поки не буде виявлений мінімум їхнього результату віднімання, причому зазначений мінімум відповідає ідентичним вибіркам даних із зазначених двох точок; і з) отримують точне місце розташування зазначеного мінімуму, що виявляється в зазначеній операції ж), як точну вихідну точку кадрової синхронізації.

   7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кадрову синхронізацію виконують для оцінки місця розташування зазначеної вихідної точки кадрової синхронізації в зазначеному сигналі потоку вибірок, що надходить, причому зазначений сигнал містить кадри ОЧУ, при цьому сч зазначена операція а) містить у собі виконання першого віднімання в зазначених вибірках даних із зазначених двох точок, відокремлених деяким цілим числом кадрів, обумовлених зазначеною вирізуючою і) функцією віднімання; зазначена операція в) містить у собі виявлення зрізу зазначеного мінімуму результату виконання зазначеного першого віднімання в ряді вибірок даних, починаючи з початку першого кадру і закінчуючи с зо щонайменше другим кадром, при цьому зазначений мінімум починається зазначеним зрізом і закінчується фронтом; о зазначена операція г) містить у собі оцінку місця розташування зазначеної вихідної точки кадрової с синхронізації в місці розташування зазначеного зрізу.

   8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що зазначений сигнал потоку вибірок даних містить ОЧУ-кадри, при ре) зв цьому кожний із зазначених кадрів містить окремий циклічний префікс, що складається з першого і другого ю ідентичних сегментів даних, тим, що зазначений перший сегмент даних є кінцевою частиною значимого блоку даних зазначеного кадру, і його копіюють і додають до зазначеного значимого блоку даних з метою формування зазначеного другого сегмента даних, при цьому зазначений спосіб також включає у себе операції, згідно яким д) виконують друге віднімання у вибірках даних із двох точок кадру, відокремлених довжиною зазначеного « значимого блоку даних, обумовленою ще однією вирізуючою функцією віднімання; з с е) здійснюють прирощення зазначеної ще однієї вирізуючої функції на деяке значення прирощення, що відповідає щонайменше одній вибірці; і ;» ж) повторюють зазначені операції д) і е) доти, поки не буде виявлений мінімум їхнього результату віднімання, причому зазначений мінімум відповідає ідентичним вибіркам даних із зазначених двох точок; і з) отримують точне місце розташування зазначеного мінімуму, виявленого в зазначеній операції ж), як точну с вихідну точку кадрової синхронізації.

   9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що також містить у собі наступні операції, що виконують до Ме, операції а): 2) ї) на стороні передавача: забезпечують серед зазначених послідовностей переданих інформаційних кадрів 5о також послідовності опорних кадрів на заздалегідь визначених правильних інтервалах, причому кожна з о зазначених послідовностей опорних кадрів містить щонайменше один опорний кадр даних, відомих приймачу, Ге причому кожен зазначений щонайменше один опорний кадр містить ідентичні дані, відомі приймачу; к) на зазначеній стороні передавача: формують зазначений окремий циклічний префікс для кожного переданого кадру, при цьому кожний циклічний префікс складається з двох ідентичних сегментів даних, або в Кінцевий блок кожного зазначеного кадру копіюють і додають до початку зазначеного кожного кадру, або початковий блок кожного кадру копіюють і додають до кінця зазначеного кожного кадру. Ф) 10. Спосіб корекції каналу з використанням ортогонального частотного ущільнення (ОЧУ), каналу передачі ка від одного пункту на багато пунктів, виконаного на стороні приймача ОЧУ-каналу, що містить в собі операції, згідно з якими во а) приймають сигнал потоку вибірок даних, що надходить і містить поперемінні послідовності опорних і інформаційних кадрів, при цьому кожний із зазначених опорних кадрів містить відомі приймачу дані; б) виявляють зазначені опорні кадри в зазначеному сигналі потоку вибірок даних ОЧУ-кадрів, що надходить; в) перетворюють зазначений потік ОЧУ-кадрів, що надходить, з часової області в частотну область; г) формують вектор корекції за допомогою зазначеної послідовності опорних кадрів і даних, відомих в5 приймачу, для корекції помилок мовлення, що виникають через спотворення, викликані зазначеним ОЧУ-каналом;

   д) коригують кожний інформаційний кадр з числа зазначених послідовностей інформаційних кадрів, прийнятих у зазначеному приймачі, за допомогою зазначеного вектора корекції для усунення впливу спотворення зазначених кадрів, обумовленого зазначеним ОЧУ-каналом.

   11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що операція в) містить у собі операцію кореляції часової області для кожної пари опорних кадрів, що надходить, з метою отримання коефіцієнта 5 причому зазначена операція г) містить корекцію впливу зсуву частоти зазначеного ОЧУ-канала, за допомогою зазначеного коефіцієнта 5.

   12. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що зазначені послідовності опорних і інформаційних кадрів є 70 поперемінними і мають заздалегідь визначене число кадрів, і операцію б) виконують за рахунок спостереження за вихідною точкою кадрової синхронізації, місце розташування якої було до цього визначено.

   13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що операцію кадрової синхронізації виконують до операції б) для визначення місця розташування вихідної точки кадрової синхронізації в зазначеному потоці ОЧУ-кадрів, що надходить, причому зазначена кадрова синхронізація містить операції, згідно з якими е) віднімають дані, взяті з двох точок зазначеного сигналу потоку вибірок даних, що надходить, при цьому зазначені точки відділені заздалегідь визначеним числом вибірок даних, визначених вирізуючою функцією віднімання; ж) здійснюють прирощення зазначеної вирізуючої функції на деяке значення прирощення, що відповідає щонайменше одній вибірці; з) повторюють зазначені операції е) і ж) доти, поки не буде виявлений мінімум результату їхнього віднімання, причому зазначений мінімум відповідає ідентичним вибіркам даних із зазначених двох точок; і и) отримують зазначену вихідну точку кадрової синхронізації з результату операції 3).

   14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що кожна з зазначених послідовностей опорних кадрів містить три послідовних опорних кадри, при цьому кожний опорний кадр містить ідентичні дані. с

   15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що кожний із зазначених опорних кадрів і зазначених інформаційних кадрів містить окремий циклічний префікс, що складається з першого і другого ідентичних і9) сегментів даних, причому зазначений перший сегмент даних є частиною значимого блоку даних зазначеного кадру, і його копіюють і додають до зазначеного значимого блоку даних для формування зазначеного другого сегмента даних. с

   16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що пошук опорного кадру виконують для оцінки місця розташування вихідної точки кадрової синхронізації, при цьому о зазначена операція е) містить у собі виконання першого віднімання в зазначених вибірках даних із со зазначених двох точок, відокремлених деяким цілим числом кадрів, обумовлених зазначеною вирізуючою функцією віднімання; о зазначена операція з) містить у собі виконання виявлення зрізу мінімуму результату виконання зазначеного ю першого віднімання в ряді вибірок даних, починаючи з початку першого кадру і закінчуючи щонайменше другим кадром, причому зазначений мінімум починається зазначеним зрізом і закінчується фронтом; зазначена операція і) містить у собі оцінку місця розташування зазначеної вихідної точки кадрової « синхронізації в місці розташування зазначеного зрізу.

   17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що зазначений сигнал потоку вибірок даних містить ОЧУ-кадри, ЩО) с при цьому кожний із зазначених кадрів містить окремий циклічний префікс, що складається з першого і другого й ідентичних сегментів даних, тим, що зазначений перший сегмент даних є кінцевою частиною значимого блоку "» даних зазначеного кадру, і його копіюють і додають до зазначеного значимого блоку даних для формування зазначеного другого сегмента даних, при цьому зазначений спосіб також містить у собі операції, згідно з якими к) виконують друге віднімання у вибірках даних із двох точок кадру, відокремлених довжиною зазначеного ос значимого блоку даних, обумовленого ще однією вирізуючою функцією віднімання; л) здійснюють збільшення зазначеної ще однієї вирізуючої функції, на деяке значення збільшення, що Фо відповідає щонайменше одній вибірці; оз м) повторюють зазначені операції к) і л) доти, поки не буде виявлений мінімум результату їхнього Віднімання, причому зазначений мінімум відповідає ідентичним вибіркам даних із зазначених двох точок; і о н) отримують точне місце розташування зазначеного мінімуму, що виявляється в зазначеній операції м), як Кз точну вихідну точку кадрової синхронізації.

   18. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що зазначена послідовність опорних кадрів містить щонайменше один опорний кадр, і тим, що операція г) містить у собі виконання, щонайменше для одного опорного кадру зазначеної послідовності опорних кадрів, ділення першого опорного кадру з числа зазначеної послідовності на зазначені дані, відомі зазначеному приймачу і запам'ятовані в зазначеному приймачі, і отримання щонайменше о одного коефіцієнта, що представляє щонайменше один вектор корекції, що представляє зворотну величину ко амплітудно-частотної характеристики зазначеного ОЧУ-каналу.

   19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що при отриманні вектора корекції числом більше одного середнє бо значення всіх векторів корекції обчислюють для отримання усередненого вектора корекції.

   20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що кожний із зазначених опорних і інформаційних кадрів містить циклічний префікс, що складається з першого і другого ідентичних сегментів даних, при цьому зазначений перший сегмент даних є кінцевою частиною значимого блоку даних зазначеного кадру, і його копіюють і додають до зазначеного значимого блоку даних для формування зазначеного другого сегмента даних; 65 зазначена операція в) використовує вихідну точку кадрової синхронізації в зазначеному циклічному префіксі для перетворення зазначеного потоку кадрів ОЧУ, що надходить, з часової області в частотну область.

   21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що також містить операцію, відповідно до якої перевіряють точність зазначеного середнього значення всіх векторів корекції за допомогою наступних операцій, згідно з якими виконують множення зазначеного усередненого вектора корекції на останній опорний кадр із числа зазначеної послідовності опорних кадрів, при цьому зазначений останній опорний кадр не використовують до обчислення зазначених векторів корекції, при цьому зазначений результат представляє відкоригований зазначений останній опорний кадр, у результаті чого відкоригований опорний кадр повинен дорівнювати зазначеним даним, відомим зазначеному приймачу; 70 порівнюють зазначений результат з зазначеними даними, відомими зазначеному приймачу, для обчислення точності зазначеного усередненого вектора корекції; переміщують зазначену вихідну точку кадрової синхронізації в зазначеному циклічному префіксі і використовують нові дані, зчитані з нового місця розташування, для формування нового усередненого вектора корекції, за допомогою попередніх операцій.

   22. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що зазначена послідовність опорних кадрів містить три опорних кадри, і кожний із зазначених опорних і інформаційних кадрів містить циклічний префікс, що складається з першого і другого ідентичних сегментів даних, при цьому зазначений перший сегмент даних є частиною значимого блоку даних зазначеного кадру, і його копіюють і додають до зазначеного значимого блоку даних для формування зазначеного другого сегмента даних, причому зазначена операція в) використовує вихідну точку кадрової синхронізації в зазначеному циклічному префіксі для перетворення зазначеного потоку ОЧУ-кадрів, що надходить, з часової області в частотну область.

   23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що операція г) містить у собі операції, згідно яким поділяють перший опорний кадр з числа зазначеної послідовності опорних кадрів на зазначені дані, відомі зазначеному приймачу і запам'ятовані в зазначеному приймачі, і отримують перший коефіцієнт, що представляє сч першу зворотну величину амплітудно-частотної характеристики зазначеного ОЧУ-каналу, що є першим вектором корекції для зазначеного ОЧУ-каналу; і) поділяють другий опорний кадр із числа зазначеної послідовності опорних кадрів на зазначені дані, відомі зазначеному приймачу і запам'ятовані в зазначеному приймачі, і отримують другий коефіцієнт, що представляє другу зворотну величину амплітудно-частотної характеристики зазначеного ОЧУ-каналу, що є другим вектором су зо Корекції для зазначеного ОЧУ-каналу; обчислюють середнє значення зазначених першого коефіцієнта і другого коефіцієнта, причому зазначене о середнє значення представляє вектор корекції зазначеного ОЧУ-каналу; с перевіряють точність зазначеного вектора корекції шляхом порівняння результату множення зазначеного вектора на третій опорний кадр із числа зазначеної послідовності опорних кадрів з зазначеними даними, ісе) з5 Відомими зазначеному приймачу, причому зазначений результат представляє відкоригований опорний кадр, у ю результаті чого зазначений відкоригований опорний кадр повинен дорівнювати зазначеним даним, відомим зазначеному приймачу; переміщують зазначену вихідну точку кадрової синхронізації в зазначеному циклічному префіксі і використовують нові дані, зчитані з нового місця розташування, для формування нового усередненого вектора « Корекції, за допомогою попередніх операцій. з с ;» 1 (22) (95) о 50 Ко) Ф) іме) 60 б5