Изобретение относится к технике связи, а точнее - к способам передачи и приема информации (ППИ) посредством цифровой связи. Рост числа операторов и абонентов, в том числе, сотовой связи, обостряет проблему рационального использования частотного ресурса, что, в свою очередь, требует дальнейшего развития и совершенствования способов ППИ. Изобретение позволяет увеличить емкость любой существующей системы передачи и приема информации (СППИ) при заданном количестве отведенных для работы полос частот или обеспечить заданную емкость СППИ меньшим количеством полос частот, т.е. сэкономить частотный ресурс и увеличить технико-экономическую эффективность систем связи с учетом всех компонентов, влияющих на их полную стоимость и технические показатели.
Известен способ передачи и приема информации [Радиотехника: Энциклопедия / под ред. Ю.Л.Мазора и др. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2002, с.63-64], признаки которого реализованы, по существу, во всех соответствующих способах и являющийся аналогом предлагаемому техническому решению. В этом способе информацию источника последовательно преобразуют в сообщение в физико-электрическом преобразователе информации, кодируют его в кодере, в радиопередающем устройстве модулируют несущую частоту закодированным сообщением и посылают сигнал по каналу связи, принимают сигнал в радиоприемном устройстве, демодулируют его, декодируют и производят обратное электрофизическое преобразование сообщения информации в удобный для потребителя вид.
Наиболее близким аналогом (прототипом) настоящего изобретения является способ передачи и приема информации от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи, в котором информацию каждого k-го, где из Kn источников информации из n-й группы источников информации, где подают, в том числе, при необходимости, через свой блок форматирования, в котором информацию форматируют в цифровой поток, к одному из Кn входов n-го блока уплотнения, в том числе, комбинационного [Харкевич А.А. Очерки общей теории связи. М.: Гостехиздат, 1955, гл.4, §53, с.207-208], синхронизированных бинарных цифровых потоков, в нем их уплотняют и подают с его выхода на вход снабженного генератором несущей частоты Мn-арного n-го модулятора высокочастотного сигнала, где с выхода этого модулятора поток сигналов передают к передатчику, а от него по крайней мере к одному приемнику через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, принятый поток сигналов подают на вход Мn-арного n-го демодулятора высокочастотного сигнала, с выхода демодулятора синхронизированный Мn-арный цифровой поток подают на вход по крайней мере одного n-го блока разуплотнения, в котором разуплотняют синхронизированный Мn-й цифровой поток и через Kn выходов разуплотненные синхронизированные бинарные цифровые потоки подают, в том числе, при необходимости через свои блоки форматирования, в которых цифровые потоки форматируют в информацию, к соответствующим потребителям информации, при этом производят синхронизацию функционирования всех указанных блоков, а при необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, в системе передачи и приема информации перед передатчиком умножают модулированный сигнал на кодовый сигнал gn(t)в умножителе, причем кодовые функции {gn(t)} выбирают приблизительно взаимно ортогональными, и в блоке множественного доступа, имеющем N входов для доступа потоков сигналов gn(t)sn(t), в том числе, других групп источников информации, их суммируют, а после приемника в умножителе принятый сигнал умножают на каждый n-й из N кодовых сигналов gn(t) и выделяют каждый n-тый сигнал который подают на вход Mn-арного n-го демодулятора сигнала [прототип: Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е испр.: пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. - 1104 с. (прототип с.32-36, 782-783)].
Недостатком известных способов ППИ и прототипа по сравнению с заявляемым способом является исчерпание ими возможности дальнейшего повышения их технико-экономической эффективности.
Сущность изобретения направлена на повышение технико-экономической эффективности способа ППИ благодаря тому, что в процессоре блока уплотнения упорядочение одновременно за такт считывают двоичные цифры Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков и преобразуют их в поток Мn-арных символов и, соответственно, в процессоре блока разуплотнения одновременно за такт преобразуют поток Mn-арных символов в Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков, которые подают упорядочение, как при упомянутом считывании, к выходам блока разуплотнения.
Для достижения указанного технического результата в способе передачи и приема информации от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи информацию каждого k-го, где из Kn источников информации из n-ой группы источников информации, где подают, в том числе, при необходимости, через свой блок форматирования, в котором информацию форматируют в цифровой поток, к одному из Kn входов n-го блока уплотнения, в том числе, комбинационного, синхронизированных бинарных цифровых потоков, в нем их уплотняют и подают с его выхода на вход снабженного генератором несущей частоты Mn-арного n-го модулятора высокочастотного сигнала, где , с выхода этого модулятора поток сигналов передают к передатчику, а от него по крайней мере к одному приемнику через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, принятый поток сигналов подают на вход Мn-арного n-го демодулятора высокочастотного сигнала, с выхода демодулятора синхронизированный Мn-арный цифровой поток подают на вход по крайней мере одного n-того блока разуплотнения, в котором разуплотняют синхронизированный Мn-арный цифровой поток и через Кn выходов разуплотненные синхронизированные бинарные цифровые потоки подают, в том числе, при необходимости через свои блоки форматирования, в которых цифровые потоки форматируют в информацию, к соответствующим потребителям информации, при этом производят синхронизацию функционирования всех указанных блоков, а при необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, в системе передачи и приема информации перед передатчиком умножают модулированный сигнал на кодовый сигнал gn(t) в умножителе, причем кодовые функции [gn(t)} выбирают приблизительно взаимно ортогональными, и в блоке множественного доступа, имеющем N входов для доступа потоков сигналов gn(t)sn(t), в том числе, других групп источников информации, их суммируют, а после приемника в умножителе принятый сигнал умножают на каждый n-й из N кодовых сигналов gn(t) и выделяют каждый n-й сигнал который подают на вход Мn-арного n-го демодулятора сигнала, в соответствии с настоящим изобретением в процессоре n-го блока уплотнения упорядоченно, например последовательно от 1 до Кn, одновременно за такт считывают двоичные цифры Кn синхронизированных бинарных цифровых потоков и преобразуют их в n-й поток Мn-арных символов, соответственно в процессоре n-го блока разуплотнения одновременно за такт преобразуют n-тый поток Мn-арных символов в Кn синхронизированных бинарных цифровых потоков, которые подают упорядочение, как при упомянутом считывании, к выходам n-го блока разуплотнения, при этом процессор блока уплотнения имеет по крайней мере Кn входов, являющихся упомянутыми входами блока уплотнения, и по крайней мере один выход, являющийся упомянутым выходом блока уплотнения, и процессор блока разуплотнения имеет по крайней мере один вход, являющийся упомянутым входом блока разуплотнения, и по крайней мере Кn выходов, являющихся упомянутыми выходами блока разуплотнения.
Кроме того, по крайней мере информацию об опорных уровнях Мn-арных сигналов передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи.
В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения об объектах того же назначения с указанной совокупностью отличительных признаков, что позволяет считать способ ППИ по настоящему изобретению новым и имеющим изобретательский уровень.
Способ ППИ по настоящему изобретению может быть воплощен в устройстве, блок-схема которого представлена на чертеже.
На чертеже номера цифровых потоков источников информации, поступающих в блок уплотнения и выходящих из блока разуплотнения, заключены в скобки. Аналогично в скобки заключены номера цифровых потоков групп источников информации, поступающих в блок множественного доступа на передающей стороне системы и выходящих из блока множественного доступа на приемной стороне системы.
В заявляемом способе ППИ по сравнению с общеизвестными из уровня техники в процессоре блока уплотнения упорядочение одновременно за такт считывают двоичные цифры Кn синхронизированных бинарных цифровых потоков и преобразуют их в поток Mn-арных символов и, соответственно, в процессоре блока разуплотнения одновременно за такт преобразуют поток Мn-арных символов в Кn синхронизированных бинарных цифровых потоков, которые подают упорядочение, как при упомянутом считывании, к выходам блока разуплотнения. Эти действия позволяют с помощью соответствующих программных средств обеспечить повышение технико-экономической эффективности известных систем.
Как и в прототипе, в реализующей способ системе передачи и приема информации от источников информации 1 к ее потребителям 2 каждый k-й, где , из Кn источников информации 1 из n-той группы источников информации, где , подключен, в том числе, при необходимости ее форматирования в цифровой поток через свой блок форматирования 3, к одному из Kn входов 4 n-ого блока уплотнения 5, в том числе комбинационного, синхронизированных бинарных цифровых потоков. Блок уплотнения 5 выходом 6 подключен через Мn-арный n-й модулятор высокочастотного сигнала 7, снабженный генератором несущей частоты 28, к передатчику 9, функционально связанному через канал передачи 11, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, по крайней мере с одним приемником 10. Последний подключен через Мn-арный n-й демодулятор высокочастотного сигнала 12 ко входу 13 по крайней мере одного n-го блока разуплотнения 14 синхронизированного Мn-арно арныго цифрового потока. Каждый из Кn выходов 15 блока разуплотнения 14 подключен, в том числе, при необходимости форматирования цифрового потока в поток информации через свой блок форматирования 16, к соответствующему потребителю информации 2. При этом все указанные блоки функционально связаны с системой синхронизации 17. При необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, в систему передачи и приема информации перед передатчиком 9 введены умножитель модулированного сигнала на кодовый сигнал 29 и блок множественного доступа 18, имеющий N входов 19 для доступа синхронизированных потоков сигналов, в том числе, других групп источников информации, и их суммирования, а после приемника введен блок множественного доступа 20, имеющий N выходов 21 синхронизированных потоков сигналов, в том числе, для других групп потребителей информации. Блок 20 выполнен с возможностью умножения принятого сигнала на каждый n-й из N кодовых сигналов gn(t) с выделением каждого n-го сигнала , подаваемого на вход Мn-арного n-го демодулятора сигнала 12. В СППИ n-й блок уплотнения 5 выполнен с возможностью производства в его процессоре 22 упорядоченного, например последовательного от 1 до Kn, одновременного за такт считывания двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков и их преобразования в n-й поток Мn-арных символов. При этом n-й блок разуплотнения 14 выполнен с возможностью одновременного за такт преобразования в его процессоре 23 n-го синхронизированного цифрового потока, поступающего с Мn-арного демодулятора 12, в Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков. Эти потоки подают упорядочение, как при упомянутом считывании, к выходам 15 n-го блока разуплотнения 14. Процессор 22 блока уплотнения 5 имеет по крайней мере Kn входов 24, являющихся упомянутыми входами 4 подключения блока уплотнения 5, и по крайней мере один выход 25, являющийся упомянутым выходом 6 подключения к модулятору 7. Процессор 23 блока разуплотнения 14 имеет по крайней мере один вход 26, являющийся упомянутым входом 13 подключения блока разуплотнения 14 к демодулятору 12, и по край ней мере Kn выходов 27, являющихся упомянутыми выходами 15 подключения блока разуплотнения 14.
Сущность способа заключается в следующем. Информацию каждого k-того, где , из Kn источников информации 1 из n-й группы источников информации, где подают, в том числе, при необходимости, через свой блок форматирования 3, в котором информацию форматируют в цифровой поток, к одному из Кn входов 4 n-го блока уплотнения 5, в том числе комбинационного, соединенного с одним из входов процессора 22. В процессоре 22 n-го блока уплотнения 5 упорядоченно, например последовательно от 1 до Кn, одновременно за такт считывают двоичные цифры Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков, поступающих в процессор через Кn входов 24, и преобразуют их в n-й поток Mn-арных символов, где . Этот поток цифровых символов подают с выхода 25 процессора, являющегося упомянутым выходом 6 блока уплотнения 5, на вход Мn-арного n-го модулятора высокочастотного сигнала 7, снабженного генератором несущей частоты 28. Этот поток сигналов с выхода модулятора 7 передают через передатчик 9 по крайней мере к одному приемнику 10 через канал передачи 11, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом. Принятый поток сигналов подают на вход Мn-арного n-го демодулятора высокочастотного сигнала 12. Синхронизированный цифровой поток с выхода демодулятора 12 подают на вход 13 по крайней мере одного n-го блока разуплотнения 14, соединенного со входом 26 процессора 23. В процессоре 23 n-го блока разуплотнения 14 одновременно за такт преобразуют n-й поток Мn-арных символов в Кn синхронизированных бинарных цифровых потоков. Эти потоки подают с выходов 27 процессора 23, являющихся упомянутыми выходами 15 блока разуплотнения 14, в том числе, при необходимости, к своим блокам форматирования 16. В блоках 16 цифровые потоки форматируют в информацию, которую направляют к соответствующим потребителям информации 2. При этом производят синхронизацию функционирования всех указанных блоков. При необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, перед передатчиком 9 умножают модулированный сигнал на кодовый сигнал gn(t) в умножителе 29 и суммируют синхронизированные потоки сигналов gn(t)sn(t), в том числе, других групп источников информации, в блоке множественного доступа 18, имеющем N входов 19 для доступа, в том числе, других групп источников информации. При этом кодовые функции {gn(t)} должны быть приблизительно взаимно ортогональны. После приемника 10 разделяют синхронизированные потоки сигналов в блоке множественного доступа 20, имеющем N выходов 21, в том числе, для других групп потребителей информации, и выполненным с возможностью синхронизированного умножения принятого сигнала на каждый n-й из N кодовых сигналов gn(t) с выделением каждого n-го сигнала , который подают на вход Mn-арного n-го демодулятора сигнала 12.
На чертеже блоки множественного доступа 18 и 20 на передающей и приемной сторонах, соответственно, дополнительно объединены пунктирной линией 8, что означает их использование при необходимости. При отсутствии необходимости сигнал из модулятора 7 подают на передатчик 9, а из приемника 10 - на демодулятор 12 по линиям связи, обозначенным n.
Для повышения надежности работы системы целесообразно осуществлять передачу информации об опорных, например, единичных, уровнях Мn-арных сигналов. Ее можно передавать, например, через несколько тактов по основному каналу. Однако в ряде случаев может оказаться целесообразным передавать эту и другую информацию, необходимую для организации работы системы по дополнительному каналу. Поэтому по крайней мере информацию об опорных уровнях Мn-арных сигналов передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи.
В процессоре блока уплотнения на каждом такте (т.е. одновременно) упорядочение считывают информацию, поступающую от Kn источников. Отметим, что каждый информационный канал может нести информацию произвольного вида, например, закодированную любым кодом или смесью кодов. Считанная информация преобразуется в поток цифровых символов. В процессоре блока разуплотнения одновременно за такт поток цифровых символов восстанавливают (разуплотняют) в Кn синхронизированных бинарных цифровых потоков и подают их упорядочение, как и при считывании в процессоре блока уплотнения, к Kn потребителям в удобном для них виде.
При реализации способа все блоки СППИ могут быть выполнены такими же, как и в других системах того же назначения. Вопросы тактирования и синхронизации передающей и приемной сторон решаются любыми общеизвестными из уровня техники средствами, например, так же, как это делается в прототипе. В некоторых случаях достаточно использование одного блока разуплотнения, с каждого выхода которого поступает информация к соответствующему потребителю информации. В ряде случаев могут быть использованы два или несколько, вплоть до Кn, блоков разуплотнения. Например, в сотовой связи каждая подвижная станция включает блок разуплотнения. Из поступающего в этот блок потока Мn-арных символов выделяют бинарный цифровой поток, адресованный в данный момент только данному потребителю. Таким образом, в сотовой связи поток сигналов доставляют всем потребителям, а процедура разуплотнения выполняется каждым конечным адресатом.
Для уплотнения и разуплотнения (восстановления исходной информации) применяются эффективные вычислительные алгоритмы, в том числе известные, что облегчает их аппаратно-программную реализацию.
Ниже представлена таблица, иллюстрирующая передачу и прием трех потоков текстовой информации в заявляемом способе:
В таблице в столбцах 1, 3, 5 приведены потоки текстовой информации трех источников: (Сименс •).
В столбцах 2, 4, 6 приведены соответствующие им бинарные цифровые потоки. В столбце 7 приведен передаваемый снизу вверх поток Mn-арных символов, полученных в процессоре 22 блока уплотнения 5 путем упорядоченного, последовательно от первого до третьего потока, одновременного за такт считывания двоичных цифр бинарных цифровых потоков и их преобразования в указанный поток символов. В столбцах 8, 10, 12 приведены результаты одновременного за такт преобразования в процессоре 23 блока разуплотнения 14 потока Мn-арных символов в три бинарных цифровых потока, подаваемых упорядоченно, как при упомянутом считывании, на выходы блока разуплотнения и далее распределяемых к соответствующим потребителям информации. В столбцах 9, 11, 13 приведены полученные адресатами потоки текстовой информации. В таблице обозначено: • - точка, - пробел, ⇒ - знак упорядоченного потактового считывания двоичных цифр бинарных цифровых потоков и их преобразования в поток Мn-арных символов и его обратного преобразования в бинарные цифровые потоки.
Этот простейший из возможных примеров использования заявляемого способа ПЛИ наглядно показывает возможность одновременной передачи и приема трех потоков текстовой информации по одному каналу, что повышает эффективность использования частотного ресурса.
Настоящее изобретение полезно тем, что оно может быть практически применено для развития и совершенствования любой системы цифровой связи с любой организацией ее работы, например, уже использующей известные методы множественного доступа (с частотным, временным, кодовым, пространственным и поляризационным разделением) и известные методы обработки сигналов, в том числе, например, для всех известных стандартов сотовой связи.
Промышленная применимость. Настоящее изобретение может быть применено в СППИ, использующих высокочастотные сигналы в любых системах связи. Способ ППИ по данному изобретению позволяет эффективно использовать частотный ресурс и может работать одновременно с большим числом разнородной информации.
Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявляемого способа условию «новизны».
Результаты поиска известных решений в области способов ППИ с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2007 |
|
RU2338318C1 |
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ В ПРЯМОМ И ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИЯХ | 2007 |
|
RU2340107C1 |
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ В ПРЯМОМ И ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИЯХ | 2007 |
|
RU2341026C1 |
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2007 |
|
RU2336642C1 |
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2007 |
|
RU2336643C1 |
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2010 |
|
RU2439802C1 |
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2007 |
|
RU2340097C1 |
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2010 |
|
RU2439801C1 |
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2007 |
|
RU2327282C1 |
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ | 2007 |
|
RU2327285C1 |
Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в качестве способа передачи и приема информации посредством цифровой связи. Технический результат - повышение эффективности использования частотного ресурса. Это достигается тем, что на передающей стороне источники информации, при необходимости, форматируют, уплотняют бинарные цифровые потоки (БЦП) в блоке уплотнения, в том числе комбинационном, и модулируют их в высокочастотном модуляторе, преобразуют в поток сигналов и на приемной стороне в обратном порядке поток сигналов демодулируют в высокочастотном демодуляторе, преобразуют поток сигналов в поток уплотненных БЦП, разуплотняют их в блоке разуплотнения, форматируют, при необходимости, и подают потребителям информации. При необходимости на передающей стороне суммируют потоки сигналов других групп источников информации, а на приемной стороне их разделяют в блоках множественного доступа. При этом в процессоре блока уплотнения упорядоченно, одновременно за такт считывают двоичные цифры БЦП и преобразуют их в поток Мn-арных символов, а в процессоре блока разуплотнения одновременно за такт преобразуют поток Мn-арных символов в БЦП, подаваемые упорядоченно, как и при считывании, к потребителям. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
СКЛЯР БЕРНАРД, Цифровая связь, теоретические основы и практическое применение, Москва, из | |||
дом «Вильямс», 2004, с.32-36 | |||
УСТРОЙСТВО СТАТИСТИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ | 1997 |
|
RU2110897C1 |
МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ С ОРТОГОНАЛЬНЫМИ СИГНАЛАМИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ | 2005 |
|
RU2275745C1 |
МНОГОРЕЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО РАДИОСВЯЗИ И МНОГОРЕЖИМНЫЙ СОТОВЫЙ РАДИОТЕЛЕФОН | 1993 |
|
RU2128886C1 |
US 4726020 А, 16.02.1988 | |||
US 5119397 А, 02.06.1992. |
Авторы
Даты
2008-11-10—Публикация
2007-04-10—Подача