СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2012 года по МПК H04B7/00 

Описание патента на изобретение RU2446568C1

Изобретение относится к технике связи, а точнее - к способам передачи и приема информации (СППИ) посредством цифровой связи. Проблема увеличения технико-экономической эффективности систем передачи и приема информации с учетом всех компонентов, влияющих на ее стоимость и технические показатели, в том числе обеспечения необходимых информационной вместимости и дальности действия, является актуальной, что, в свою очередь, требует развития и совершенствования способов передачи и приема информации.

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.

Известен способ передачи и приема информации [Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е испр.: пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. - 1104 с.32-36], в котором информацию источников последовательно форматируют, уплотняют, преобразуют уплотненные бинарные цифровые потоки в поток сигналов, передают его по каналу передачи, совместимому с передаваемыми сигналами, принимают поток сигналов и преобразуют его в уплотненные бинарные цифровые потоки, их разуплотняют, форматируют и направляют потребителю информации.

Наиболее близким аналогом (прототипом) настоящего изобретения является способ передачи и приема информации по патенту РФ №2338319 (может быть реализован в системе передачи и приема информации по патенту РФ №2338318) от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи, при котором информацию каждого k-го источника информации, где , из n-й группы источников информации, где , в том числе, при необходимости форматируют в цифровой поток, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп, цифровые потоки тактово синхронизируют и упорядочение осуществляют, например, последовательно по k от 1 до Kn, одновременно за такт длительностью T считывание двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков, шифруют при необходимости и преобразуют полученные таким образом Mn-арные символы, где , в n-й поток соответствующих Mn-арным символам Mn-арные сигналы и передают их через канал передачи, совместимый с передаваемыми сигналами, и при тактово синхронизированном приеме конкретного Mn-арного сигнала за такт длительностью T получают Mn-арные символы и соответствующие Kn синхронизированные бинарные цифровые потоки, упорядочивают их, как при упомянутом считывании, при необходимости дешифруют и форматируют цифровой поток в поток информации, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп, и подают к соответствующему потребителю информации, перед передачей и после приема осуществляют множественный доступ синхронизированных потоков Mn-арных сигналов, в том числе других групп источников информации, кроме того, при необходимости передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи по крайней мере информацию об опорных уровнях Mn-арных сигналов. Недостатком известных СППИ и прототипа по сравнению с заявляемым СППИ является исчерпание ими возможности дальнейшего повышения их технико-экономической эффективности.

Сущность изобретения направлена на повышение технико-экономической эффективности СППИ благодаря разделению заданным упорядоченным образом группы из Kn битов, соответствующей Kn синхронизированным бинарным цифровым потокам, на подгруппы с количеством битов в каждой подгруппе, выбранным так, что сумма битов всех подгрупп равна Kn, формированию Ml,n-арных символов с обеспечением заданного упорядоченного взаимно однозначного соответствия этих символов с подгруппами, а в подгруппах с обеспечением взаимно однозначного соответствия с вариантами битов в каждой подгруппе, формированию Ml,n-арных сигналов в количестве, равном количеству Ml,n-арных символов, с одной одинаковой огибающей для всех сигналов в подгруппе, обеспечению ортогональности их огибающих и заданного упорядоченного взаимно однозначного соответствия подгрупп сигналов с огибающими, а в подгруппах обеспечению взаимно однозначного соответствия вариантов символов с вариантами сигналов, отличающихся друг от друга не обязательно, но, например, вариантами фазовой манипуляции несущей, заданными в количествах, равных количествам вариантов символов в подгруппах, формированию конкретного Mn-арного сигнала в виде совокупности конкретных Ml,n-арных сигналов, соответствующих конкретным Ml,n-арным символам подгрупп, и их совместной одновременной передачи, преимущественно с одинаковой энергией, за такт. При этом на приеме выделяют конкретные Ml,n-арные сигналы из переданной за такт их совокупности, получают конкретные Ml,n-арные символы, выделяют в каждой подгруппе соответствующий вариант и восстанавливают по полученным вариантам заданным образом конкретную группу из Kn битов.

Для достижения указанного технического результата в способе передачи и приема информации от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи, при котором информацию каждого k-го источника информации, где , из n-й группы источников информации, где , в том числе, при необходимости форматируют в цифровой поток, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп, цифровые потоки тактово синхронизируют и упорядочение осуществляют, например, последовательно по k от 1 до Kn, одновременно за такт длительностью T считывание двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков, шифруют при необходимости и преобразуют полученные таким образом Mn-арные символы, где , в n-й поток соответствующих Mn-арным символам Mn-арные сигналы и передают их через канал передачи, совместимый с передаваемыми сигналами, и при тактово синхронизированном приеме конкретного Mn-арного сигнала за такт длительностью T получают Mn-арные символы и соответствующие Kn синхронизированные бинарные цифровые потоки, упорядочивают их, как при упомянутом считывании, при необходимости дешифруют и форматируют цифровой поток в поток информации, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп, и подают к соответствующему потребителю информации, перед передачей и после приема осуществляют множественный доступ синхронизированных потоков Mn-арных сигналов, в том числе других групп источников информации, кроме того, при необходимости передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи по крайней мере информацию об опорных уровнях Mn-арных сигналов, в соответствии с настоящим изобретением после считывания двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков разделяют заданным упорядоченным образом n-ю группу из полученных Kn битов на l-тые подгруппы, где l может изменяться от 1 до L, с количеством битов в каждой подгруппе kxl,n, причем сумма значений kxl,n равна Kn, формируют Ml,n-арные символы с количеством символов в l-той подгруппе, равным , и с общим количеством символов, равным , обеспечивают заданное упорядоченное взаимно однозначное соответствие этих символов с подгруппами, а в подгруппах обеспечивают взаимно однозначное соответствие с вариантами битов в каждой подгруппе, кроме того, формируют Ml,n-арные сигналы с общим количеством, равным общему количеству Ml,n-арных символов, с одной одинаковой огибающей для всех сигналов в подгруппе, обеспечивают ортогональность их огибающих и заданное упорядоченное взаимно однозначное соответствие подгрупп сигналов с огибающими, а в подгруппах обеспечивают взаимно однозначное соответствие вариантов символов с вариантами сигналов, отличающихся друг от друга не обязательно, но, например, вариантами фазовой манипуляции несущей, заданными в количествах, равных количествам вариантов символов в подгруппах, а также формируют конкретный Mn-арный сигнал в виде совокупности конкретных Ml,n-арных сигналов, соответствующих конкретным Ml,n-арным символам и совместимых с каналом передачи, и их совместно одновременно передают, преимущественно, с одинаковой энергией, за такт длительностью T, а при приеме выделяют конкретные Ml,n-арные сигналы из переданной за такт длительностью T их совокупности, получают конкретные Ml,n-арные символы, выделяют в каждой подгруппе соответствующий вариант из kxl,n, „ битов и восстанавливают по полученным вариантам заданным образом конкретную группу из Kn битов, кроме того, при необходимости отделяют последовательно передаваемые сигналы, в том числе для выделения опорных сигналов, обеспечивая прерывание передачи сигнала по крайней мере в одном из разделительных тактов между отделяемыми сигналами.

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 СППИ по настоящему изобретению новым и имеющим изобретательский уровень.

СППИ по настоящему изобретению может быть воплощен в системе цифровой связи с соответствующей организацией ее работы и известными методами обработки сигналов. Ниже изобретение описано более детально.

Сущность способа заключается в следующем. Информацию каждого k-го источника информации, где , из n-й группы источников информации, где , в том числе, при необходимости форматируют в цифровой поток, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп. Цифровые потоки тактово синхронизируют и упорядочение осуществляют, например, последовательно по k от 1 до Kn, одновременно за такт длительностью T считывание двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков. При необходимости их шифруют. Полученные таким образом Mn-арные символы, где, , преобразуют в n-й поток Mn-арных сигналов, соответствующих Mn-арным символам. Передают эти сигналы через канал передачи, совместимый с передаваемыми сигналами. При тактово синхронизированном приеме конкретного Mn-арного сигнала за такт длительностью T получают Mn-арные символы и соответствующие Kn синхронизированные бинарные цифровые потоки. Упорядочивают их как при упомянутом считывании. При необходимости дешифруют и форматируют цифровой поток в поток информации, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп. Информацию подают к соответствующему потребителю информации. Перед передачей и после приема осуществляют при необходимости множественный доступ синхронизированных потоков Mn-арных сигналов, в том числе других групп источников информации. Кроме того, при необходимости передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи по крайней мере информацию об опорных уровнях Mn-арных сигналов.

Технический результат, заключающийся в увеличении технико-экономической эффективности СППИ, достигается за счет того, что после считывания двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков n-ю группу из полученных Kn битов разделяют заданным упорядоченным образом на l-тые подгруппы, где l может изменяться от 1 до L. Количество битов в каждой подгруппе равно kxl,n, причем сумма значений kxl,n равна Kn. Далее формируют Ml,n-арные символы с количеством символов в l-той подгруппе, равным . Общее количество символов равно . При этом обеспечивают заданное упорядоченное взаимно однозначное соответствие этих символов с подгруппами. В подгруппах же обеспечивают взаимно однозначное соответствие с вариантами битов в каждой подгруппе. Кроме того, формируют Ml,n-арные сигналы с общим количеством, равным общему количеству Ml,n-арных символов, с одной одинаковой огибающей для всех сигналов в подгруппе. Обеспечивают ортогональность их огибающих и заданное упорядоченное взаимно однозначное соответствие подгрупп сигналов с огибающими, а в подгруппах обеспечивают взаимно однозначное соответствие вариантов символов с вариантами сигналов. Варианты сигналов отличаются друг от друга не обязательно, но, например, вариантами фазовой манипуляции несущей, количество которых задано равным количеству вариантов символов в подгруппах. Затем формируют конкретный Mn-арный сигнал в виде совокупности конкретных Ml,n-арных сигналов, соответствующих конкретным Ml,n-арным символам и совместимых с каналом передачи. Их передают совместно одновременно, преимущественно с одинаковой энергией, за такт длительностью T. При приеме выделяют конкретные Ml, n-арные сигналы из переданной за такт длительностью T их совокупности и получают конкретные Ml,n-арные символы. Выделяют в каждой подгруппе соответствующий вариант из kxl,n битов и восстанавливают по полученным вариантам заданным образом конкретную группу из Kn битов.

Для организации работы и повышения надежности способа целесообразно передавать информацию об опорных, например, единичных, уровнях Mn-арных сигналов. Ее можно передавать, например, через несколько тактов по основному каналу. Однако в ряде случаев может оказаться целесообразным использование дополнительного канала для передачи этой и другой информации. Кроме того, при необходимости отделения последовательно передаваемых сигналов, в том числе для выделения опорных сигналов, способ передачи и приема обеспечивает прерывание передачи сигнала по крайней мере в одном из разделительных тактов между отделяемыми сигналами.

Вопросы тактирования и синхронизации при передаче и приеме решаются любыми общеизвестными из уровня техники способами и средствами, например, так же, как это делается в аналоге.

Разделение группы предложенным образом на подгруппы существенно повышает эффективность передачи и обработки информации при ее восстановлении. При приеме восстановление этой группы значительно упрощается, так как производится поэтапно для подгрупп с существенно меньшим количеством вариантов для каждой, а конкретную группу из Kn битов восстанавливают заданным образом из первоначально восстановленных подгрупп.

На следующем простом примере проиллюстрируем возможности заявляемого способа. Передаем в такте Mn-арным сигналом информацию, содержащуюся в Kn=20 битах. В соответствии с заявляемым способом группа из Kn битов заданным образом разделена на подгруппы. А именно, выбраны 6 подгрупп, содержащих по 3 бита и по 8 вариантов в каждой, и одна подгруппа с 2 битами и 4 вариантами (всего 52 варианта). Сумма битов всех подгрупп равна Kn=3×6+2=20. В группе же из Kn=20 битов общее число возможных вариантов (число необходимых Mn-арных сигналов) равно . Также в соответствии с формулой изобретения при необходимости, используя множественный доступ, можно осуществить передачу по одному каналу N групп из Kn источников информации в каждой. Например, в простом случае с числом групп N=10 и с 20 источниками информации в каждой группе по одному каналу можно передать информацию от 200 источников.

Настоящее изобретение полезно тем, что оно может быть практически применено для развития и совершенствования любой системы связи с любой организацией ее работы, например, уже использующей известные методы множественного доступа и известные методы обработки сигналов.

Промышленная применимость. Настоящее изобретение может быть применено в СППИ в любых системах связи. СППИ по данному изобретению позволяет эффективно использовать 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 заявленного способа условию «новизны». Результаты поиска известных решений в области СППИ 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».

Похожие патенты RU2446568C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2446565C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2446564C1
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2446567C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2436234C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2436235C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2436236C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2436237C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2436233C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2439801C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ 2010
  • Панов Владимир Петрович
  • Приходько Виктор Владимирович
RU2439802C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи и приема информации посредством цифровой связи. Технический результат - увеличение эффективности передачи информации, в том числе обеспечения необходимых информационной вместимости и дальности действия. Для этого разделяют заданным упорядоченным образом группы из Kn битов, соответствующей Kn синхронизированным бинарным цифровым потокам, на подгруппы с количеством битов в каждой подгруппе, выбранным так, что сумма битов всех подгрупп равна Kn, формированием Мl,n-арных символов с обеспечением заданного упорядоченного взаимно однозначного соответствия этих символов с подгруппами, а в подгруппах с обеспечением взаимно однозначного соответствия с вариантами битов в каждой подгруппе, формированием Мl,n-арных сигналов с одной одинаковой огибающей для всех сигналов в подгруппе, обеспечением ортогональности их огибающих и заданного упорядоченного взаимно однозначного соответствия подгрупп сигналов с огибающими, формированием конкретного Мn-арного сигнала в виде совокупности конкретных Мl,n-арных сигналов. При этом на приеме выделяют конкретные Мl,n-арные сигналы из их совокупности, переданной за такт, получают конкретные Мl,n-арные символы, выделяют в каждой подгруппе соответствующий вариант и восстанавливают по полученным вариантам заданным образом конкретную группу из Kn битов.

Формула изобретения RU 2 446 568 C1

Способ передачи и приема информации от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи, при котором информацию каждого k-го источника информации, где , из n-й группы источников информации, где , в том числе, при необходимости форматируют в цифровой поток, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп, цифровые потоки тактово синхронизируют и упорядоченно осуществляют, например, последовательно по k от 1 до Kn, одновременно за такт длительностью Т считывание двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков, шифруют при необходимости и преобразуют полученные таким образом Mn-арные символы, где , в n-й поток соответствующих Mn-арным символам Mn-арные сигналы и передают их через канал передачи, совместимый с передаваемыми сигналами, и при тактово синхронизированном приеме конкретного Mn-арного сигнала за такт длительностью Т получают Mn-арные символы и соответствующие Kn синхронизированные бинарные цифровые потоки, упорядочивают их, как при упомянутом считывании, при необходимости дешифруют и форматируют цифровой поток в поток информации, не обязательно одинаковым образом с форматированием информации источников из других групп, и подают к соответствующему потребителю информации, перед передачей и после приема осуществляют множественный доступ синхронизированных потоков Mn-арных сигналов, в том числе других групп источников информации, кроме того, при необходимости передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи по крайней мере информацию об опорных уровнях Mn-арных сигналов, отличающийся тем, что после считывания двоичных цифр Kn синхронизированных бинарных цифровых потоков разделяют заданным упорядоченным образом n-ю группу из полученных Kn битов на l-е подгруппы, где l может изменяться от 1 до L, с количеством битов в каждой подгруппе kxl,n, причем сумма значений kxl,n равна Kn, формируют Ml,n-арные символы с количеством символов в l-й подгруппе, равным и с общим количеством символов, равным обеспечивают заданное упорядоченное взаимно однозначное соответствие этих символов с подгруппами, а в подгруппах обеспечивают взаимно однозначное соответствие с вариантами битов в каждой подгруппе, кроме того, формируют Ml,n-арные сигналы с общим количеством, равным общему количеству Ml,n-арных символов, с одной одинаковой огибающей для всех сигналов в подгруппе, обеспечивают ортогональность их огибающих и заданное упорядоченное взаимно однозначное соответствие подгрупп сигналов с огибающими, а в подгруппах обеспечивают взаимно однозначное соответствие вариантов символов с вариантами сигналов, отличающихся друг от друга не обязательно, но, например, вариантами фазовой манипуляции несущей, заданными в количествах, равных количествам вариантов символов в подгруппах, а также формируют конкретный Mn-арный сигнал в виде совокупности конкретных Ml,n-арных сигналов, соответствующих конкретным Ml,n-арным символам и совместимых с каналом передачи, и их совместно одновременно передают, преимущественно с одинаковой энергией, за такт длительностью Т, а при приеме выделяют конкретные Ml,n-арные сигналы из переданной за такт длительностью Т их совокупности, получают конкретные Ml,n-арные символы, выделяют в каждой подгруппе соответствующий вариант из kxl,n битов и восстанавливают по полученным вариантам заданным образом конкретную группу из Kn битов, кроме того, при необходимости отделяют последовательно передаваемые сигналы, в том числе для выделения опорных сигналов, обеспечивая прерывание передачи сигнала по крайней мере в одном из разделительных тактов между отделяемыми сигналами.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2446568C1

СКЛЯР БЕРНАРД
Цифровая связь
Теоретические основы и практическое применение
- М.: Изд.ДОМ «ВИЛЬЯМС», 2004, с.32-36
УСТРОЙСТВО СТАТИСТИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 1997
  • Одоевский С.М.
  • Сегеда А.И.
  • Скоропад А.В.
  • Стукало С.Н.
RU2110897C1
МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ С ОРТОГОНАЛЬНЫМИ СИГНАЛАМИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2005
  • Волобуев Алексей Владимирович
RU2275745C1
МНОГОРЕЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО РАДИОСВЯЗИ И МНОГОРЕЖИМНЫЙ СОТОВЫЙ РАДИОТЕЛЕФОН 1993
  • Поль В.Дент
  • Бьерн О.П.Экелунд
RU2128886C1
US 4726020 А, 16.02.1988
US 5119397 А, 02.06.1992.

RU 2 446 568 C1

Авторы

Панов Владимир Петрович

Приходько Виктор Владимирович

Даты

2012-03-27Публикация

2010-10-15Подача