Способ кодирования и передачи информации Советский патент 1988 года по МПК H03M13/23 

4i 00 N5 Ч

00

сх

Изобретение относится к вычислительной технике и техшже связи и может быть использовано в системах передачи информации.

Цель изобретения - повьппение скорости передачи без потери помехоустойчивости.

На фиг. представлена структурная схема реализации способа; на ;фиг .2 - 5 - фрагменты фазовьтх реше- :ток кодируемых сигналов.

На фиг.1 обозначены: первый ком- :мутатор 1, блок 2 сверточного кодиро- :вания5 второй коммутатор 3, блок 4 :модуляции, канал 5 связи, элемент 6 задержки, сумматор 7 по модулю два, преобразователь 8 уровней (отобра- |жатель) и модулятор 9 частотной манипуляции с непрерывной фазой (ЧМ-ПФ).

Способ кодирования и передачи информации включает сверточное кодирование информационной последовательности элементарных бинарных сигналов (т.е. сигналов, информационный Параметр которых, например амплиту- а, может принимать лишь одно из ; Двух возможных значений). Такое коди- розанке осуществляется в блоке 2 (на фиг.1 приведены примеры выполнения |этого блока для разных сверточных Кодов); чередование каждьк ri(r 1) кодированных сверточным кодом элемен- тгарных бинарных сигналов информационной последовательности с одним некодированным элементарным бинар- сигналом этой последовательности Для такого чередования служат коммутаторы 1- и 3; модуляцию полученной таким чередованием последовательности элементарных бинарных сигналов с Помощью (в блоке 4 с предварительным преобразованием уровней логической единицы и логического нуля в положительный и отрицательный уровни) ; передачу модулированного ЧМ-НФ- сигнала по каналу 5 связи.

ЧМ-НФ-сигнал описьшается выраже-: ни ем

. ч f . a,( Y(t) cos( +--. k-i

+ 21 а-ЛП +ср), i

kT fc t .с (k+)T, k 1,2,3. .,,

где w- 2 n f - центральная частота

сигнала;

a ± - отображенные инфор- fмационные символы;

Т - длительность инфор- ;мационного символа;

D - индекс модуляции; срд - начальная фаза.

0 Текущая фаза, содержащая информацию, .определяется из выражения

6(0-5«- l2lE:ib:Ut,,o2: ..

.

5 Фазовая решетка ЧМ-НФ-сигнала, построенная по этому выражению, имеет вид, приведенный на фиг.2. Если информационные символы отображаются в символы по правилу (,

0 ), тогда передаче информационного символа 1 соответствует приращение фазы It D, а символа О - приращение 7D. Это означает, что при передаче информационного символа 1 в канале

5 5 будет элементарный сигнал Y(t) с одной определенной частотой и начальной фазой, а при передаче символа О - сигнал Y(t) с другой частотой. Кодирование в соответствии с рас0 сматриваемым способом производят следующим образом.

ЧМ-НФ-сигнал можно рассматривать как последовательность элементарных сигналов Y. Элементарньм назьшают

5 сигнал, рассмотренный в течение одного тактового интервала, т.е. это сигнал, соответствующий передаче одного информационного символа (О или I). В зависимости от того, на скольких

0 интервалах рассматривают ЧМ НФ-сиг- нал, он может состоять иэ одного или нескольких элементарных сигналов. Если N является числом рассматриваемых интервалов, тогда количество

5 ЧМ-НФ-сигналов на заданном интервале рассмотрения равно 2 .

Так как кодовое расстояние между сигналами, которое определяет помеQ хоустойчивость, зависит лишь от разности фаз в начале и в конце элементарного сигнала, н качестве начальной фазы можно взять любое значение, т.е. можно рассмотреть фрагмент

е фазовой решетки в любом сечении. Для примера на фиг.За и б приведены фазовые решетки, соответствующие ЧМ- НФ-сигналам при разных интервалах рас- смотрения; , , . Там же приведены позможные соответствующие комбинации информационных символов.

Рассматривают ЧМ-НФ-сигнал для интервалов наблюдения , . При.. имеют ансамбли из четырех сигналов ЧМ-НФ, соответствующих комбинациям информационных символов 11, 10, 01, 00. При имеют ансамбль из

0. При поступлении символа I на вход модулятора 9 он выдает сигнал одной определенной частоты и начальной фазы, а при поступлении -1 - сигнал другой частоты. Полученные ЧМ-НФ-снг- налы передаются в канал 5. Схема фиг.1 б работает аналогичным образом, только там скорости коммутации ком

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи информации позволяет повысить скорость передачи без потери помехоустойчивости. Способ включает в себя кодирование информационной последова-г тельности элементарных бинарных сигналов с помощью частотной манипуляции с непрерьшной фазой (ЧМ-НФ) и последующую передачу модулированного сигнала по каналу связи. Благодаря чередованию каждых п(пЬ 1) кодированных сверточным кодом элементарных бинарных сигналов информационной последовательности с некодированным элементарным бинарным сигналом этой последовательности, после чего осуществляют модуляцию ЧМ-НФ, обеспечивается повышение скорости передачи. При этом кодовое расстояние сохраняется. 5 ил. g (Л

восьми сигналов, соответствующих ком- Q мутаторов 1 и 3 находятся в соотно- бинациям 111, ПО, 101,100,011,010, 001, 000. Разделят каждый ансамбль на на две группы и будут их кодировать как независимые группы сигналов. В каждую группу помещаются сигналы, 5 для которых первые элементарные сигналы совпадают. Для и. такие группы приведены на фиг,3г и д соответственно. Очевидно, что для коди рования сигналов в каждой группе нет 20 необходимости кодировать общий элементарный сигнал. Для наглядного представления процедуры кодирования по рассматриваемому способу на фиг.4 приведены фазовые решетки, соответ- 25 ствующие кодированным ЧМ-НФ-сигналам при (фиг-.4а) и при (фиг,4б). Кодированные символы обведены кружком.

Кодирование производится сверточ- 30 ным кодом со скоростью 1/2 и, так : как кодируется только часть- информационных символов, скорость передачи будет выше, чем в известном (), в частности при , а при . Конкретные примеры реализации описанного способа приведены для случая и для случая (фиг.1а и б)..

Реализация способа в соответствии дО с фиг.1а происходит следующим образом.

Исходные информационные символы U поступают на общую шину коммутатора 1

35

щении 3:4,поэтому скорость передачи . При таком способе кодирования помехоустойчивость передаваемого сиг нала не снижается. Рассмотрим вариан кодирования для индекса модуляции ,5. Помехоустойчивость определяет ся рассто янием между сигналами , поэтому достаточно показать, что при данном способе расстояние между сигналами не уменьщается,и определяется по слиянию кодовых .и фазовых состояний. На фиг.-За приведена фазовая решетка состояний, определяющая расстояния мии схемы кодирования, приведен ной на фиг.1а. Приведенньш пути соответствуют входным последовательнос тям и, 0000000...,Uj 1010000..., для которых имеем последовательности чередующихся символов V 0000000... V/2. 1001000...,. Вычисление значения дает результат d,,n 6, что со падает с известным значением, опреде ляемым при использовании идентичного сверточного кодера.

На фиг.56 показано слияние двух путей для схемы кодирования, приведе ной на фиг.16. Пути соответствуют входным последовательностям U, ООООООО..., и 1010000..., для которых имеют последовательности чередующихся символов V ООООООО..., Vi 1010000.... Вычисляя расстояние d

мин

между сигналами, соответствующи

ми лоследовательностям U, и U

г

коммутация которого происходит на оди.де получают, что d, 4.

шаг при поступлении каждого информационного символа и. Скорости коммутации коммутаторов 1 и 3 находятся в соотношении 2:3, поэтому каждым двум символам на общей й1ине коммутатора 1 соответствуют три символа на общей шине коммутатора 3, т.е. получается скорость . Последовательность на выходе коммутатора 3 содержит как некодированные, так и кодированные символы, которые поступают на вход отображателя 8, на выходе которого получают символ 1, если на вход поступает 1, и -1, если на вход поступает

50

55

Таким образом, предла соб кодирования и переда ции дает возможность пов рость передачи без помех ти.

Формула изобр

Способ кодирования и формации, включающий в с ние информационной после элементарных бинарных си точным кодом, модуляцию ности элементарных бинар

Q мутаторов 1 и 3 находятся в соотно- 5 0 5

0

О

5

щении 3:4,поэтому скорость передачи . При таком способе кодирования помехоустойчивость передаваемого сигнала не снижается. Рассмотрим вариант кодирования для индекса модуляции ,5. Помехоустойчивость определяется рассто янием между сигналами , поэтому достаточно показать, что при данном способе расстояние между сигналами не уменьщается,и определяется по слиянию кодовых .и фазовых состояний. На фиг.-За приведена фазовая решетка состояний, определяющая расстояния мии схемы кодирования, приведенной на фиг.1а. Приведенньш пути соответствуют входным последовательностям и, 0000000...,Uj 1010000..., для которых имеем последовательности чередующихся символов V 0000000..., V/2. 1001000...,. Вычисление значения дает результат d,,n 6, что совпадает с известным значением, определяемым при использовании идентичного сверточного кодера.

На фиг.56 показано слияние двух путей для схемы кодирования, приведенной на фиг.16. Пути соответствуют входным последовательностям U, ООООООО..., и 1010000..., для которых имеют последовательности чередующихся символов V ООООООО..., Vi 1010000.... Вычисляя расстояние d

мин

между сигналами, соответствующими лоследовательностям U, и U

г

получают, что d, 4.

Таким образом, предлагаемый cno-i соб кодирования и передачи информации дает возможность повысить скорость передачи без помехоустойчивости.

Формула изобретения,

Способ кодирования и передачи информации, включающий в себя кодирование информационной последовательности элементарных бинарных сигналов евер- точным кодом, модуляцию последовательности элементарных бинарных сигналов

Фиъ.2

а)

О

2) /V./

5) 2

)

8)

Фиг.

Момент слияний

Момент слияний

О