способ восстановления переданных информационных сигналов после прохождения их через канал связи

Формула изобретения

Способ восстановления переданных информационных сигналов после прохождения их через канал связи, заключающийся в том, что выделяют векторное поле, в пределах которого возможен уверенный прием сигналов, разделяют выделенное поле в соответствии с принятой схемой расположения векторов передаваемых сигналов по амплитуде и фазе на сигнальные области, присваивают каждой точке сигнальной области тот же сигнальный символ, который имеет по схеме вектор передаваемого сигнала, вокруг которого образована область, осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи, разделяют принятые в аналоговой форме сигналы на ортогональные составляющие корреляционным методом, определяют их величины в аналоговой форме, преобразуют величины ортогональных составляющих из аналоговой в цифровую форму, проводя оцифровку аналоговых величин ортогональных составляющих, определяют принадлежность принятого сигнала в виде его оцифрованных ортогональных составляющих к конкретной сигнальной области, определяют для принятого сигнала корректирующее значение по амплитуде и фазе, идентифицируют сигнал по его принадлежности к конкретной области, преобразуют идентифицированный сигнал в форму, удобную для использования потребителем, отличающийся тем, что выделяют по границам сигнальных областей зоны неопределенности, присваивают каждой точке этих зон дополнительный сигнальный символ, проводят оцифровку ортогональных составляющих каждого сигнала несколько раз на протяжении длительности единичной по времени сигнальной посылки в сответствии с выбранным тактом оцифровки, определяют принадлежность принятого сигнала к каждой конкретной сигнальной области в каждом такте оцифровки, проводят корректирование величины принятого сигнала в каждом такте оцифровки в зависимости от величины и расположения вектора сигнала в предыдущем такте оцифровки, принадлежащего этой же области, проводят идентификацию принадлежности принятого сигнала к конкретной сигнальной области по достижению пороговой величины числа оцифрованных в предыдущих тактах сигналов принадлежащих этой же области, без учета числа оцифрованных в предыдущих тактах сигналов принадлежащих зонам неопределенности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обмена дискретной информацией с применением систем связи с амплитудными, фазовыми, частотными видами модуляции несущей частоты и различными комбинациями этих видов модуляции, используемых с различными видами линий связи. Из информационных источников авторам известно устройство (см. патент США N 4 546 322, кл. Н 04 L 27/20, 27/22, 24.08.1983) реализующее способ, который по совокупности действий наиболее близок к предлагаемому способу и поэтому выбран в качестве прототипа. В известном устройстве передача информации ведется по заранее выбранной схеме с известным расположением в пространстве сигнальных векторов (по величине амплитуды "Ampl" и фазе "F") передаваемых дискретных сигналов с известной длительностью посылки "Т" каждого сигнала. Далее определяют размеры векторного поля, в пределах которого возможен уверенный прием сигнала. Выделенное поле разделяют на сигнальные области, границами которых являются линии, равноудаленные от соседних по схеме точек расположения векторов передаваемых сигналов. Присваивают каждой точке сигнальной области тот же сигнальный символ, который имеет по схеме точка вектора, вокруг которого образована эта область. С началом передачи осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи, разделяют принятый в аналоговой форме сигнал на ортогональные составляющие корреляционным методом и определяют их величины. Далее преобразуют принятые сигналы из аналоговой в цифровую форму, проводят оцифровку аналоговых значений ортогональных составляющих и определяют принадлежность принятого сигнала в виде оцифрованных ортогональных составляющих в конкретной сигнальной области. Во время приема информационных сигналов определяют для каждого принятого сигнала корректирующие значения по фазе и амплитуде, обеспечивающие захват фазы, синхронизацию несущей и опорных частот и грубую корректировку амплитуды. Известный способ не позволяет обеспечивать достаточно достоверный прием дискретных информационных сигналов, подвергшихся искажающим воздействиям при прохождении через канал связи. Известный способ не обладает достаточной динамичностью, позволяющей быстро реагировать на изменения сигнала, вносить изменения пропорциональные величине отклонения. Повысить достоверность восстановления переданных информационных сигналов после их прохождения через канал связи можно за счет уменьшения времени реакции (повышение динамичности) системы, обеспечивающей корректирование величины сигнала по фазе и амплитуде, а также за счет уменьшения влияния искажений сигнала на идентификацию его принадлежности к той или иной сигнальной области. Уменьшение времени реакции системы, обеспечивающей корректирование величины сигнала по фазе и амплитуде, достигают в предложенной способе тем, что проводят оцифровку ортогональных составляющих принятого сигнала несколько раз на протяжении длительности посылки "Т" каждого сигнала, получая несколько значений оцифровки соответствующих выбранному такту "t" оцифровки, определяют принадлежность сигнала к конкретной сигнальной области в каждом такте, проводят корректировку сигнала по "Аmpl" и "F" после каждого такта с запаздыванием на один значащий (т.е. принадлежащий к какой-нибудь сигнальной области) такт. Корректирование проводится по всей сигнальной области в соответствии с местом расположения вектора сигнала, оцифрованного соответствующим тактом. Уменьшение влияния искажений сигнала на идентификацию его принадлежности к конкретной сигнальной области в предложенной способе достигают за счет того, что по границам сигнальных областей выделяют зоны неопределенности, размеры которых зависят от задаваемого соотношения сигнал/шум и от изменений характеристик канала связи во времени. При проведении идентификации принятого сигнала, не учитывают принятые сигналы попавшие в зону неопределенности сигнальных областей, что позволяет уменьшить количество ошибок из-за помех имеющий различный характер. На повышение достоверности идентификации сигнала оказывает влияние и то, что идентификация принадлежности принятого сигнала к конкретной области ведется по достижению пороговой величины числа оцифрованных сигналов, принадлежащих к этой же области без учета числа оцифрованных сигналов, попавших в зону неопределенности. Представленный графический материал позволяет пояснить сущность изобретения.

На фиг. 1 изображено выделенное векторное поле с расположенными на нем сигнальными векторами, разделенное на сигнальные области; на фиг. 2 изображено векторное поле, разделенное на сигнальные области с выделенными зонами неопределенности; на фиг. 3 изображено перемещение вектора принятого сигнала Sпр(ti) за каждый такт оцифровки на протяжении времени одной посылки Т; на фиг. 4 схема идентификации принятого сигнала.

Способ восстановления переданных информационных сигналов после их прохождения через канал связи состоит из следующих действий. Предварительно, в зависимости от вида и состояния канала электросвязи и применяемого оборудования, определяют размеры векторного поля, в пределах которого возможен уверенный прием сигналов. Схема передачи и приема данных предусматривает определенную организацию расположения сигнальных векторов А, Б, и длительность информационных посылок Т. Разделяют выделенное поле на сигнальные области а, б, (смотри фиг. 1) в соответствии с принятой схемой расположения векторов А, Б, передаваемых сигналов на векторном поле, при этом присваивают каждой точке сигнальной области то же значение, которое имеет по схеме вектор передаваемого сигнала, вокруг которого образована эта область. По границам сигнальных полей выделяют зоны неопределенности, размеры которых зависят от задаваемого соотношения сигнал/шум, вида и уровня помех и присваивают каждой точке зоны неопределенности дополнительный символ """, отличающий эти точки от других точек данного сигнального поля (смотри фиг. 2, где каждой точке зоны неопределенности, соответствующей сигнальной области присваивают сигнальные символы A", Б",). Реализацию этих действий осуществляют, например, при помощи запоминающего устройства с необходимым объемом памяти, ячейки памяти которого содержат необходимое число разрядов, обеспечи- вающих возможность выполнения этих действий. Осуществляют прием информационных сигналов, прошедших через канал связи в соответствии с принятой схемой.

При приеме информационных сигналов проводят синхронизацию работы передающих и принимающих систем. Синхронизация проводится по служебным сигналам, которые передаются в начале и (или) на протяжении передачи в соответствии с принятой схемой. Принятый информационный сигнал Sпр это переданный информационный сигнал Sп искаженный при прохождении через канал связи. В свою очередь переданный информационный сигнал Sп это сигнал с длительностью посылки Т и промодулированный по амплитуде и фазе в соответствии с выбранной схемой. Принятый в аналоговой форме сигнал разделяют на ортогональные составляющие корреляционным мето- дом и определяют их величины Хпр, Yпр. Далее преобразуют принятые сигналы из аналоговой в цифровую форму Хц, Yц, проводя оцифровку аналоговых величин Хпр, Yпр ортогональных составляющих сигнала несколько раз на протяжении длительности посылки Т.

В время посылки Т получают несколько значений оцифровки, число которых зависит от выбранного времени такта t (смотри фиг. 3). На выбор величины времени такта оцифровки оказывают влияние следующие соображения. С одной стороны время такта желательно уменьшить, чтобы повысить динамичность отслеживания изменения сигнала, а с другой стороны длительность такта должна быть примерно равна такой величине, чтобы за время переходного процесса в начале и конце информационной посылки Т не получалось более одной двух оцифровок. Зная величины оцифровки ортогональных составляющих сигнала Хц(ti), Yц(ti) определяют принадлежность принятого сигнала к конкретной сигнальной области за один такт Sпр(ti).

Далее проводят идентификацию принадлежности принятого сигнала к конкретной сигнальной области. Идентификация сигнала проводится по достижению пороговой величины числа N Sпр(ti), принадлежащих этой же области (смотри фиг. 4а). При подсчете числа сигналов Sпр(ti), принадлежащих конкретной области не учитываются сигналы попавшие в зону неопределенности. По достижении порогового значения N Sпр(ti) принятый сигнал Sпр идентифицируется как переданный Sп с длительностью посылки Т (смотри фиг. 4б), принадлежащий в соответствии со схемой к данной сигнальной области.

Одновременно с идентификацией сигнала проводится корректирование принятого сигнала по Ampl и F. Контрольное корректирование проводят по служебным сигналам, у которых заранее оговорены в соответствии с применяемой схемой величины Т, F и Ampl. Кроме того проводят корректрование по Ampl и F при приеме каждого из принимаемых сигналов. Корректирование сигналов по F и Ampl проводят после каждого такта оцифровки величин Хц(ti), Yц(ti) с запаздыванием на один такт, при условии, что оба эти сигнала Sпр(ti-1), Sпр(ti) принадлежат к одной сигнальной области в том числе и к зоне неопределенности. Значения величин коррекции сигнала зависит от нахождения предыдущего тактового сигнала в той или иной точке сигнальной области и от выбранной корректирующей функции.

Последним действием данного способа является преобразование принятого и идентифицированного информационного сигнала в форму удобную для использования потребителем.