способ передачи данных по многолучевому каналу связи с адаптивной настройкой корректирующего фильтра по информационным сигналам

Формула изобретения

Способ передачи данных по каналу связи с адаптивной настройкой корректора по рабочим (информационным) сигналам, состоящий в том, что на передающей стороне полезная информация преобразуется модулятором в М-позиционный фазоманипулированный сигнал, поступающий в канал связи, а на приемной стороне ищется импульсная характеристика канала и параметры корректирующего фильтра, с выхода которого сигнал поступает на демодулятор, на выходе которого получают полезную переданную информацию, отличающийся тем, что на передающей стороне от источника сообщений поступают информационные блоки фиксированной длины, для каждого из которых производится вычисление циклической контрольной суммы (CRC), добавляемой в конце блока, после чего блок данных с CRC кодируется помехоустойчивым кодом, затем закодированный пакет данных поступает на модулятор, формирующий аналоговый сигнал, который передается по каналу связи на приемную сторону, при этом в передаваемом сигнале отсутствует зондирующий (тестовый) сигнал, на приемной стороне сигнал поступает на корректирующий фильтр, а затем на демодулятор и декодер, после чего декодированные данные проходят проверку по CRC, и в случае совпадения контрольной суммы осуществляется передача информационной последовательности получателю сообщения, а в текущем кодовом блоке после восстановления искаженных бит проводится поиск сегмента, который по спектральным свойствам подходит в качестве тестового для расчета импульсных характеристик канала и параметров корректирующего фильтра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных, преимущественно без канала обратной связи, для последовательной передачи данных с адаптивной коррекцией внесенных каналом искажений на приемной стороне. Сущность адаптивной коррекции заключается в построении фильтра, компенсирующего искажения сигнала, внесенные многолучевым радиоканалом.

Аналогом данного изобретения является система, построенная по стандарту ARINC 635-2. Процесс передачи данных в такой системе заключается в поочередной посылке зондирующих (тестовых) и информационных блоков. Тестовые блоки содержат заранее известную на приемной стороне последовательность символов и служат для анализа характеристик канала связи и определения коэффициентов корректирующего фильтра. Периодичность посылки тестовых блоков определяется таким образом, чтобы характеристики канала связи изменялись за этот временной интервал незначительно. Согласно стандарту ARINC 635-2 длина тестовой последовательности, представляющей собой ПСП, составляет 15 символов с двухпозиционной фазовой модуляцией. Длина последующей информационной последовательности - 30 символов с двух-, четырех- или восьмипозиционной фазовой модуляцией.

Существенный недостаток такого способа заключается в том, что использование зондирующих сигналов снижает скорость передачи информации.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ расчета импульсной характеристики канала с использованием информационных сигналов, описанный в [Кловский Д.Д., Сойфер В.А. Обработка пространственно-временных сигналов. М., «Связь», 1976] [прототип]. В этом случае на вход канала поступает последовательность сигналов известной формы S_l(t), l=1..M, каждый из которых несет соответствующее дискретное сообщение и одновременно используется для извлечения информации о состоянии канала. Устройство различения M сигналов должно содержать М ветвей, в каждой из которых ведется обработка принимаемого колебания в предположении, что в нем содержится сигнал, соответствующий этой ветви позиции.

Существенным недостатком прототипа является использование ограниченного ансамбля сигналов и, как следствие, низкая скорость передачи информации, а также появление потока ошибок неверной демодуляции.

Целью изобретения является обеспечение достоверной, высокоскоростной, непрерывной передачи и приема информации.

Поставленная цель достигается за счет того, что на передающей стороне полезная информация преобразуется модулятором в М-позиционный фазоманипулированный сигнал, поступающий в канал связи, а на приемной стороне ищется импульсная характеристика канала и параметры корректирующего фильтра, с выхода которого сигнал поступает на демодулятор, на выходе которого получают полезную переданную информацию, при этом на передающей стороне от источника сообщений поступают информационные блоки фиксированной длины, для каждого из которых производится вычисление циклической контрольной суммы (CRC), добавляемой в конце блока, после чего блок данных с CRC кодируется помехоустойчивым кодом, затем закодированный пакет данных поступает на модулятор, формирующий аналоговый сигнал, который передается по каналу связи на приемную сторону, при этом в передаваемом сигнале отсутствует зондирующий (тестовый) сигнал, на приемной стороне сигнал поступает на корректирующий фильтр, а затем на демодулятор и декодер, после чего декодированные данные проходят проверку по CRC, и в случае совпадения контрольной суммы осуществляется передача информационной последовательности получателю сообщения, а в текущем кодовом блоке после восстановления искаженных бит проводится поиск сегмента, который по спектральным свойствам подходит в качестве тестового для расчета импульсных характеристик канала и параметров корректирующего фильтра. Принимаемый сигнал поступает на вновь рассчитанный корректирующий фильтр, откуда сигнал поступает на вход модулятора, с выхода которого идет на декодер. В случае, если вновь рассчитанный фильтр оказался не хуже найденного ранее, то есть число ошибок, полученное в процессе декодирования, не более чем было ранее, осуществляется прием следующего блока, который поступает на вход «нового» фильтра.

На Фиг.1 представлена структурная схема способа настройки корректора по информационным сигналам.

Она содержит:

1 - источник сообщений;

2, 13 - устройство добавления CRC;

3, 14 - кодер;

4, 15 - модулятор;

5 - канал связи;

6 - устройство установления и удержания тактовой и цикловой синхронизации;

7, 17 - устройство расчета импульсных характеристик канала и корректирующего фильтра;

8, 18 - корректирующий фильтр;

9, 19 - демодулятор;

10, 20 - декодер;

11, 21 - устройство проверки по CRC;

12 - получатель сообщений;

16 - блок поиска сегмента с подходящими спектральными характеристиками;

22 - блок принятия решения о нахождении «нового» корректирующего фильтра.

Работа способа осуществляется следующим образом.

На передающей стороне от источника сообщений 1 поступают информационные блоки фиксированной длины из L бит. Затем для каждого информационного блока в устройстве добавления CRC 2 производится вычисление циклической контрольной суммы, состоящей из М бит, которая дописывается в конец блока. Полученный таким образом блок данных размером K=L+М бит поступает на кодер 3, где на данные накладывается помехоустойчивый код с параметрами (N, K), где

K - количество бит данных, поступающих на вход кодера,

N - количество бит данных, получаемых с выхода кодера.

Пакет данных размером N бит поступает на модулятор 4.

На приемной стороне принимаемый из канала связи 5 аналоговый сигнал поступает на устройство установления и удержания тактовой и цикловой синхронизации 6, где производится определение начала и конца каждой элементарной посылки аналогового сигнала, то есть поддержание тактовой синхронизации, а также определение первой и последней элементарной посылки для каждого канального блока данных, то есть поддержание цикловой синхронизации. На первом шаге по предварительно переданному зондирующему сигналу в устройстве расчета импульсных характеристик канала и корректирующего фильтра 7 получают импульсную характеристику корректирующего фильтра 8 (блок 7 используется только для первоначальной настройки корректирующего фильтра 8).

Принимаемый сигнал поступает на вход корректирующего фильтра 8, откуда скорректированный сигнал поступает на демодулятор 9, затем на декодер 10, где производится операция декодирования для помехоустойчивого кода, использовавшегося на передающей стороне. С выхода декодера 10 блок данных размером А: бит поступает на устройство проверки по CRC 11, где блок данных разделяется на информационную последовательность размером L бит, для которой вычисляется контрольная сумма, и состоящую из М бит циклическую контрольную сумму.

Если при проверке по CRC контрольная сумма совпадает, осуществляется передача с устройства проверки по CRC 11 информационной последовательности размером L бит получателю информации 12, а также в устройство добавления CRC 13, откуда последовательность данных размером К бит поступает на кодер 14, аналогичные использовавшимся на передающей стороне. Вновь сформированный кодовый пакет поступает на модулятор 15. Затем в блоке 16 в полученном сигнале происходит поиск сегмента с подходящими спектральными характеристиками. Найденный сегмент используется как тестовый сигнал при расчете импульсной характеристики корректора 17. На вход синтезированного в 17 корректирующего фильтра 18 поступает сигнал с выхода канала, соответствующий текущему кодовому пакету. Скорректированный сигнал поступает на демодулятор 19, с выхода которого на декодер 20 и затем на устройство проверки по CRC 21.

Если результат коррекции «новым» фильтром оказался не хуже, чем результат, полученный ранее, то есть если число ошибок не больше, чем ранее, то в блоке 22 принимается решение, что найден «новый» корректирующий фильтр, и для следующего принимаемого пакета будет использован именно этот корректирующий фильтр. Иначе, если число ошибок превышает полученное ранее, то в блоке 16 ищется другой сегмент с подходящими спектральными характеристиками.

При приеме каждого последующего информационного блока описанные операции повторяются.

Таким образом, поставленная цель достигается за счет расчета импульсных характеристик канала и корректирующего фильтра по сегментам, найденных среди информационных последовательностей, которые подходят по спектральным характеристикам в качестве тестовых.

Техническим результатом способа является отсутствие постоянных вставок зондирующего сигнала для построения корректирующего фильтра и, как следствие, более высокая скорость передачи информации.