УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ДВУХ ПАР ОРТОГОНАЛЬНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
IMPROVED METHOD OF ENCODING AND DECODING DATA USING AT LEAST TWO PAIRS OF ORTHOGONAL SEQUENCES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается усовершенствованного способа кодирования и декодирования данных, в котором, по меньшей мере, две пары ортогональных последовательностей используют для оценки искажений, вносимых передающей средой, путем последовательной передачи пар квадратурно-дополнительных последовательностей, что, в частности, позволяет сократить время, требуемое для вычислений коэффициентов фильтрации, и упростить структуру таких вычислений.
Уровень техники
Существующий уровень техники в основном описан в патентном документе РСТ 2005000228, который является единственной известной публикацией, в которой предпринята попытка решения данной задачи таким образом.
Системы связи, спектрального анализа, радарной и гидролокации передают сигнал, который, будучи или не будучи отражен, достигает приемника после прохождения сквозь передающую среду. При взаимодействии с импульсом среда действует как линейный фильтр с частотной характеристикой Н(ω) или временной характеристикой h(n). В большинстве систем связи существует необходимость устранения эффектов, порожденных в передаваемых сигналах s(n) для обеспечения возможности восстановления переданной информации. Такая процедура известна под названием компенсации. Частотная характеристика также может быть использована для анализа конкретной среды, в результате которого получают информацию о ее физических свойствах.
Канал действует как фильтр и искажает сигнал. К такому искажению следует добавить шум n(n), вызванный возмущениями в канале, термический шум и помехи, создаваемые для переданных сигналов другими сигналами. Таким образом, принятый сигнал r(n) может быть представлен в виде:
где символом * обозначен оператор конволюции (свертки). Для устранения искажений, внесенных в сигнал средой, необходим фильтр с частотной характеристикой f(n), такой, что:
Однако при использовании данной методики вычисления коэффициентов фильтрации занимают значительное время, которое отчасти определяет возможности применения системы.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение было разработано с целью решения описанной в предыдущем абзаце задачи сокращения времени, причем в соответствии с изобретением предлагается достичь сокращения времени, требуемого для вычислений коэффициентов фильтрации с целью двукратного уменьшения перегрузки систем связи данными.
Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предлагается использовать тот факт, что при передаче в определенном порядке интерференция между сигналами взаимно сокращается, что обеспечивает возможность одновременного определения коэффициентов, тем самым ускоряя процесс вычислений.
Краткое описание чертежей
Для прояснения сущности изобретения к настоящему описанию прилагаются чертежи, на которых:
На фиг.1 представлена схема известной системы компенсации, использовавшейся для обеих фаз, в которой показаны следующие элементы:
I
Q
IQ
QI
- фильтры H, H, i, i;
- принятые внутриполосные сигналы I, Q;
2
2
- независимые сигналы I, Q.
На фиг.2 представлена схема новой системы компенсации и фильтрации, в которой показаны принятые квадратурные сигналы I', Q'.
На фиг.3 представлена хронограмма передачи данных для корректного приема коэффициентов среды и получения компенсирующего фильтра по фиг.2 с использованием следующих обозначений:
- Х = последовательность А или В из пары дополнительных последовательностей;
- Z = ортогональный набор 1 или 2.
На фиг.4 представлена хронограмма, иллюстрирующая прием преамбулы и сигналов, принимаемых в каждой из квадратурно ремодулированных фаз I/Q, из которых получают данные для формирования компенсирующего фильтра.
Осуществление изобретения
Предлагаемый настоящим изобретением усовершенствованный способ кодирования и декодирования данных с использованием, по меньшей мере, двух пар ортогональных последовательностей, используемый для оценки искажений, вносимых передающей средой, путем последовательной передачи пар квадратурно-дополнительных последовательностей, отличается тем, что формирование преамбулы кодирования с использованием, по меньшей мере, двух пар ортогональных дополнительных последовательностей включает в себя следующие операции:
a) Передачу первой последовательности, соответствующей первой паре, с использованием одной из фаз и одновременную передачу первой последовательности второй пары с использованием квадратурной (сдвинутой на 90°) фазы.
b) Последующую передачу второй последовательности первой пары с использованием одной из фаз и одновременную передачу второй последовательности второй пары с использованием квадратурной (сдвинутой на 90°) фазы.
c) Передачу результирующего сигнала, полученного с использованием квадратурной модуляции, в передающую среду.
Для этого могут быть определены фильтры, а именно:
I
Q
IQ
QI
H, H, i, i.
По известным методикам такие фильтры получали следующим образом:
I
I
H=IA1+IA2+N/2L
Q
Q
H=QB1+QB2+N/2L
IQ
Q
i=QA1+QA2+N/2L
QI
I
i=IB1+IB2+N/2L
с использованием четырех временных интервалов, представленных на фиг.4, причем:
IА1 - Корреляция фазы I с последовательностью А1 в интервале Т1.
IA2 - Корреляция фазы I с последовательностью А2 в интервале Т2.
QB1 - Корреляция фазы Q с последовательностью В1 в интервале Т3.
QB2 - Корреляция фазы Q с последовательностью В1 в интервале Т4.
QA1 - Корреляция фазы Q с последовательностью А1 в интервале Т1.
QA2 - Корреляция выборки фазы Q с последовательностью А2 в интервале 2.
IВ1 - Корреляция выборки фазы I с последовательностью В1 в интервале Т3.
IВ2 - Корреляция выборки фазы 1 с последовательностью В2 в интервале Т4.
Однако, если передачу последовательностей производят в соответствии с хронограммой, представленной на фиг.3, то с учетом определенных выше свойств дополнительных последовательностей на принимающей стороне получаем:
I
I
H=I*A1+I*В1+N/2L
Q
Q
H=Q*A2+Q*B2+N/2L
IQ
Q
i=Q*A1+Q*B1+N/2L
QI
I
i=I*A2+I+B2+N/2L
где символом * обозначен оператор корреляции, I и Q - принятые квадратурные сигналы, а указанные операции вычислены в интервалах Т1 (для последовательностей А каждой из пар) и Т2 (для последовательностей В каждой из пар). Таким образом, время, требуемое для вычисления коэффициентов фильтрации, уменьшено в два раза по сравнению с исходным процессом, что позволяет также в два раза сократить перегрузку систем связи данными, что существенно для выбора метода категоризации.
Это связано с тем, что при передаче в таком порядке взаимная интерференция сигналов уничтожается, что обеспечивает возможность одновременной идентификации коэффициентов, тем самым ускоряя процесс вычислений, как видно из фиг.3, на которой преамбула передачи представлена в следующем формате:
Формат (X_Z):
- Х = последовательность А или В дополнительной пары.
- Z = ортогональный набор 1 или 2.
Очевидно, что использование такого нового способа сокращает потребность в ресурсах, т.к. в нем используют всего четыре фильтра вместо шести, применявшихся по известным методикам, что хорошо видно из сравнения фиг.1 и 2:
Фиг.1 - известные методики,
Фиг.2 - новый усовершенствованный способ.
Таким образом, осуществление настоящего изобретения в полупроводниковой или интегральной схеме обеспечивает, по меньшей мере, следующие преимущества:
1. Двукратное уменьшение размера блока памяти.
2. Двукратное уменьшение числа умножителей.
3. Двукратное уменьшение числа сумматоров.
4. Сокращение задержки фильтрации на 50%.
5. Следовательно, сложность процедуры компенсации уменьшена до 25%.
Хотя вышеприведенное описание касается конкретного варианта осуществления настоящего изобретения, для специалиста в данной области очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено в других конкретных вариантах, не выходящих за пределы формулы изобретения.