СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОВОКУПНОСТИ ДАННЫХ, МНОГОКРАТНО ПЕРЕДАВАЕМЫХ В СЛОЖНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
METHOD OF IMPROVING RECEPTION OF DATA SET REPEATEDLY TRANSMITTED IN COMPLEX ENVIRONMENT

Настоящее изобретение касается способа улучшения получения совокупности данных, многократно передаваемых в сложной окружающей среде.
В области получения данных, передаваемых спутниковыми навигационными системами, техническая проблема состоит в следующем:
- навигационные данные передают при помощи навигационных сигналов, имеющих очень низкую мощность,
- пользователи должны принимать эти данные в окружающей среде, которая значительно ослабляет эти сигналы,
- прием может прерываться по причине маскирований линии обзора.
Чтобы улучшить коэффициент погрешности на принимаемых словах (WER от “Word Error Rate” на английском языке), данные можно кодировать в виде символов при помощи различных типов кодирования (Viterbi, Turbo Code, BCH, Low Density Parity Code [LPDC]…). Правильный прием символов, а затем данных напрямую зависит от энергии, связанной с каждым символом. Для улучшения приема были предложены следующие решения:
- в прогнозируемый момент и в прогнозируемом месте передавать символы с целью накопления энергии, соответствующей каждому символу. Это решение принимают для субкадров 1 и 2 системы GPS L1C. Оно не подходит для передачи данных, когда соразмерность данных осуществляют динамично, поскольку данные субкадров 1 и 2 передают в известные периоды прохождения кадра, что предполагает, что эти данные имплицитно передают синхронно, так как кадры должны быть синхронными. Это показано на фиг. 1, где, например, восемь данных («Слово 1»… «Слово 8», как и в примерах, представленных на следующих фигурах) кодируют, затем передают одну за другой («Кодированное слово 1»… «Кодированное слово 8»). При приеме после декодирования последовательных кодированных слов (в случае, показанном на фиг. 1, декодирование «Кодированного слова 1» должно дать «Слово 1»), если приемник смог принять достаточно символов (в данном случае «Слово 1»), то получают соответствующий элемент данных (прямоугольник «Слово 1»), в противном случае, если приемник не смог накопить достаточно энергии для этого элемента данных или если во время передачи было утеряно слишком много символов, декодирование дает информацию «Ничего».
- Увеличивать энергию, передаваемую на каждый символ, что не разрешено регламентными нормами и не решает проблему маскирований.
- Увеличивать продолжительность символа, но это уменьшает количество символов, которое может передать система. Кроме того, эффективность ограничена энергией, связанной с каждым символом.
- Повышать надежность кодирования за счет увеличения размера этого кодирования. Недостатком является уменьшение полосы пропускания, которая уже и так очень ограничена. Кроме того, эффективность приема по-прежнему ограничена энергией, связанной с каждым сообщением. Это показано на фиг. 2, где последовательные данные («Слово 1»… «Слово 8») кодируют, затем передают, например, каждую по три раза («Кодированное слово 1», «Кодированное слово 1», «Кодированное слово 1», … «Кодированное слово 8», «Кодированное слово 8», «Кодированное слово 8»). Аналогично случаю, показанному на фиг. 1, при приеме декодирование дает на выходе либо переданные слова, если приемник принимает достаточно символов, либо в противном случае «Ничего».
Объектом настоящего изобретения является способ улучшения получения элемента данных или совокупностей данных, многократно передаваемых в сложной окружающей среде, который в большинстве случаев позволяет даже при динамичной передаче данных, соблюдая при этом регламентные нормы, если речь идет о радионавигационных данных, передаваемых при помощи спутников, не снижать эффективность приема и не уменьшать полосу пропускания.
Способ в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что при передаче в преамбулу к каждому элементу данных или совокупности данных добавляют информацию идентификации этих данных, более короткую, чем совокупность этих данных, и лучше закодированную, чем они с целью более надежного получения этой совокупности данных, тем, что при приеме каждый поступающий элемент данных или совокупность данных идентифицируют при помощи информации идентификации, накапливают энергию данных или совокупностей данных с одинаковой информацией идентификации, и тем, что, если накоплено достаточное количество энергии, соответствующую совокупность данных или соответствующий элемент данных считают подтвержденной(ым).
В дальнейшем тексте описания термин «элемент данных» будет использован для разного обозначения элемента данных или совокупности данных.
Основным отличительным признаком изобретения является обеспечение «контекстуальной» поддержки, относящейся к передаваемым данным, путем указания характера и возможного обновления этих данных, чтобы приемник мог накапливать энергию, когда данные повторяют идентичным образом. Поскольку эти вспомогательные данные являются короткими, можно добиться хорошего качества приема и защиты этой поддержки благодаря ее более длинному кодированию, чем кодирование данных.
В радионавигационной системе многочисленную информацию (эфемериды, альманахи,…) повторяют в течение времени либо на нескольких частотах, либо при помощи нескольких спутников, чтобы обеспечивать услуги в каждый момент и в каждой точке земного шара, что позволяет иметь многочисленные возможности для накопления принятой энергии для каждого элемента данных.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего подробного описания варианта выполнения, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 и 2 - уже описанные выше упрощенные хронограммы основных этапов известного способа.
Фиг. 3 - упрощенная хронограмма основных этапов способа в соответствии с настоящим изобретением.
Описанный ниже способ относится к получению навигационных данных, поступающих от радионавигационных спутников, в частности, в сложной окружающей среде (возмущения среды, маскирование линии обзора,…), но, естественно, изобретение не ограничивается этим применением и его можно применять, если необходимо улучшить прием любых данных в сложной окружающей среде, при условии, что их передают многократно и одинаково.
На фиг. 3 показано осуществление способа в соответствии с настоящим изобретением. Так, передатчик обрабатывает одновременно с каждым элементом данных или совокупностью данных («Слово 1»… «Слово 8») соответствующую информацию идентификации («Поддержка 1» … «Поддержка 8»). Эту информацию идентификации обрабатывают как преамбулу соответствующего элемента данных. Предпочтительно информация идентификации является более короткой, чем данные, которые она идентифицирует. Например, для данных длиной примерно от 500 бит до 1000 бит информация идентификации имеет длину примерно от 9 бит (перед кодированием) до 52 бит (после кодирования ВСН), однако ее кодирование является более надежным, чем кодирование данных.
Кодирование информации идентификации «Поддержка 1» … «Поддержка 8» перед передачей дает последовательно кодированную информацию идентификации «Поддержка 1с» … «Поддержка 8с», которую мультиплексируют с соответствующими закодированными данными «Кодированное слово 1» … «Кодированное слово 8», результат мультиплексирования передают, а затем при приеме демультиплексируют. Принятую кодированную информацию идентификации декодируют отдельно от соответствующих данных при помощи не показанной на чертеже функции.
В примере, представленном на фиг. 3, предполагается, что первое появление элемента данных «Кодированное слово 1» принимается приемником с искажением (он не несет достаточно накопленной энергии и/или не содержит достаточно символов), следовательно, первое декодирование (показанное на фиг. 3 внизу) дает только информацию «Ничего» и выход декодированных данных (который мог бы дать «Слово 1») запрещен. После этого осуществляют декодирование следующего элемента данных «Кодированное слово 2», который считают правильным, поскольку его декодирование дает «Слово 2».
Поскольку, условно, передачу данных производят многократно и идентично, при следующем появлении элемента данных «Кодированное слово 1» в приемник предполагают, что этот кодированный элемент данных содержит достаточно накопленной энергии и/или символов и, следовательно, ее можно правильно декодировать, что показано на фиг. 3 справа: действительно, получают «Слово 1» на выходе декодирования и выход «Ничего» запрещен. Следует отметить, что номера, присвоенные «Слову», не являются порядковыми номерами в последовательности, а только идентификаторами.
априори
Преимуществом настоящего изобретения является возможность приема навигационных данных с накоплением передаваемой энергии в необходимом количестве за счет того, что, с одной стороны, кодированную информацию идентификации, связанную с соответствующими данными, кодируют более надежно, чем эти данные, и она является более короткой, чем они, и, следовательно, статистически имеет больше шансов на правильный прием в приемнике, и что, с другой стороны, эта информация идентификации позволяет устанавливать символы кодированных данных и, следовательно, накапливать их в месте, где они сохраняются, причем даже, если кодированные данные передаются  не прогнозировано.
Необходимость передачи поддержки при помощи достаточно длинного кодирования для обеспечения хорошего качества приема и защиты этой поддержки не является недостатком, поскольку в системе, уже требующей передачи данных с тем же условием надежности, по сути дела речь идет только об удлинении этой передачи данных. Например, услуга “Safety of Life” системы Galileo требует передачи счетчиков, уже удовлетворяющей этому требованию. Таким образом, данные системы Galileo являются доступными в окружающей среде, в которой данные GPS L1C недоступны.
Способ в соответствии с настоящим изобретением можно осуществлять в разных системах передачи, отличающихся от радионавигационных спутниковых систем, например в мультипередающих системах (передача данных на разных каналах во времени, пространстве и частоте) или в радиовещательных системах РЧ (называемых “broadcast”), коллективных или нет, или же просто, когда необходимо сэкономить полосу пропускания (кодируя при этом данные с меньшей степенью надежности). В целом, изобретение можно применять в любой системе, где приемник связан одновременно с несколькими передатчиками, например в области цифрового радиовещания, наземного цифрового телевидения, телевещания через мобильные телефоны типа G3S и т.д.