Система приймання-передавання цифрової інформації

Реферат: Винахід належить до телекомунікації та призначений для застосування в мережах передачі інформації із застосуванням кластерного кодування (декодування за низьким та високим рівнями манчестерського коду). Система містить передавач, який складається з генератора послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,1, генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,9, які під'єднані до комутатора, який через канал зв'язку з'єднаний з приймачем, передавач додатково містить конвертер з коду "без повернення до нуля" в "манчестерський код", приймач містить блок визначення параметра розпізнавання, блок порівняння параметрів розпізнавання, блок запам'ятовування параметра розпізнавання. Введення блока розпізнавання приводить до того, що підвищується якість передавання інформації в умовах наявності шуму в каналі. Співвідношення сигал/шум зменшується від 10 дБ при 50 відліках на 1 біт інформації до 0 дБ при 100 відліках. Таким чином зростає завадостійкість системи та швидкість передавання інформації у порівнянні з відомими. UA 106856 C2 (12) UA 106856 C2 UA 106856 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі телекомунікації та призначений для застосування в мережах передачі інформації із застосуванням кластерного кодування (декодування за низьким та високим рівнями манчестерського коду). Найбільш близькою до запропонованої системи передавання цифрової інформації є система, що містить передавач, який складається з двох генераторів послідовностей імпульсів з фрактальними амплітудами, які під'єднані до комутатора, який через канал зв'язку з'єднаний з приймачем [Васюта К.С. Метод передачи информации, основанный на манипуляции показателя Херста фрактального ("цветного") гауссовского шума. // Системи обробки інформації - 2010. - Випуск 6 (87). - С. 62-65. Однак в такій системі метод декодування здійснюється шляхом складних математичних перетворень і його використання у системах передавання інформації, що працюють у реальному часі є складним, крім того співвідношення сигнал/шум, при якому система здатна передавати інформацію поступається іншим системам, що використовують фрактальні сигнали, швидкодія системи низька, завадостійкість недостатня. В основу винаходу поставлено задачу підвищення завадостійкості системи та швидкодії системи за рахунок менш складного, а тому більш швидкого алгоритму декодування, також зменшується кількість відліків, що необхідна для декодування одного біта інформації, що сприяє підвищенню швидкодії системи. Поставлена задача вирішується тим, що в системі приймання-передавання цифрової інформації, що містить передавач, який складається з генератора послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,1, генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,9, які під'єднані до комутатора, який через канал зв'язку з'єднаний з приймачем, згідно з винаходом, передавач додатково містить конвертер з коду "без повернення до нуля" в "манчестерський код" та під'єднаний до комутатора, приймач містить блок визначення параметра розпізнавання, блок порівняння параметрів розпізнавання, блок запам'ятовування параметра розпізнавання, причому один вихід блока визначення параметра розпізнавання під'єднаний до блока запам'ятовування параметра розпізнавання, а другий вихід під'єднаний до блока порівняння параметрів розпізнавання, вихід блока запам'ятовування параметра розпізнавання з'єднаний з блоком порівняння параметра розпізнавання, вихід якого одночасно є виходом всієї системи. Введення блока розпізнавання приводить до того, що підвищується якість передавання інформації в умовах наявності шуму в каналі, яка визначалась за мінімальним значенням співвідношення сигнал/шум, при якому можливе розпізнавання інформаційних бітів. Моделювання системи передавання, здійснене авторами, показало, що співвідношення сигнал/шум, при якому можливе розпізнавання, зменшується від 10 дБ при 50 відліках на 1 біт інформації до 0 дБ при 100 відліках, а при 500 відліках це співвідношення становить мінус 10 дБ. Таким чином зростає завадостійкість системи та швидкість передавання інформації у порівнянні з прототипом. На кресленні зображено функціональну схему системи приймання-передавання інформації, де 1 - передавач; 2 - канал зв'язку; 3 - приймач; 4.1 - генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,1; 4.2 - генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,9; 5 - комутатор; 6 - конвертер з коду "без повернення до нуля" в "манчестерський код"; 7 - блок визначення розпізнавального параметра; 8 - блок запам'ятовування розпізнавального параметра, 9 - блок порівняння параметрів розпізнавання. Система приймання-передавання цифрової інформації містить передавач 1, генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,1 - 4.1, генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,9 - 4.2 та конвертер 6 з коду "без повернення до нуля" в "манчестерський код", що під'єднані до комутатора 5, який через канал зв'язку 2 з'єднаний з приймачем 3. Приймач 3 містить блок визначення параметра розпізнавання 7, блок запам'ятовування параметра розпізнавання 8, блок порівняння параметрів розпізнавання 9, причому один вихід блока визначення параметра розпізнавання 7 під'єднаний до блока запам'ятовування параметра розпізнавання 8, а другий вихід під'єднаний до блока порівняння параметрів розпізнавання 9, вихід блока запам'ятовування параметра розпізнавання 8 також під'єднаний до блока порівняння параметра розпізнавання 9, вихід якого одночасно є виходом всієї системи. Система приймання-передавання працює наступним чином. На виході генераторів 4.1 та 4.2 формується сигнал типу фрактальний гаусів шум, показники Херста сигналів різні: генератор 4.1 формує ФГШ з показником 0,1, генератор 4.2 - з показником 0,9. 1 UA 106856 C2 5 10 15 20 25 Для забезпечення самосинхронізації та спрощення в приймачі 1 процедури детектування в передавачі на вході застосований конвертер 6 з коду "без повернення до нуля" в "манчестерський", в якому кодування нулів та одиниць забезпечується перепадом потенціалу всередині кожного імпульсу (одиниці з низького до високого, а нуля - навпаки). Це забезпечує відмінність значень параметра розпізнавання поточного та попереднього сигналів в приймачі 1. Таким чином, біт інформації передається за два такти. Якщо вхідний біт відповідає логічній "1", то протягом першого такту до комутатора 5 підключається генератор 4.1, а протягом другого генератор 4.2. Якщо вхідний біт відповідає логічному "0", то протягом першого такту до комутатора 5 підключається генератор 4.1, а протягом другого - генератор 4.2. Отже, в залежності від значення вхідних інформаційних бітів за допомогою комутатора 5 здійснюється вмикання генераторів 4.1 або 4.2 у послідовності відповідній до коду "манчестер". Отриманий в результаті широкосмуговий сигнал подається у канал зв'язку 2. В приймачі 3 здійснюється декодування інформації. Для цього блок визначення параметра розпізнавання 7, фіксує 500 відліків несучого сигналу, починаючи з фіксованого моменту. Блок запам'ятовування параметра розпізнавання 8 за заданим алгоритмом визначає параметр розпізнавання кластера. Як параметр розпізнавання вибрана міра (норма кластера), що дорівнює сумі квадратів відстаней від точок кластера до його центра. Значення параметра розпізнавання, що відповідають високому чи низькому рівню коду "манчестер" ± (логічним "1" і "0") відрізняються між собою. Блок запам'ятовування параметра розпізнавання 8 запам'ятовує значення параметра розпізнавання, визначеного за 1-ий такт. Декодування переданої інформації здійснюється блоком порівняння параметрів розпізнавання 9 шляхом порівняння значень параметрів розпізнавання, записаного у блоці запам'ятовування параметру розпізнавання 8 та визначеного на протязі 2-го такту блоком визначення параметра розпізнавання 7, блок порівняння параметрів розпізнавання 9 приймає рішення стосовно відповідності декодованого сигналу: логічний "0" або "1". На виході блока порівняння параметрів розпізнавання 9 формується декодована послідовність. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 Система приймання-передавання цифрової інформації, що містить передавач, який складається з генератора послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,1, генератор послідовності імпульсів з фрактальними амплітудами з параметром Херста 0,9, які під'єднані до комутатора, який через канал зв'язку з'єднаний з приймачем, яка відрізняється тим, що передавач додатково містить конвертер з коду "без повернення до нуля" в "манчестерський код" та під'єднаний до комутатора, приймач містить блок визначення параметра розпізнавання, блок порівняння параметрів розпізнавання, блок запам'ятовування параметра розпізнавання, причому один вихід блока визначення параметра розпізнавання під'єднаний до блока запам'ятовування параметра розпізнавання, а другий вихід під'єднаний до блока порівняння параметрів розпізнавання, вихід блока запам'ятовування параметра розпізнавання з'єднаний з блоком порівняння параметра розпізнавання, вихід якого одночасно є виходом всієї системи. 2 UA 106856 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3