Спосіб побудови частотно-часових сигнально-кодових конструкцій

Реферат: Спосіб побудови частотно-часових сигнально-кодових конструкцій, що реалізується шляхом визначення коду зміни М частот в частотно-часових послідовностях за допомогою матриць зміни номерів частот, які розраховуються для будь-якого N  M  1 простого числа за правилом K i,k   i  k mod M  1 , де i  1,M - номер строки матриці, а k  1,M - номер стовпця матриці. Забезпечує повне заповнення частотно-часового простору фізичного рівня систем бездротового доступу зі швидкими змінами несучої частоти без співпадання частотно-часових елементів послідовностей різних інформаційних каналів і, тим самим, підвищує їх інформаційну ефективність. UA 98802 U (12) UA 98802 U UA 98802 U 5 10 15 20 25 30 Даний спосіб належить до галузі інформаційних технологій і може бути використаний для підвищення інформаційної ефективності фізичного рівня систем бездротового доступу. Технічним результатом є побудова фізичного рівня систем бездротового доступу зі швидкою зміною несучої частоти без співпадання частотно-часових елементів при повному використанні виділеного системі частотно-часового простору. Сучасний етап розвитку систем бездротового доступу вимагає підвищення інформаційної ефективності їх фізичного рівня для забезпечення задоволення користувачів в інформаційних послугах. Одним із найперспективніших на сьогодні напрямів у розвитку систем бездротового доступу є використання на фізичному рівні сигналів зі швидкою зміною несучої частоти. До таких належать сигнали, у яких символ дискретного повідомлення передається послідовністю радіоімпульсів різних несучих частот f 1, f2, ..., fM, де М - кількість частот в частотно-часовій послідовності. Під символом дискретного повідомлення розуміють групу біт, або у простому випадку один біт. На інтервалі тривалості одного символа Т несуча частота сигналу змінюється М разів або піддається частотній маніпуляції з декількома значеннями частот. Кожному окремому символу відповідає своя частотно-часова послідовність, яка відрізняється від інших. Для забезпечення найкращих кореляційних властивостей код зміни частот в частотно-часових послідовностях визначається певним чином. У відведеній для системи бездротового доступу смузі частот паралельно працює М інформаційних каналів. При цьому ознакою, що відрізняє кожен інформаційний канал є код послідовності зміни несучих частот. На сьогоднішній день в системах бездротового доступу найбільшого поширення отримали коди зміни частот за псевдовипадковим законом [1]. До недоліків таких кодів зміни частот слід віднести те, що вони не виключають можливість співпадання частотно-часових елементів послідовностей різних інформаційних каналів, не забезпечують повне заповнення частотночасового простору виділеного системі, ускладнюють використання кореляційних методів обробки сигналів на прийомі та потребують використання захисного інтервалу між символами сигналу [1, 2]. Наявність зазначених недоліків веде до зменшення інформаційної ефективності фізичного рівня систем бездротового доступу. Найбільш близьким за сукупністю ознак та технічним результатом до способу, що заявляється, є спосіб описаний в [3] (ст. 88-93). Цей спосіб передбачає можливість побудови (N1)=М послідовностей при N=М+1 - простому числі, які мають при довільних взаємних зсувах не більше одного співпадання елементів але при умові, що кодові відстані між елементами однієї послідовності постійні ( d j  const , j  1,M ), а сукупність кодових відстаней складає повну систему кодових відстаней по модулю N:  35 40 45 50 55  j  Ni  NLj   i  dj modN , (1) 1 де i  1,M , а d j  j  mod N . При цьому послідовності (1) можливо представити у вигляді матриці Ni,k  у якій i - номер строки, а k - номер стовпця. При формуванні частотно-часових послідовностей фізичного рівня, номера строки відповідає номер інформаційного каналу, а номеру стовпця - номер частотно-часового елемента. Код зміни частот визначається значеннями елементів матриці. Недоліком цього аналога є те, що при формуванні коду зміни частот послідовностей ансамблів сигналів відповідно (1), один їх елемент обов'язково буде співпадати. І це призводить до наявності взаємних впливів між інформаційними каналами (у каналів, які починають одночасну роботу, перші частоти будуть співпадати). Також розглянуті правила побудови частотно-часових послідовностей є досить складні і потребують затрати значного апаратурного ресурсу в пристроях цифрової обробки (мікропроцесорах, мікроконтролерах, і т. ін.) В основу способу, що пропонується, поставлена задача розробити просте правило формування коду зміни частот в частотно-часових послідовностях, яке зменшить затрати апаратного ресурсу та забезпечить повне використання частотно-часового простору фізичного рівня систем бездротового доступу зі швидкими змінами несучої частоти без співпадання частотно-часових елементів послідовностей різних інформаційних каналів. Цей спосіб реалізується шляхом зміни в активних мережевих пристроях алгоритму визначення коду зміни частот в частотно-часових послідовностях фізичного рівня систем бездротового доступу і може бути виконаний програмним методом. Поставлена задача вирішується шляхом відкидання першого стовпчика послідовностей (1) з однаковими значеннями та проведення заміни інших елементів алфавіту на значення менші на одиницю. Зробивши аналіз, отримуємо новий алгоритм знаходження елементів матриць номерів частот: K i,k   i  k mod M  1 , (2) 1 UA 98802 U 5 10 15 де i  1,M , k  1,M . При визначенні (2) було враховано, що A  mod B  A  A  B , де "  " операція ділення без залишку (націло). Не важко переконатися, що завдяки виразу (2) значно спрощується знаходження алфавітів для формування частотно-часових послідовностей без співпадіння частотно-часових елементів. У відповідності зі значеннями номерів частот Ki,k  , несучі частоти елементів частотночасових послідовностей визначаться наступним чином: f i,k   f1  K i,k   1fP , де f1 - найменше значення несучої частоти ББЧС, a fP - рознос між найближчими значеннями несучих частот. Для прикладу, коди формування частотно-часових послідовностей без співпадіння частотночасових елементів, при М = 16 визначаються матрицею, наведеною на кресленні. Список використаної літератури 1. Яриловець А.В. Аналіз інформаційних можливостей сигнальних конструкцій систем безпроводового доступу стандартів IEEE 802.11 // Спеціальні телекомунікаційні системи та захист інформації. - 2006. - Вип. 1(12). - С. 5-14. 2. Варакин Л.Е. Системы святи с шумоподобными сигналами / Варакин Л.Е. - М.: Радио и связь, 1985. - 384 с. 3. Тузов Г.И. Статистическая теория приёма сложных сигналов / Тузов Г.И. - М., «Сов. радио», 1977. - 400 с. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб побудови частотно-часових сигнально-кодових конструкцій, що реалізується шляхом визначення коду зміни М частот в частотно-часових послідовностях за допомогою матриць зміни номерів частот, які розраховуються для будь-якого N  M  1 простого числа за правилом K i,k   i  k mod M  1 , де i  1,M - номер строки матриці, а k  1,M - номер стовпця матриці, який відрізняється тим, що забезпечує повне заповнення частотно-часового простору фізичного рівня систем бездротового доступу зі швидкими змінами несучої частоти без співпадання частотно-часових елементів послідовностей різних інформаційних каналів і, тим самим, підвищує їх інформаційну ефективність. 2 UA 98802 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3