Способ передачи дискретных сообщений с многопараметрической адаптацией

Изобретение относится к области техники передачи дискретных сообщений и может использоваться для построения автоматизированных систем и комплексов радиосвязи. Достигаемый технический результат - повышение надежности и скорости передачи дискретных сообщений. Способ основан на процедуре вхождения в связь, первоначальном обмене сообщениями с применением кодов с наибольшей корректирующей способностью в каждом из направлений радиолинии по текущим основным сообщениям, обмене основными сообщениями в каждом направлении радиолинии, при этом в специально выделенные интервалы времени или в свободное от передачи основных сообщений время передают специальные последовательности, максимально чувствительные к параметрам канала передачи сообщений и его изменениям, анализируют эти последовательности при приеме, по результатам их анализа и с учетом других данных о состоянии канала передачи сообщений выбирают код и параметры перемежения сигналов и передают своему корреспонденту наряду с кодами параметры перемежения сигналов. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области техники передачи дискретных сообщений и может использоваться для построения автоматизированных систем и комплексов радиосвязи, обеспечивающих достоверный обмен информацией.

Известен способ передачи сообщений в системах с обратной связью, основанный на том, что в канал связи передают укороченный помехоустойчивый каскадный код, на приемной стороне системы связи по результатам декодирования внутреннего кода укороченного помехоустойчивого каскадного кода определяют количество дополнительных слов внутреннего кода помехоустойчивого каскадного кода, необходимых для правильного декодирования внешнего кода помехоустойчивого каскадного кода, и затем формируют запрос на передачу этих дополнительных слов внутреннего кода помехоустойчивого каскадного кода для окончательного декодирования сообщения [1].

Известен также способ измерения качества динамического канала для адаптивной модуляции и методов кодирования, основанный на том, что используют адаптивную модуляцию и кодирование (АМ&С) для достижения наилучшего использования радио ресурсов и обеспечения оптимальной скорости передачи данных. Специальные блоки данных передаются от подвижных терминалов к базовой станции, измеряя качество канала связи, в свою очередь, базовая станция распределяет ресурсы канала и уведомляет подвижные терминалы относительно физического распределения каналов, указывая коэффициент модуляции/кодирования и распределяя пустоты, сопровождаемые при передаче специальных блоков данных [2].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ, описанный в [3]. Данный способ передачи сообщений, основанный на процедуре вхождения в связь, первоначальном обмене основными сообщениями с применением кодов с наибольшей корректирующей способностью в каждом из направлений радиолинии, оценке состояния каналов передачи сообщений в каждом направлении радиолинии по текущим основным сообщениям, выборе кодов, передаче сообщения о выбранном коде своему корреспонденту, обмене основными сообщениями в каждом направлении радиолинии.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности и скорости передачи дискретных сообщений.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе передачи дискретных сообщений с многопараметрической адаптацией, основанном на процедуре вхождения в связь, первоначальном обмене сообщениями с применением кодов с наибольшей корректирующей способностью в каждом из направлений радиолинии, оценке состояния каналов передачи сообщений в каждом направлении радиолинии по текущим основным сообщениям, выборе кода, передаче сообщения о выбранном коде своему корреспонденту, обмене основными сообщениями в каждом направлении радиолинии, дополнительно выполняются следующие действия: в каждом из направлений радиолинии в специально выделенные интервалы времени или в свободное от передачи основных сообщений время передают специальные последовательности, максимально чувствительные к параметрам канала передачи сообщений и его изменениям, анализируют специальные последовательности при их приеме, по результатам их анализа и с учетом других данных о состоянии канала передачи сообщений, а также с учетом назначения каналов передачи сообщений выбирают код и параметры перемежения сигналов, обеспечивающие при заданной помехоустойчивости и выполнении требования о назначении каналов передачи сообщений, максимальную пропускную способность каналов передачи сообщений на определенный прогнозируемый интервал времени, передают своему корреспонденту, наряду с кодами, параметры перемежения сигналов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что введение существенных отличительных признаков составляет новизну и позволяет, как будет показано ниже, решить поставленную задачу.

На чертеже приведен алгоритм функционирования предлагаемого способа передачи дискретных сообщений с многопараметрической адаптацией, поясняющий его работу. Рассмотрим некоторые особенности и сделаем отдельные пояснения к данному алгоритму.

Особенности предлагаемого способа заключаются в следующем.

Данный способ передачи дискретных сообщений обеспечивает обмен сообщениями как в дуплексном и полудуплексном, так и в симплексном режимах функционирования, но при этом в симплексном режиме функционирования необходимо наличие решающей или информационной обратной связи для передачи сообщения о выбранном коде и параметрах перемежения своему корреспонденту. Отличие режимов функционирования заключается лишь в обеспечении корреспондентов соответствующим протоколом взаимодействия, основанном на данном способе.

Под специальной последовательностью понимается такая, которая обеспечивает максимальную чувствительность к параметрам канала передачи сообщений и его изменениям, т.е. по результатам анализа изменений специальной последовательности, произошедших при ее передаче, можно было бы судить о состоянии канала. В качестве специальных можно предложить использовать последовательности Баркера, Лежандра, М-последовательности и др. Специальная последовательность должна быть известна обоим корреспондентам.

Под основным сообщением подразумевается такое, которое не является служебным сообщением, в том числе и специальной последовательностью, а является главным объектом функционирования радиолинии и известно только одному корреспонденту.

Под кодом подразумевается не только собственно параметры алгоритма кодирования/декодирования, но и сам алгоритм кодирования/декодирования, т.е. предполагаются различные виды кодов.

Под назначением каналов передачи сообщений подразумевается среда, ее параметры, скорость доставки, уровень достоверности сообщений и др. показатели, например, для телефонных дуплексных каналов - минимальные время доставки сообщения и длина кода, для передачи данных с высокой достоверностью - большие время перемежения и длина кода.

Процедура вхождения в связь двух корреспондентов является общеизвестной процедурой установления связи между корреспондентами с последующей возможностью передачи основных сообщений. В тоже время при неудачном вхождении в связь происходит повторная попытка процедуры вхождения связь, которая может повторяться определенное количество раз или в течение определенного интервала времени. После удачного вхождения в связь каждый корреспондент использует код и параметры перемежения с наибольшей корректирующей способностью в каждом из направлений радиолинии, что обеспечивает достоверность в первоначальном обмене сообщениями.

Обмен основными сообщениями в каждом направлении радиолинии производится параллельно процессу многопараметрической адаптации, в который входят: оценка состояния канала передачи сообщений в каждом направлении радиолинии, выбор кода и параметров перемежения, передача сообщения о выбранном коде и параметров перемежения своему корреспонденту. Такой параллельный процесс обработки сигналов обозначается на чертеже двойной линией со стрелкой.

Обмен основными сообщениями в каждом направлении радиолинии происходит по общеизвестному порядку: кодирование - перемежение (в соответствии с выбранным кодом и параметрами перемежения), передача - прием сообщения, деперемежение - декодирование (в соответствии с выбранным кодом и параметрами перемежения). Все остальные процедуры, связанные с оценкой состояния канала передачи сообщений, входят в процедуру многопараметрической адаптации, даже если они связаны с процедурой обмена основными сообщениями.

Оценка состояния канала передачи сообщений в каждом направлении радиолинии формируется:

• по результатам анализа специальной последовательности, при их приеме:

- которая передается в специально выделенные интервалы времени. В свою очередь, эти интервалы времени могут зависеть от назначения каналов передачи сообщений. Это обеспечивает переменный контроль за состоянием канала передачи сообщения тем самым, повышая надежность оценки состояния каналов при обмене основными сообщениями. Данный прием входит в состав Процесса А, изображенного на чертеже;

- которая передается в свободное от передачи основных сообщений время, что обеспечивает удаление простоя канала передачи сообщения, тем самым повышая надежность оценки состояния каналов при последующих обменах основными сообщениями и увеличивая эффективность использования канала. Данный прием входит в состав Процесса А, изображенного на чертеже;

- которую можно использовать для синхронизации каналов передачи сообщений, т.к. специальная последовательность известна обоим корреспондентам. В свою очередь, данный прием помогает осуществлять контроль за состоянием канала связи во время обмена основными сообщениями, т.е. вести постоянный контроль за состоянием канала;

• которая может составлять часть основного сообщения, что, в свою очередь, помогает осуществлять постоянный контроль за состоянием канала связи во время обмена основными сообщениями;

- с учетом других данных о состоянии канала передачи сообщений, используемых помимо оценки специальной последовательности, для повышения надежности оценки состояния канала передачи сообщений:

- данные об искажениях основных сообщений, т.к. при приеме и удачном или неудачном декодировании основных сообщений можно дать оценку текущему состоянию канала передачи сообщений;

- данные зондирования каналов передачи сообщений;

- данные долговременного прогноза состояния каналов передачи сообщений, которые зависят от предыдущих и текущей оценок состояния канала, которые могут участвовать в выработке оценки состояния канала передачи сообщений на определенный прогнозируемый интервал времени;

• а также с учетом назначения каналов передачи сообщений.

Для повышения надежности оценки состояния каналов передачи сообщений производится обучение процедуры выработки упомянутых оценок, т.е. если оценка канала передачи сообщений не соответствует состоянию канала, то происходит корректировка самой процедуры выработки оценок состояния канала, тем самым уменьшая время обмена потраченного на одно сообщение.

Для обеспечения максимальной пропускной способности каналов передачи сообщений на определенный прогнозируемый интервал времени выбор кода и параметры перемежения в каждом направлении радиолинии осуществляются на основании оценки состояния канала передачи сообщений. В свою очередь, уменьшение прогнозируемого интервала времени приводит к обеспечению достоверной передачи информации на максимально возможной скорости в текущий момент времени. При этом код и параметры перемежения сигналов могут выбираться как на приемной, так и на передающей стороне каждого направления радиолинии, т.о. обеспечивая, в зависимости от назначения канала передачи сообщений и скорости оценки, уменьшение времени передачи сообщения о выбранном коде и параметров перемежения своему корреспонденту, т.е. придавая предлагаемому способу большую универсальность.

Передача сообщения о выбранном коде и параметров перемежения своему корреспонденту может осуществляться следующим образом:

- при помощи решающей обратной связи;

- за счет введения избыточности в передаваемое основное сообщение, участок данных "преамбула", содержащий информацию, обеспечивающую выбор кода, что повлечет к незначительному снижению скорости обмена полезной информации.

Также следует отметить, что специальная последовательность, выбранный код и параметры перемежения сигналов являются взаимно связанными, т.е. они подобраны таким образом, что обеспечивают наилучшую чувствительность к изменениям и пропускную способность канала передачи сообщений соответственно, и могут быть зависимыми от назначения каналов передачи сообщений. Кроме этого, специальная последовательность, выбранный код и параметры перемежения сигналов могут быть различными для прямого и обратного каналов передачи сообщений, т.к. состояния каналов в соответствующих направлениях могут различаться, следовательно, и различаться их оценки.

В заключение заметим, что использование предлагаемого способа, основанного на многопараметрической адаптации к состоянию каналов передачи сообщений, позволяет осуществить достоверный обмен сообщениями на максимально возможной скорости в любой момент времени и практически реализовать более высоконадежный и эффективный обмен сообщениями между двумя корреспондентами.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет решить поставленную задачу.

Источники информации

1. Патент RU №2239952, кл. H04L 1/16, 2004 г.

2. Патент USA №6810236, кл. Н04В 17/00, 2004 г.

3. Патент RU №2169431, кл. Н03М 13/00, 2001 г.

1. Способ передачи дискретных сообщений с многопараметрической адаптацией, основанный на процедуре вхождения в связь, первоначальном обмене сообщениями с применением кодов с наибольшей корректирующей способностью в каждом из направлений радиолинии, оценке состояния каналов передачи сообщений в каждом направлении радиолинии по текущим основным сообщениям, выборе кода, передаче сообщения о выбранном коде своему корреспонденту, обмене основными сообщениями в каждом направлении радиолинии, отличающийся тем, что дополнительно в каждом из направлений радиолинии в специально выделенные интервалы времени или в свободное от передачи основных сообщений время передают специальные последовательности, максимально чувствительные к параметрам канала передачи сообщений и его изменениям, анализируют специальные последовательности при их приеме, по результатам их анализа и с учетом других данных о состоянии канала передачи сообщений, а также с учетом назначения каналов передачи сообщений выбирают код и параметры перемежения сигналов, обеспечивающие при заданной помехоустойчивости и выполнении требования о назначении каналов передачи сообщений максимальную пропускную способность каналов передачи сообщений на определенный прогнозируемый интервал времени, передают своему корреспонденту наряду с кодами параметры перемежения сигналов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что специальная последовательность, выбранный код и параметры перемежения сигналов являются взаимно связанными и могут быть зависимыми от назначения каналов передачи сообщений.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что специальная последовательность, передаваемая для оценки качества каналов передачи сообщений, может использоваться для синхронизации каналов передачи сообщений, а также может составлять часть основного сообщения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что специальная последовательность, выбранный код и параметры перемежения сигналов могут быть различными для прямого и обратного каналов передачи сообщений.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что код и параметры перемежения сигналов могут выбираться как на приемной, так и передающей стороне каждого направления радиолинии.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что передача выбранного кода и параметров перемежения сигналов своему корреспонденту может производиться различным образом, как с использованием решающей обратной связи, так и с введением избыточности в передаваемое основное сообщение.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения надежности выбора помехоустойчивого кода и параметров перемежения сигналов могут использоваться помимо оценки специальной последовательности другие данные о состоянии канала передачи сообщений: данные об искажениях основных сообщений, данные зондирования каналов передачи сообщений, данные долговременного прогноза состояния каналов передачи сообщений, зависящие от предыдущего и текущего состояния канала связи.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения надежности оценки состояния каналов передачи сообщений производится обучение процедуры выработки упомянутых оценок.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что данный способ может функционировать в дуплексном, полудуплексном и симплексном с обратной связью режимах.