Способ декодирования псевдошумового сигнала

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в гидроакустике для построения систем целеуказания, самонаведения и телеметрии в подводных аппаратах. Технический результат - повышение помехозащищенности декодирования псевдошумового сигнала. Способ декодирования псевдошумового сигнала основан на дискретизации принимаемого сигнала по переходам через нуль, преобразовании в двоичный код и сравнении с одной из нормированных биортогональных последовательностей путем интегрирования и суммирования. Двоичный код подвергают перекоммутации согласно неприводимых полиномов над полем Галуа GF(2), с помощью быстрого преобразования Уолша методом максимума Понтрягина по пороговому уровню получают номер одной из биортогональных последовательностей. Затем с помощью обратного коммутирования соответствующим полиномом над полем Галуа определяют искомый код. 1 ил.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в гидроакустике для построения систем целеуказания, самонаведения и телеметрии в подводных аппаратах.

В телеметрических системах связи, в гидроакустических устройствах обнаружения и пеленгования объектов используют широкополосные кодированные сигналы с целью повышения помехоустойчивости и увеличения разрешающей способности определения параметров при больших дальностях действия. Известны способы декодирования псевдошумового сигнала, описанные в Elecrocecs Record 1978, September, p. 811-814, Wai Hung Hg «Decomposition technique for acquiring combined pseudo-random-noise signals»; патент РФ №2327297 от 20.06.2008 г. «Способ декодирования блоковых кодов со стиранием элементов».

Выделение составных псевдошумовых сигналов с помощью метода декомпозиции требует быстрой синхронизации последовательностей корреляции каждого кода. При этом ухудшаются свойства зондирующего псевдошумового сигнала вследствие увеличения боковых лепестков корреляционной функции псевдошумовой посылки.

Известен способ декодирования, в котором шестикратное посимвольное умножение N-мерного кода X на сумму по модулю два над полем Галуа опорного кода Y с результатом предыдущей идентичной логической операции, когда опорный код Y1 соответствует выбранному коду при излучении, а остальные произвольные коды умножают на сопряженные попарно друг другу векторы, а из полученных в результате этой операции кодов попарно арифметически складывают и при совпадении результатов сложения от полученного кода арифметически вычисляют выбранный код.

Широкого применения такой способ декодирования не нашел вследствие того, что такой алгоритм идентично ведет себя также и к помехам гармонического типа, что не могло быть исключено при предварительной демодуляции кодов по несущей.

Известен способ декодирования псевдошумового сигнала, заключающийся в том, что посимвольно перемножают принимаемый n-мерный код на сумму по модулю два над полем Галуа опорного кода с результатом предыдущей идентичной логической операции, а полученный n-мерный код за период излучения умножают на постоянный вектор, соответствующий выбранному коду при излучении. Однако известный способ декодирования псевдошумового сигнала не обладает высокой помехозащищенностью, вследствие наличия одиночных, двойных и отдельных комбинаций ошибок в коде, вероятность появления которых в гидроканалах достаточно велика. Это приводит к ошибкам при декодировании, т.е. известный способ декодирования может быть применен при соотношении сигнал/шум больше 1.

Технический результат - повышение помехозащищенности декодирования псевдошумового сигнала.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе декодирования псевдошумового сигнала, основанном на дискретизации принимаемого сигнала по переходам через нуль, преобразовании в двоичный код и сравнении с одной из нормированных биортогональных последовательностей путем интегрирования и суммирования, двоичный сигнал подвергают перекоммутации согласно неприводимых полиномов над полем Галуа GF(2) и с помощью быстрого преобразования Уолша, методом максимума Понтрягина по пороговому уровню, получают номер одной из биортогональных последовательностей, затем с помощью обратного коммутирования соответствующим полиномом над полем Галуа определяют искомый код.

Предлагаемый способ декодирования псевдошумового сигнала может быть пояснен блок-схемой (фиг. 1), где приняты следующие обозначения:

1 - дискретизатор;

2 - регистр сдвига до коммутации;

3 - регистр сдвига после коммутации;

4 - блок быстрого преобразования Уолша;

5 - пороговое устройство;

6 - блок обратного коммутирования.

Согласно предлагаемому способу псевдошумовой широкополосный сигнал, не содержащий частот больше fmax, дискретизируют по переходам через нуль с частотой f0=2fmax и полностью определяют дискретным множеством значений, выраженным двоичным кодом на конечном интервале времени.

Полученный двоичный код далее подвергают перекоммутации согласно неприводимых полиномов, формирующих передаваемый пакет информации, и записывают в регистр сдвига 3. Сигнал с регистра сдвига 3 направляют в блок быстрого преобразования Уолша 4, после чего по достижении порогового уровня методом максимума Понтрягина получают номер биортогональной последовательности Уолша и с помощью обратного коммутирования определяют искомый код.

Моделирование способа декодирования основано на свойствах кодов исправлять ошибки, и для размерности 25-1=31 продемонстрирована для кодов Рида-Соломона второго порядка, порождающихся полиномами х5432+1, х542+х+1 и кодом Рида-Соломона первого порядка: х52+1, исправляющих, соответственно, одиночные, двойные и тройные ошибки для кодов второго порядка и пачки ошибок кратности семи для кодов первого порядка. Коммутатор для кода первого порядка с полиномом х52+1 определяют, например, переводом из алгебры в базисе дизъюнкций к базису конъюнкций с помощью гомоморфизма 0→•, 1→0 и подстановки классов вычетов по модулю неприводимого примитивного полинома над GF(2) на ряд арифметического базиса.

Слева представлен ряд арифметического базиса в двоичном коде х5=>20=1, х4=>21=2, х3=>22=4, х2=>23=8, х1=>24=16 в каждой строке: по столбцам представлены переменные булевых функций: х5, х4, х3, x2, x1.

Справа представлены в каждой строке классы вычетов по модулю неприводимого примитивного полинома для кода Рида-Соломона первого порядка в виде сравнения: х5≡х2⊕1.

Изоморфизм осуществляется с помощью подстановки Галуа К:

Соответственно, обратный коммутатор для него примет вид:

Аналогично находятся коммутаторы для кодов Рида-Соломона второго порядка согласно сравнениям:

х5≡x4⊕х3⊕х2⊕1 и

x5≡x4⊕x2⊕x⊕1.

Вследствие того, что коды второго порядка исправляют все одиночные, двойные и тройные ошибки, минимальный пороговый уровень составит N-2t=32-6=26, т.е. каждая ошибка уменьшает пороговый уровень на две единицы, соответственно, код первого порядка составит N-2t=32-14=18, и начнет свое функционирование только после кодов второго порядка. Таким образом, шумы белого гауссового распределения уже не попадают на декодирующее устройство первого порядка.

Сложность построения предложенного алгоритма декодирования растет не по экспоненциальному, а по логарифмическому закону, что приближает его к границе Шеннона по пропускной способности приема сигнала на фоне помех.

Заявляемое изобретение продемонстрировало высокую помехозащищенность декодирования псевдошумового сигнала и позволяет широко применять его при построении систем целеуказания, самонаведения и телеметрии на больших дистанциях при малом соотношении сигнал/шум.

Способ декодирования псевдошумового сигнала, основанный на дискретизации принимаемого сигнала по переходам через нуль, преобразовании в двоичный код и сравнении с одной из нормированных биортогональных последовательностей путем интегрирования и суммирования, отличающийся тем, что двоичный код подвергают перекоммутации согласно неприводимых полиномов над полем Галуа GF(2) и, с помощью быстрого преобразования Уолша методом максимума Понтрягина по пороговому уровню, получают номер одной из биортогональных последовательностей, затем с помощью обратного коммутирования соответствующим полиномом над полем Галуа определяют искомый код.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области техники связи и, в частности, к системам передачи информации, в которых для ее защиты от искажений в канале связи применяются LDPC-коды.

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано для построения систем радиосвязи. Технический результат - исключение увеличения информационной скорости цифрового канала радиосвязи.

Группа изобретений относится к области помехоустойчивого кодирования, в частности к применению скрученного полярного кода в кодировании и декодировании данных. Техническим результатом является повышение быстродействия кодирования/декодирования за счет снижения числа осуществляемых итераций.

Изобретение относится к системе связи на основе технологии "с множеством входов и множеством выходов" (MIMO), в которой используют первую кодовую книгу и вторую кодовую книгу.

Изобретение относится к системе беспроводной связи, содержащей базовую станцию и терминал, которые используют сгенерированную кодовую книгу. Технический результат - повышение точности обратной связи для многоэлементной антенной решетки.

Изобретение относится к технологиям кодирования видеоизображений. Техническим результатом является обеспечение сжатия входных данных без потерь.

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах беспроводного доступа, сухопутной подвижной и спутниковой связи, призванных функционировать в условиях возросшего спроса на выделение полос частот.
Изобретение относится к области кодирования и передачи данных и может быть использовано в автоматизированных системах подготовки и пуска ракет космического назначения.

Изобретение относится к системам телекоммуникаций и вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении пропускной способности устройства LDPC-кода за счет того, что на каждой итерации алгоритма декодирования из проверочных уровней LDPC-кода исключаются символы кодового слова, надежность которых выше заданного порога.

Изобретение относится к LDPC-кодированию и декодированию между передающими и приемными устройствами. Технический результат - повышение точности передачи сигналов.

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано при обмене данными по каналам передачи с ошибками. Технический результат - повышение точности обнаружения и исправления ошибок передачи. Для этого на передаче получают очередную часть информационной последовательности, вычисляют из нее проверочные символы, которые записывают вместе с очередной частью информационной последовательности в очередную часть помехоустойчивой последовательности, которую сжимают и передают, на приеме получают очередную часть принятой последовательности, которую запоминают и затем запомненные очередные части принятой последовательности разжимают в очередные части декодированной последовательности, из которых выделяют очередные части восстановленной информационной последовательности и декодированные проверочные символы, из очередной части восстановленной информационной последовательности вычисляют проверочные символы, которые побитно сравнивают с декодированными проверочными символами и при их побитном совпадении делают вывод об отсутствии ошибок передачи, при несовпадении - поочередно инвертируют один или несколько битов в запомненных очередных частях принятой последовательности, которые разжимают и выполняют последующие действия до достижения вывода об отсутствии ошибок передачи. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к системе связи и может быть использовано для присвоения вариантов избыточности кольцевому буферу в пределах системы связи. Техническим результатом является улучшение эффективности кольцевого буфера. Устройство содержит кодер, выводящий систематические биты, первый блок битов четности и второй блок битов четности, каждый длиной Kпотока; схему согласования скорости, принимающую систематические биты, первый блок битов четности и второй блок битов четности и по отдельности перемежающую систематические биты, первый блок битов четности и второй блок битов четности; логическую схему, определяющую варианты избыточности (RVs), соответствующие битовому положению в пределах потока данных, для начала вывода данных, и при этом RVs начинаются в положениях [Kпотока/32] (C×i+σ), i=0, 1, …, Y-1, где С указывает число столбцов между двумя соседними RVs, Y является числом определенных RVs, σ указывает индекс столбца начального положения первого RV (RV0), и при этом поток содержит перемеженные систематические биты, и перемеженные и чересстрочно чередованные первый и второй блок битов четности, и фиктивные биты; и схему передачи, принимающую не фиктивные биты, начиная с конкретного RV, и передающую упомянутые не фиктивные биты. 13 ил.

Изобретение относится к области радиомониторинга радиосистем передачи информации, в которых используется помехоустойчивое кодирование. Технический результат - способность обнаружения наличия помехоустойчивого кодирования заданного вида в реальном масштабе времени при наличии ошибок в анализируемой дискретной последовательности. Сущность данного способа заключается в последовательном выполнении процедур декодирования и кодирования детектированной последовательности с дальнейшей оценкой коэффициента несовпадений символов между упомянутой детектированной последовательностью и полученным результатом, после чего посредством сравнения коэффициента несовпадений с порогом принимается решение о наличии или отсутствии помехоустойчивого кодирования заданного вида дискретной последовательности. 2 ил.

Изобретение относится к технике сжатия избыточной двоичной информации и ее помехоустойчивого кодирования при обмене данными по каналам передачи с ошибками. Технический результат – совместное арифметическое и помехоустойчивое кодирование избыточной двоичной информационной последовательности, обеспечивающее уменьшение требований к скорости передачи по каналу передачи кодированной последовательности и уменьшение емкости устройств ее запоминания. Для этого на передающей стороне проверочные символы выбирают выделением для каждого проверочного символа среди текущего подинтервала кодирования нулевого символа и текущего подинтервала кодирования единичного символа текущий подинтервал, включающий середину начального интервала арифметического кодирования, и устанавливают проверочным символом символ, соответствующий выделенному текущему подинтервалу, передают очередную часть кодированной последовательности на приемную сторону, где, если текущий подинтервал декодирования каждого из декодированных проверочных символов включает середину начального интервала арифметического кодирования, то делают вывод об отсутствии ошибок передачи. 3 н.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к области систем связи с передачей пакетов данных. Техническим результатом является повышение помехозащищенности передачи информации. Способ кодирования и декодирования сообщений, в котором получают информационные биты, после чего формируют, по крайней мере, два сообщения, где каждое содержит закодированные помехоустойчивым ZigZag кодом вышеуказанные информационные биты, к которым добавлена группа проверочных бит, затем передают, по крайней мере, два закодированных сообщения, где каждое передается на разных частотах, далее принимают, по крайней мере, одно вышеуказанное закодированное сообщение, и в итоге декодируют, по крайней мере, одно закодированное сообщение, причем каждое сообщение декодируют по отдельности, а в случае неуспеха, декодируют все недекодированные сообщения совместно. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в процессорах обработки сигналов и процессорах общего назначения, устройствах кодирования и декодирования данных, устройствах криптографии. Технический результат - увеличение быстродействия, обеспечение возможности задания величины логических сдвигов в диапазоне от 0 до N разрядов и более N разрядов. Устройство сдвига содержит двунаправленную матрицу сдвига размерностью NxM, где M=log2N, из М каскадов элементов 2И-2И-2И-3ИЛИ и 2И-2И-2ИЛИ, блок модификации количества сдвигов, содержащий группу из (М-2) элементов ИЛИ, первую группу из (М-1) элементов И и группу из (М-1) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок управления направлением сдвига, содержащий вторую группу из (М-1) элементов И, группу из (М-1) элементов И с входом запрета, группу из (М-1) элементов НЕ и третью группу из (М-1) элементов И, блок формирования флага нулевого результата, содержащий первый, второй и третий элементы И с входом запрета, первый и второй элементы ИЛИ и элемент И-НЕ, четыре управляющих входа задания направления и вида сдвига. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области передачи цифровой информации и предназначено для применения в кодерах/декодерах, например, систем обмена данными между компьютерами. Технический результат - повышение достоверности передачи цифровых данных. Для этого в способе помехоустойчивого кодирования и декодирования подлежащих передаче цифровых данных дополнительно осуществляют операции: представление подлежащего передаче блока информационных символов в виде Q≥2-мерной фигуры осуществляется N≥2-кратно при различном порядке расположения в ней информационных символов; добавление проверочных символов реализуется применительно к каждой из указанных сформированных фигур; обнаружение ошибок детектирования на приемной стороне осуществляется по каждой из указанных фигур; объединение результатов выполнения операции обнаружения ошибок; исправления ошибок детектирования каждого блока. 3 табл.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Технический результат - предотвращение ситуации, в которой интеллектуальное устройство не осуществляет доступ к сети WLAN из-за того, что оно не может распознать широковещательное сообщение, закодированное с использованием кода с малой плотностью проверки на четность LDPC. Для этого обнаруживают, может ли устройство самостоятельно осуществлять связь с маршрутизатором посредством использования схемы кодирования-декодирования, использующей код LDPC, когда запрашивается доступ к беспроводной локальной сети WLAN; прекращения установления соединения с маршрутизатором в случае определения того, что устройство может самостоятельно осуществлять связь с маршрутизатором посредством использования схемы кодирования-декодирования, использующей код LDPC; и выполнения широковещательной рассылки информации о сети WLAN с помощью схемы кодирования-декодирования, не использующей код LDPC, причем информация о сети WLAN используется для того, чтобы устройство могло осуществить доступ к сети WLAN через маршрутизатор. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к системе беспроводной связи. Технический результат – обеспечение эффективной передачи информации состояния канала с использованием субдискретизации таблицы кодирования в системе беспроводной связи. Способ передачи информации состояния канала (CSI) в системе беспроводной связи, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, содержит этапы: субдискретизации таблицы кодирования для порта с четырьмя антеннами, включающей в себя 16 матриц предварительного кодирования; и выполнения передачи по обратной связи CSI на основе субдискретизированной таблицы кодирования, при этом когда индикатор ранга (RI) равен четырем, субдискретизированная таблица кодирования включает в себя, из 16 матриц предварительного кодирования, первую матрицу предварительного кодирования, имеющую индекс 0, третью матрицу предварительного кодирования, имеющую индекс 2, девятую матрицу предварительного кодирования, имеющую индекс 8, и одиннадцатую матрицу предварительного кодирования, имеющую индекс 10. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области обработки и передачи информации. Технический результат - повышение достоверности передачи многоблочного сообщения при небольшой сложности реализации. Для этого дополнительно на передающей стороне последовательность помехоустойчивых кодов кодируют систематическим каскадным помехоустойчивым кодом, а на приемной стороне сначала последовательность помехоустойчивых кодов декодируют, контролируют правильность декодирования, и неправильно декодированные помехоустойчивые коды стирают, далее выполняют декодирование систематического каскадного помехоустойчивого кода с исправлением стираний, и при числе стираний меньше минимального кодового расстояния систематического каскадного помехоустойчивого кода восстанавливают стертые помехоустойчивые коды. 4 з.п. ф-лы.
Наверх