RU2599930C1 - Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing - Google Patents

Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing Download PDF

Info

Publication number
RU2599930C1
RU2599930C1 RU2015119357/08A RU2015119357A RU2599930C1 RU 2599930 C1 RU2599930 C1 RU 2599930C1 RU 2015119357/08 A RU2015119357/08 A RU 2015119357/08A RU 2015119357 A RU2015119357 A RU 2015119357A RU 2599930 C1 RU2599930 C1 RU 2599930C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
subband
information
eigenvectors
block
matrix
Prior art date
Application number
RU2015119357/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Георгиевич Жиляков
Денис Владимирович Урсол
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС"
Priority to RU2015119357/08A priority Critical patent/RU2599930C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599930C1 publication Critical patent/RU2599930C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/265—Fourier transform demodulators, e.g. fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/2653—Demodulators with direct demodulation of individual subcarriers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.
SUBSTANCE: invention relates to wire, satellite and ground radio communication and can be used for receiving and digital recovery of transmitted information from orthogonal frequency division multiplex (OFDM) channel signals. Method of recovering transmitted information from a received signal, involves receiving a signal through a receiving antenna and transmission thereof to a quadrature demodulator, digitising signal by means of analogue-to-digital converter, parallel-serial conversion to form digital stream, wherein method includes generating and storing a subband orthogonal base
Figure 00000007
, consisting of J calculated and selected, according to number of used data channels in allocated frequency band, eigen vectors
Figure 00000006
subband matrix
Figure 00000003
, i,k = 1, …, N; removing protective interval, if any is present; for recovery of transmitted information from received signals at receiving side, scalar product is taken of vector of digitised received signal
Figure 00000005
with each eigen vector of
Figure 00000006
subband matrix from stored said subband orthogonal base Q.
EFFECT: technical result is providing reliable recovery of transmitted information from received signals at receiving side.
5 cl, 5 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретения относятся к областям проводной, спутниковой и наземной радиосвязи и могут быть использованы для приема и цифрового восстановления (декодирования) передаваемой информации из принятых сигналов с ортогональным частотным уплотнением (OFDM).The invention relates to the field of wired, satellite and terrestrial radio communications and can be used to receive and digitally recover (decode) transmitted information from received signals with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Мультиплексирование с ортогональным разделением частот (OFDM) также было известно в технике, по меньшей мере, с конца 1960-х годов. В OFDM единственный передатчик передает одновременно на многих разных ортогональных частотах. Ортогональные частоты являются частотами, которые являются независимыми относительно соответствующего фазового отношения между частотами. В OFDM доступная полоса частот подразделяется на некоторое число одинаковых полос "подканалов". Мультиплексирование с ортогональным разделением частот широко применяется в беспроводной связи, так как оно уменьшает взаимные помехи или перекрестные помехи между передачами сигналов, в конечном итоге это позволяет передавать данные с более высокой пропускной способностью и с меньшим количеством ошибок. В настоящее время OFDM применяется во многих стандартах беспроводной связи [1, 2].Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) has also been known in the art since at least the late 1960s. In OFDM, a single transmitter transmits simultaneously at many different orthogonal frequencies. Orthogonal frequencies are frequencies that are independent of the corresponding phase relationship between the frequencies. In OFDM, the available frequency band is subdivided into a number of identical “subchannel” bands. Orthogonal frequency division multiplexing is widely used in wireless communication, as it reduces mutual interference or crosstalk between signal transmissions, which ultimately allows data transmission with higher throughput and fewer errors. Currently, OFDM is used in many wireless communication standards [1, 2].

Метод OFDM функционирует с помощью разбиения одного высокоскоростного информационного потока на несколько информационных потоков с низкой скоростью, которые затем передаются одновременно (параллельно). Каждый низкоскоростной поток используется для модуляции поднесущей. Это создает многочастотную передачу путем разделения широкой частотной полосы (канала) на несколько узких полос частот, каждая из которых модулирована сигнальным потоком. Посылая множество сигнальных потоков одновременно, каждый с более низкой скоростью, можно ослабить или усилить помехи, такие как многолучевое распространение или релеевское затухание, без уменьшения полной скорости передачи.The OFDM method operates by splitting one high-speed information stream into several low-speed information streams, which are then transmitted simultaneously (in parallel). Each low speed stream is used to modulate the subcarrier. This creates multi-frequency transmission by dividing a wide frequency band (channel) into several narrow frequency bands, each of which is modulated by the signal stream. By sending multiple signal streams simultaneously, each at a lower speed, it is possible to attenuate or amplify interference, such as multipath propagation or Rayleigh attenuation, without reducing the overall transmission speed.

В системе OFDM передатчик принимает входные данные в частотной области и преобразует их в сигнал временной области. Несущая волна модулируется сигналом временной области для беспроводной передачи. Приемник принимает сигнал, демодулирует волну и преобразует сигнал обратно в частотную область для дальнейшей обработки.In an OFDM system, a transmitter receives input in the frequency domain and converts them into a time-domain signal. The carrier wave is modulated by a time domain signal for wireless transmission. The receiver receives the signal, demodulates the wave and converts the signal back to the frequency domain for further processing.

Прототипом изобретения, осуществляющего восстановление передаваемой информации из принятого сигнала, может выступать описанное в патенте [1] устройство. Схема прототипа представлена на Фиг. 1, где переданный OFDM сигнал может быть принят приемником 100 и обработан для получения потока первоначальных данных. Как известно в данной области техники, сначала сигнал принимается принимающей антенной и поступает на квадратурный демодулятор (на схеме прототипа не показаны) и далее аналоговый сигнал преобразуется обратно в цифровой сигнал с помощью аналогово-цифрового преобразователя 101. Циклический префикс удаляется, и отдельные поднесущие преобразуются обратно в отдельные потоки в блоке 102. Циклический префикс, который выступает защитным интервалом, добавляется к каждой из модулированных параллельных волн на передающей стороне. Этот защитный интервал гарантирует, что подканалы останутся ортогональными, даже если многолучевое затухание становится причиной того, что поднесущие поступают на приемник с некоторой задержкой распространения. Каждый поток параллельных данных демодулируется с помощью демодулятора 103 множества несущих, желательно с помощью алгоритма Быстрого Преобразования Фурье. Окончательно на блоке 104 параллельные потоки снова собираются в единый последовательный цифровой поток 105 для дальнейшей обработки. Если существует отличие между применяемыми ортогональными базисами на передающей и принимающей стороне, то восстановить передаваемую информацию не представляется возможным.The prototype of the invention, which restores the transmitted information from the received signal, can be the device described in the patent [1]. A prototype diagram is shown in FIG. 1, where the transmitted OFDM signal may be received by the receiver 100 and processed to obtain an initial data stream. As is known in the art, a signal is first received by a receiving antenna and fed to a quadrature demodulator (not shown in the prototype diagram) and then the analog signal is converted back to a digital signal using an analog-to-digital converter 101. The cyclic prefix is removed and individual subcarriers are converted back into separate streams in block 102. A cyclic prefix that acts as a guard interval is added to each of the modulated parallel waves on the transmitting side. This guard interval ensures that the subchannels remain orthogonal even if multipath attenuation causes the subcarriers to arrive at the receiver with some propagation delay. Each parallel data stream is demodulated using a plurality of carrier demodulators 103, preferably using the Fast Fourier Transform algorithm. Finally, at block 104, the parallel streams are again assembled into a single sequential digital stream 105 for further processing. If there is a difference between the applied orthogonal bases on the transmitting and receiving sides, then it is not possible to restore the transmitted information.

К недостаткам известного решения можно отнести использование ортогонального базиса Фурье для уплотнения каналов передачи, применяемом в блоке 103, поскольку требуется наличие дополнительных защитных интервалов для снижения уровня внеполосного излучения сигнала и межканальной интерференции, что снижает скорость передачи полезной информации - передаваемой информации без защитных интервалов и прочих технических вставок. Представленный на Фиг. 5 энергетический спектр канального сигнала, сформированного классическим OFDM методом с использованием базиса Фурье в сравнении с предложенным в данном изобретении методом, подтверждает данное мнение.The disadvantages of the known solution include the use of the Fourier orthogonal basis for densification of transmission channels used in block 103, since additional protective intervals are required to reduce the level of out-of-band signal emission and inter-channel interference, which reduces the transmission rate of useful information — transmitted information without protective intervals and other technical inserts. Presented in FIG. 5, the energy spectrum of the channel signal generated by the classical OFDM method using the Fourier basis in comparison with the method proposed in this invention confirms this opinion.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей, на решение которой направлены изобретения, является создание способа и устройства для реализации приемника по обработке передаваемой информации из принятого сигнала на основе ортогонального базиса собственных векторов субполосной матрицы. Приемник позволяет принимать сигналы с низким уровнем внеполосных излучений (порядка минус 60 дБ), большей скоростью передачи (примерно на 20%), за счет дополнительного количества каналов для передачи информации и наличия встроенного защитного интервала в символе, позволяющего уменьшить продолжительность защитного префикса.The problem to which the invention is directed is to create a method and device for implementing a receiver for processing transmitted information from a received signal based on the orthogonal basis of the eigenvectors of the subband matrix. The receiver allows you to receive signals with a low level of out-of-band emissions (of the order of minus 60 dB), a higher transmission rate (about 20%), due to the additional number of channels for transmitting information and the presence of an integrated guard interval in the symbol, which allows reducing the duration of the protective prefix.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение возможности достоверного восстановления передаваемой информации из принятых сигналов на приемной стороне.The technical result of the claimed group of inventions is the ability to reliably restore the transmitted information from the received signals at the receiving side.

Суть изобретений состоит в возможности восстановления передаваемой информации из принятых сигналов в режиме частотного уплотнения на основе ортогонального базиса субполосной матрицы, рассчитанной для области низких частот. Опционально, если в принимаемом сигнале присутствует защитный интервал в виде пассивной паузы или других данных без разрыва фазы между символом и защитной вставкой, то такой отрезок сигнала перед обработкой удаляется.The essence of the invention is the possibility of restoring the transmitted information from the received signals in the frequency compression mode based on the orthogonal basis of the subband matrix, calculated for the low-frequency region. Optionally, if a protective interval is present in the received signal in the form of a passive pause or other data without phase discontinuity between the symbol and the protective insert, then this signal segment is deleted before processing.

В приемопередающем оборудовании могут быть использованы любые модификации до и после ортогонального частотного уплотнения на основе субполосной матрицы, направленные на улучшение скорости передачи, надежности, эффективности, уровня энергетических затрат и других параметров.In the transceiver equipment, any modifications can be used before and after the orthogonal frequency compression based on the subband matrix, aimed at improving the transmission speed, reliability, efficiency, level of energy costs and other parameters.

Технические результаты достигаются за счет того, что в СПОСОБ восстановления передаваемой информации из принятых сигналов прототипа, включающий демодуляцию и оцифровку принятого сигнала, удаление циклического защитного интервала и обработку дискретным преобразованием Фурье, внесены следующие новые признаки:Technical results are achieved due to the fact that the following new features are introduced into the METHOD of restoring transmitted information from received signals of a prototype, including demodulating and digitizing the received signal, removing a cyclic guard interval and processing by a discrete Fourier transform:

- вместо процедуры быстрого преобразования Фурье формируют другой набор собственных векторов субполосной матрицы для низкой частоты, соответствующий параметрам на передающей стороне. Выбирается J собственных векторов, количество которых соответствует числу информационных каналов. Полученный набор формирует ортогональный базис для обработки принимаемой информации.- instead of the fast Fourier transform procedure, another set of eigenvectors of the subband matrix for low frequency corresponding to the parameters on the transmitting side is formed. J eigenvectors are selected, the number of which corresponds to the number of information channels. The resulting set forms an orthogonal basis for processing the received information.

- если опционально используется защитный интервал в виде пассивной паузы или другой информации, не вызывающий фазового разрыва между вставкой и символом, то такой отрезок сигнала перед обработкой удаляется;- if the guard interval is optionally used in the form of a passive pause or other information that does not cause a phase gap between the insert and the symbol, then such a signal segment is deleted before processing;

- результат вычисления ортогонального базиса может быть записан на носитель информации для повторного использования и уменьшения количества вычислительных операций восстановления передаваемой информации;- the result of the calculation of the orthogonal basis can be recorded on a storage medium for reuse and reduce the number of computational operations to restore the transmitted information;

- осуществляется скалярное произведение каждого выбранного собственного вектора субполосной матрицы на вектор оцифрованного сигнала без защитного интервала.- the scalar product of each selected eigenvector of the subband matrix is carried out by the vector of the digitized signal without a guard interval.

Данное изобретение приемника может быть осуществлено в аппаратном или программном обеспечении, или какой-либо их комбинации. Это изобретение не ограничивается его применением для элементов конструкции и схемы компонентов, установленных далее в последующем описании или проиллюстрированных в чертежах. Изобретение допускает другие осуществления до и после операции восстановления информации на основе субполосной матрицы и может быть осуществлено или выполнено другими способами. Также фразеология и терминология, используемые здесь, приведены для описания и не должны рассматриваться как ограничительные.The present invention of the receiver may be implemented in hardware or software, or any combination thereof. This invention is not limited to its use for structural elements and circuit diagrams of components set forth in the following description or illustrated in the drawings. The invention allows other implementations before and after the operation of recovering information based on a subband matrix and can be implemented or performed in other ways. Also, the phraseology and terminology used here are for description and should not be construed as limiting.

Устройство восстановления передаваемой информации из принятых сигналов, реализующее предложенный способ, включает аналого-цифровой преобразователь, на который поступает сигнал из принимающей антенны и квадратурного демодулятора (на схеме не показан), как известно в данной области техники, при этом согласно изобретению оцифрованный сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя поступает на блок удаления защитного интервала (опционально, если защитный интервал присутствует в сигнале), без процедуры параллельно-последовательно преобразования сигнал поступает в блок восстановления информации из принятого сигнала, в нем используется блок собственных векторов, который в соответствии с предложенным способом рассчитывает и/или хранит соответствующее количество собственных векторов субполосной матрицы. Далее каждый выход блока соединен с преобразователем параллельного потока в последовательный, который формирует цифровой поток, который передается далее на обработку.A device for recovering transmitted information from received signals that implements the proposed method includes an analog-to-digital converter, which receives a signal from a receiving antenna and a quadrature demodulator (not shown in the diagram), as is known in the art, and according to the invention, a digitized output signal the analog-to-digital converter enters the block for removing the guard interval (optionally, if the guard interval is present in the signal), without a procedure, in parallel formation signal is inputted to data recovery unit from the received signal, it uses eigenvectors unit which, in accordance with the present method calculates and / or stores a number corresponding eigenvectors subband matrix. Next, each output of the block is connected to a parallel stream to serial converter, which forms a digital stream, which is transmitted further for processing.

В устройстве, реализующем предложенный способ обработки принимаемой информации, может быть использован носитель информации для хранения и дальнейшего использования собственных векторов субполосной матрицы, рассчитанных формирователем собственных векторов. Собственные векторы субполосной матрицы могут быть рассчитаны на другом устройстве и записаны на носитель информации для дальнейшего использования, что позволит исключить процедуру их расчета формирователем собственных векторов. Хранение для последующего использования собственных векторов субполосной матрицы позволяет снизить количество вычислительных операций.In a device that implements the proposed method for processing received information, an information carrier can be used to store and further use the eigenvectors of the subband matrix calculated by the eigenvector generator. The eigenvectors of the subband matrix can be calculated on another device and recorded on a storage medium for future use, which will eliminate the procedure for their calculation by the eigenvector generator. Storage for subsequent use of the eigenvectors of the subband matrix can reduce the number of computational operations.

Для возможности восстановления информации на приемной стороне должен рассчитываться и использоваться ортогональный базис со схожими исходными параметрами, соответствующими передающей стороне, и равным количеством отобранных собственных векторов.In order to be able to recover information on the receiving side, an orthogonal basis with similar initial parameters corresponding to the transmitting side and an equal number of selected eigenvectors must be calculated and used.

Сущность изобретений поясняется изображениями, представленными на фигурах 1, 2 и 3.The invention is illustrated by the images presented in figures 1, 2 and 3.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания изобретения и прилагаемых чертежей, на которых:The features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention and the accompanying drawings, in which:

На Фиг. 1 - схема прототипа.In FIG. 1 is a diagram of a prototype.

Обозначения:Designations:

101 - аналого-цифровой преобразователь;101 - analog-to-digital Converter;

102 - блок удаления циклического префикса и параллельно - преобразования;102 - block removal of the cyclic prefix and parallel to the conversion;

103 - блок демодулятора на множестве несущих (ДПФ);103 - block demodulator on many carriers (DFT);

104 - параллельно-последовательный преобразователь;104 - parallel-serial Converter;

105 - цифровой поток.105 - digital stream.

На Фиг. 2 - схема предложенного устройства.In FIG. 2 is a diagram of the proposed device.

Обозначения:Designations:

101 - аналого-цифровой преобразователь;101 - analog-to-digital Converter;

202 - блок удаления защитного интервала;202 — guard interval removal unit;

203 - блок восстановления информации;203 - information recovery unit;

104 - параллельно-последовательный преобразователь;104 - parallel-serial Converter;

105 - цифровой поток.105 - digital stream.

На Фиг. 3 - схема блока восстановления информации на основе собственных векторов субполосной матрицы.In FIG. 3 is a diagram of an information recovery unit based on eigenvectors of a subband matrix.

Обозначения:Designations:

203 - блок восстановления информации;203 - information recovery unit;

301 - блок управления;301 - control unit;

302 - блок собственных векторов;302 — block of eigenvectors;

3021 - формирователь собственных векторов;3021 - eigenvector generator;

3022 - носитель информации;3022 - information carrier;

303 - умножитель;303 - multiplier;

304 - блок суммирования на интервале длительности одного символа.304 is a summation block on a duration interval of one symbol.

На Фиг. 4 - оценка вероятности верного восстановления информации при различном уровне шума между передаваемой и принятой последовательностями.In FIG. 4 - assessment of the probability of correct information recovery at different noise levels between transmitted and received sequences.

На Фиг. 5 - энергетические спектры канальных сигналов, сформированных различными методами.In FIG. 5 - energy spectra of channel signals generated by various methods.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Предлагаемый способ восстановления передаваемой информации из принятых сигналов на основе субполосной матрицы, включает в себя:The proposed method for recovering transmitted information from received signals based on a subband matrix includes:

- прием сигнала через принимающую антенну и подачу его на квадратурный демодулятор. В демодуляторе сигнал сначала разделяется на квадратурные составляющие и переносится в область низких частот путем перемножения на квадратурные составляющие сигнала с генератора радиочастоты;- receiving a signal through a receiving antenna and supplying it to a quadrature demodulator. In the demodulator, the signal is first divided into quadrature components and transferred to the low-frequency region by multiplying by the quadrature components of the signal from the radio frequency generator;

- преобразование сигнала в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя;- conversion of a signal into a digital form using an analog-to-digital converter;

отличается предложенный способ тем, что:The proposed method differs in that:

- удаляется защитный интервал при его наличии и отсутствует параллельно-последовательное преобразование оцифрованного канального сигнала;- the guard interval is removed if it exists and there is no parallel-serial conversion of the digitized channel signal;

- формированием набора собственных чисел и соответствующего набора собственных векторов

Figure 00000001
для заданной ширины полосы, где
Figure 00000002
- собственный вектор-столбец субполосной матрицы
Figure 00000003
, i,k=1, …, N, где N - размер матрицы и количество отсчетов, Т - знак транспонирования; и дальнейшей выборкой J собственных векторов, в соответствии с параметрами выборки и расчета передающей стороны. Количество выбранных векторов должно соответствовать количеству используемых информационных каналов. Осуществляется скалярное произведение каждого выбранного собственного вектора субполосной матрицы на вектор оцифрованного сигнала без защитного интервала, данное высказывание можно записать в виде- the formation of a set of eigenvalues and the corresponding set of eigenvectors
Figure 00000001
for a given bandwidth, where
Figure 00000002
- eigenvector column of the subband matrix
Figure 00000003
, i, k = 1, ..., N, where N is the matrix size and the number of samples, T is the transpose sign; and further sampling of J eigenvectors, in accordance with the parameters of the sampling and calculation of the transmitting side. The number of selected vectors should correspond to the number of information channels used. The scalar product of each selected eigenvector of the subband matrix is carried out by the vector of the digitized signal without a guard interval, this statement can be written as

Figure 00000004
, n=1, 2, …, J при этом выполняется условие: QT·Q≈Е,
Figure 00000004
, n = 1, 2, ..., J while the condition is fulfilled: Q T · Q≈Е,

где

Figure 00000005
- вектор оцифрованного канального сигнала из N отсчетов, состоящий из реальной и мнимой частей, Т - знак транспонирования, Е - единичная матрица,
Figure 00000006
- собственный вектор-столбец для n-го канала связи, полученный из субполосной матрицы,
Figure 00000007
- матрица (субполосный ортогональный базис), состоящая из выбранного набора собственных векторов субполосной матрицы, Xn - передаваемая информация n-го канала связи, состоящего из реальной и мнимой частей;Where
Figure 00000005
is the vector of the digitized channel signal from N samples, consisting of the real and imaginary parts, T is the transpose sign, E is the identity matrix,
Figure 00000006
is an eigen column vector for the nth communication channel obtained from the subband matrix,
Figure 00000007
- matrix (subband orthogonal basis), consisting of the selected set of eigenvectors of the subband matrix, X n - transmitted information of the nth communication channel, consisting of real and imaginary parts;

- элементы субполосной матрицы

Figure 00000003
, i,k=1, …, N рассчитывают согласно выражению вида:- elements of the subband matrix
Figure 00000003
, i, k = 1, ..., N are calculated according to an expression of the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

при

Figure 00000009
, N=F·Tb at
Figure 00000009
, N = F · T b

где a ik - элементы субполосной низкочастотной матрицы,where a ik are the elements of the subband low-frequency matrix,

i, k - натуральные числа от 1 до N,i, k are natural numbers from 1 to N,

N - размер матрицы и количество отсчетов,N is the size of the matrix and the number of samples,

ΔV - ширина выделенной полосы частот в радианах с учетом частоты дискретизации,ΔV is the width of the allocated frequency band in radians, taking into account the sampling frequency,

W - ширина выделенной полосы частот, Гц,W is the width of the selected frequency band, Hz,

F - частота дискретизации, Гц,F is the sampling frequency, Hz,

Tb - длительность символа, сек.T b - symbol duration, sec.

Полученные информационные последовательности Xn, n=1, 2, …, J, при этом J равно количеству информационных каналов, поступают на параллельно-последовательное преобразование, и далее формируется окончательный передаваемый цифровой поток для дальнейшей обработки.The resulting information sequences X n , n = 1, 2, ..., J, while J is equal to the number of information channels, are sent to parallel-serial conversion, and then the final transmitted digital stream is formed for further processing.

Способ осуществляют следующим образом (см. Фиг. 2, Фиг. 3):The method is as follows (see Fig. 2, Fig. 3):

1. Полученный сигнал через принимающую антенну и процедуры квадратурной демодуляции поступает на вход блока 101 аналого-цифрового преобразователя. В данном контексте полагается, что сигнал с выхода квадратурного демодулятора имеет косинусную и синусную составляющие, что для упрощения представлено в виде комплексного числа. Способ может быть реализован для комплексной и мнимой частей канального сигнала по раздельности без внесения изменений.1. The received signal through the receiving antenna and the quadrature demodulation procedure is input to the block 101 of the analog-to-digital converter. In this context, it is assumed that the signal from the output of the quadrature demodulator has cosine and sine components, which for simplicity is presented as a complex number. The method can be implemented for the complex and imaginary parts of the channel signal separately without any changes.

2. С выхода блока 101 аналого-цифрового преобразователя сигнал поступает на вход блока 202 удаления защитного интервала, уменьшающего влияние многолучевого распространения, если защитный интервал опционально отсутствует, то сигнал с блока 101 напрямую подается на вход блока 203 восстановления информации.2. From the output of the block 101 of the analog-to-digital converter, the signal is input to the block 202 to remove the guard interval, which reduces the influence of multipath propagation, if the guard interval is optionally absent, the signal from block 101 is directly fed to the input of the information recovery block 203.

3. Элементы субполосной матрицы рассчитывают согласно выражению вида3. Elements of the subband matrix are calculated according to the expression of the form

Figure 00000010
Figure 00000010

где a ik - элементы субполосной матрицы,where a ik are the elements of the subband matrix,

i, k - натуральные числа от 1 до N,i, k are natural numbers from 1 to N,

N - размер матрицы и количество отсчетов,N is the size of the matrix and the number of samples,

ΔV - ширина выделенной полосы частот в радианах с учетом частоты дискретизации,ΔV is the width of the allocated frequency band in radians, taking into account the sampling frequency,

W - ширина выделенной полосы частот в Гц,W is the width of the selected frequency band in Hz,

F - частота дискретизации в Гц,F is the sampling frequency in Hz,

Tb - длительность символа в секундах.T b - the duration of the character in seconds.

Формирование набора собственных векторов субполосной матрицы для передачи в выделенной полосе частот осуществляют при

Figure 00000011
, The formation of a set of eigenvectors of the subband matrix for transmission in the selected frequency band is carried out at
Figure 00000011
,

где ΔV - ширина выделенной полосы частот в радианах с учетом частоты дискретизации, W - ширина выделенной полосы частот, Гц, F - частота дискретизации, Гц,where ΔV is the width of the allocated frequency band in radians, taking into account the sampling frequency, W is the width of the allocated frequency band, Hz, F is the sampling frequency, Hz,

N=F·Tb, где N - размер матрицы и количество отсчетов, Tb - длительность символа, сек, F - частота дискретизации, Гц.,N = F · T b , where N is the matrix size and the number of samples, T b is the symbol duration, sec, F is the sampling frequency, Hz.,

Расчет векторов осуществляет блок 302 собственных векторов, который управляется блоком 301 управления.The calculation of the vectors is carried out by the eigenvector block 302, which is controlled by the control unit 301.

В некоторых вариантах реализации изобретения блок 302 собственных векторов содержит формирователь 3021 собственных векторов, формирующий собственные векторы субполосной матрицы.In some embodiments of the invention, the eigenvector block 302 comprises an eigenvector 3021 that generates eigenvectors of the subband matrix.

В некоторых вариантах реализации изобретения блок 302 собственных векторов содержит носитель 3022 информации, которым может быть постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или жесткий диск, или твердотельный накопитель, или flash-память, или оптический диск, или гибридные накопители, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или удаленная компьютерная система, или удаленное хранилище данных. Носитель 3022 информации предназначен для хранения базиса, представляющего собой набор собственных векторов субполосной матрицы, рассчитанных и отобранных в соответствии с параметрами передающей стороны. Сохраненные на носителе информации собственные векторы субполосной матрицы используются в процедуре восстановления информации из канального сигнала, что позволяет сократить количество вычислений, производимых формирователем собственных векторов 3021, либо совсем исключить его.In some embodiments of the invention, the eigenvector block 302 comprises a storage medium 3022, which may be a read-only memory (ROM), or a hard disk, or a solid-state drive, or flash memory, or an optical disk, or hybrid drives, or random access memory ( RAM), or a remote computer system, or a remote data warehouse. The information carrier 3022 is designed to store a basis, which is a set of eigenvectors of a subband matrix calculated and selected in accordance with the parameters of the transmitting side. The eigenvectors of the subband matrix stored on the information carrier are used in the procedure for recovering information from a channel signal, which allows to reduce the number of calculations performed by the eigenvector 3021, or to completely eliminate it.

В различных вариантах реализации изобретения блок 302 собственных векторов содержит или формирователь 3021 собственных векторов, или носитель 3022 информации, или и то и другое одновременно. Различные варианты исполнения блока 302 не влияют на реализацию способа.In various embodiments of the invention, the eigenvector block 302 comprises either an eigenvector generator 3021 or an information carrier 3022, or both at the same time. Various embodiments of block 302 do not affect the implementation of the method.

4. Сигнал одновременно поступает на соответствующие первые входы умножителей 303 блока 203 - восстановления информации, а на вторые входы умножителей 303 поступают сигналы с соответствующих выходов блока 302 собственных векторов.4. The signal simultaneously arrives at the corresponding first inputs of the multipliers 303 of the information recovery unit 203, and the signals from the corresponding outputs of the eigenvector block 302 are fed to the second inputs of the multipliers 303.

5. С выходов умножителей 303 результаты умножения поступают на соответствующие входы сумматоров 304, где суммируют полученную совокупность на интервале длительности одного символа.5. From the outputs of the multipliers 303, the results of the multiplication are sent to the corresponding inputs of the adders 304, where they summarize the resulting set on an interval of one character duration.

6. Полученная символьная последовательность поступает на блок параллельно-последовательного преобразователя 104, выходом которого является передаваемый цифровой поток 105, который далее передается на дальнейшую обработку.6. The resulting character sequence is fed to the block of a parallel-serial converter 104, the output of which is a transmitted digital stream 105, which is then transmitted for further processing.

Длительность символа в канале связи должна совпадать с длительностью базисных функций, без учета защитного интервала, если таковой присутствует в канальном символе.The duration of the symbol in the communication channel must coincide with the duration of the basic functions, without taking into account the guard interval, if any, is present in the channel symbol.

Использование базиса, состоящего из отобранных собственных векторов субполосной матрицы, позволяет восстанавливать передаваемую информацию из принятых сигналов при передаче информации в режиме ортогонального частотного уплотнения с минимальным уровнем внеполосных излучений и повышенной скоростью за счет возможности использования дополнительных каналов и уменьшенной длительности защитной вставки благодаря наличию встроенного защитного интервала. Данное изобретение позволяет восстанавливать передаваемую информацию из такого сигнала без искажений. Данное утверждение наглядно демонстрируется Фиг. 4, результатом компьютерного моделирования по восстановлению передаваемой информации в условиях белого шума, где оценка вероятности ошибки совпадает с теоретической вероятностью ошибки передаваемого сигнала. Стандартные методы приема информации, не использующие субполосные матрицы (например, на основе преобразования Фурье), не позволяют достоверно восстанавливать передаваемую информацию из принятых сигналов, если на передающей стороне для ортогонального частотного уплотнения используются собственные вектора субполосной матрицы. Использование запоминающего устройства для хранения базисных функций способствует увеличению скорости восстановления информации из принятых сигналов.Using a basis consisting of selected eigenvectors of the subband matrix allows you to restore the transmitted information from the received signals when transmitting information in the orthogonal frequency compression mode with a minimum level of out-of-band emissions and increased speed due to the possibility of using additional channels and reduced duration of the protective insert due to the built-in protective interval . This invention allows to restore the transmitted information from such a signal without distortion. This statement is clearly demonstrated in FIG. 4, the result of computer simulation to restore the transmitted information in white noise, where the estimate of the probability of error coincides with the theoretical probability of error of the transmitted signal. Standard methods for receiving information that do not use subband matrices (for example, based on the Fourier transform) do not allow to reliably restore the transmitted information from the received signals if the eigenvectors of the subband matrix are used for orthogonal frequency multiplexing on the transmitting side. The use of a storage device for storing basic functions helps to increase the speed of information recovery from received signals.

Для реализации указанного способа предложено устройство восстановления передаваемой информации из принятых сигналов на основе субполосной матрицы, (Фиг. 2, Фиг. 3), включающее принимающую антенну с квадратурным демодулятором (не обозначен), выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 101. Далее оцифрованный сигнал поступает на блок 202 удаления защитного интервала, если такой используется опционально, выход которого соединен с блоком 203 восстановления информации, выходы каждого канала которого соединены с блоком 104 параллельно-последовательного преобразователя, далее сформированный цифровой поток 105 подается для дальнейшей обработки. Символьные детекторы для восстановления битовой информации могут быть использованы как до, так и после блока 104 в зависимости от системы связи, такая перестановка не оказывает влияния на изобретение. Реализация блока 203 может быть осуществлена как на аппаратном, так и на программном уровне включая различные сочетания.To implement this method, a device is proposed for recovering transmitted information from received signals based on a subband matrix (Fig. 2, Fig. 3), including a receiving antenna with a quadrature demodulator (not indicated), the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter 101. Next the digitized signal is fed to the guard interval removal unit 202, if one is used optionally, the output of which is connected to the information recovery unit 203, the outputs of each channel of which are connected to the 104 are parallel-to-serial converter, then the generated bit stream 105 is supplied for further processing. Character detectors for recovering bit information can be used both before and after block 104, depending on the communication system, such a permutation does not affect the invention. The implementation of block 203 can be implemented both at the hardware and software levels, including various combinations.

Для устройства на аппаратном уровне должны использоваться действительнозначные числа и тогда комплексный сигнал представляется из двух сигналов синусной и косинусной частей, поступающих из квадратурного демодулятора. Для каждой составляющей используется отдельное устройство. Для упрощения общей схемы синусная и косинусная части схемы объединены в один поток и также могут рассматриваться отдельно, начиная с аналого-цифрового преобразователя. Блок 203 может быть реализован в виде двух блоков для отдельной обработки, реальной и мнимой частей сигнала.For the device at the hardware level, real numbers must be used, and then the complex signal is represented from two signals of the sine and cosine parts coming from the quadrature demodulator. A separate device is used for each component. To simplify the overall circuit, the sine and cosine parts of the circuit are combined into one stream and can also be considered separately, starting with an analog-to-digital converter. Block 203 may be implemented as two blocks for separate processing, the real and imaginary parts of the signal.

Принятый сигнал с принимающей антенны и квадратурного демодулятора поступает на аналого-цифровой преобразователь 101, где осуществляется оцифровка принятого сигнала, и выход блока соединен с входом блока 202 удаления защитного интервала (вставки). Если используется защитный интервал в виде пассивной паузы или других данных без разрыва фазы, то такая часть сигнала удаляется и результат подается на вход блока 203 восстановления информации, иначе сигнал с блока 101 поступает на блок 203 без изменений. Выход блока 203 соединен с блоком 104 параллельно-последовательного преобразования, после которого цифровой поток 105 подается для дальнейшей обработки.The received signal from the receiving antenna and the quadrature demodulator is fed to an analog-to-digital converter 101, where the received signal is digitized, and the output of the unit is connected to the input of the block for removing the guard interval (insert) 202. If a guard interval is used in the form of a passive pause or other data without phase discontinuity, then such a part of the signal is deleted and the result is fed to the input of the information recovery block 203, otherwise the signal from block 101 goes to block 203 without changes. The output of block 203 is connected to the block-parallel-serial conversion block 104, after which the digital stream 105 is supplied for further processing.

Данная схема отличается от прототипа блоком 203 восстановления информации, опциональным наличием блока 202 удаления защитного интервала, отсутствием функциональной части, выполняющей параллельно-последовательное преобразование. (поз. 102 на Фиг. 1).This scheme differs from the prototype by the information recovery unit 203, the optional presence of a guard interval removal unit 202, and the absence of a functional part performing parallel-serial conversion. (pos. 102 in Fig. 1).

Блок 203 (Фиг. 3) состоит из:Block 203 (Fig. 3) consists of:

- блока 302 собственных векторов, позволяющего сформировать базис для восстановления информации из принятых сигналов;- block 302 of eigenvectors, allowing to form a basis for restoring information from received signals;

- блока управления 301;- control unit 301;

- J умножителей 303 для умножения принятых сигналов в комплексном виде (в случае программной реализации) или в виде только реальной или мнимой части;- J multipliers 303 for multiplying the received signals in a complex form (in the case of software implementation) or in the form of only the real or imaginary part;

- J сумматоров 304 для суммирования результатов умножения на интервале длительности одного символа, после чего результат суммирования сбрасывается.- J adders 304 for summing the multiplication results over an interval of duration of one character, after which the result of the summation is reset.

В некоторых вариантах реализации изобретения блок 302 собственных векторов содержит формирователь 3021 собственных векторов, формирующий собственные векторы субполосной матрицы.In some embodiments of the invention, the eigenvector block 302 comprises an eigenvector 3021 that generates eigenvectors of the subband matrix.

В некоторых вариантах реализации изобретения блок 302 собственных векторов содержит носитель 3022 информации, которым может быть постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или жесткий диск, или твердотельный накопитель, или flash-память, или оптический диск, или гибридные накопители, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или удаленная компьютерная система, или удаленное хранилище данных. Носитель 3022 информации предназначен для хранения базиса, представляющего собой набор собственных векторов субполосной низкочастотной матрицы, рассчитанных и отобранных в соответствии с параметрами передающей стороны. Сохраненные на носителе информации собственные векторы субполосной матрицы используются в процедуре восстановления информации из принятого сигнала, что позволяет сократить количество вычислений, производимых формирователем 3021 собственных векторов, либо совсем исключить его.In some embodiments of the invention, the eigenvector block 302 comprises a storage medium 3022, which may be a read-only memory (ROM), or a hard disk, or a solid-state drive, or flash memory, or an optical disk, or hybrid drives, or random access memory ( RAM), or a remote computer system, or a remote data warehouse. The information carrier 3022 is designed to store a basis, which is a set of eigenvectors of a subband low-frequency matrix, calculated and selected in accordance with the parameters of the transmitting side. The eigenvectors of the subband matrix stored on the information carrier are used in the procedure for recovering information from the received signal, which allows to reduce the number of calculations performed by the eigenvector generator 3021, or to completely eliminate it.

В различных вариантах реализации изобретения блок 302 собственных векторов содержит или формирователь 3021 собственных векторов, или носитель 3022 информации, или и то и другое одновременно. Различные варианты исполнения блока 302 не влияют на работу устройства восстановления информации из принятых сигналов на основе субполосной матрицы.In various embodiments of the invention, the eigenvector block 302 comprises either an eigenvector generator 3021 or an information carrier 3022, or both at the same time. Various embodiments of block 302 do not affect the operation of the device for recovering information from received signals based on a subband matrix.

Работа устройства на аппаратном уровне осуществляется следующим образом. На приемной стороне полученный сигнал через принимающую антенну и квадратурный модулятор поступает на аналого-цифровой преобразователь 101, осуществляющий оцифровку сигнала, его реальной и мнимой части соответственно (на схеме обозначение для одной компоненты сигнала, для второй компоненты процедуры аналогичны). Оцифрованный сигнал, состоящий из реальной или мнимой части, поступает на вход блока 202 удаления защитного интервала, где защитная вставка при ее наличии удаляется или сигнал передастся далее без изменений на вход блока 203 восстановления информации. Формирование набора собственных векторов субполосной матрицы

Figure 00000003
, i,k=1, …, N осуществляют при
Figure 00000012
, где ΔV - ширина выделенной полосы частот в радианах с учетом частоты дискретизации, W - ширина выделенной полосы частот, Гц, F - частота дискретизации, Гц, N=F·Tb - размер матрицы и количество отсчетов, Tb - длительность символа, сек. Выбирают J векторов, соответствующих параметрам передающей стороны. Расчет и хранение векторов осуществляет блок 302 собственных векторов, который управляется блоком 301 управления. Реальная или мнимая часть оцифрованного сигнала поступает на первые входы блоков 303 умножения, а на вторые входы умножителей 303 поступают сигналы с соответствующих выходов блока 302 собственных векторов. С выходов блоков умножителей 303 результаты поступают на блоки 304 суммирования на интервале длительности одного символа. Результат с блока 203 подается на блок 104 параллельно-последовательного преобразования, на выходе которого получаем передаваемый цифровой поток для дальнейшей обработки. Если устройство выполняется с помощью программных средств, то возможна работа с комплексными числами, а не с отдельными компонентами, без схемных и функциональных изменений.The operation of the device at the hardware level is as follows. On the receiving side, the received signal through the receiving antenna and the quadrature modulator is fed to an analog-to-digital converter 101, which digitizes the signal, its real and imaginary parts, respectively (in the diagram, the designation is for one signal component, for the second component of the procedure are similar). The digitized signal, consisting of the real or imaginary part, is fed to the input of the guard interval removal unit 202, where the protective insert, if any, is deleted or the signal is transmitted further without changes to the input of the information recovery unit 203. Formation of a set of eigenvectors of a subband matrix
Figure 00000003
, i, k = 1, ..., N is carried out at
Figure 00000012
where ΔV is the width of the allocated frequency band in radians taking into account the sampling frequency, W is the width of the allocated frequency band, Hz, F is the sampling frequency, Hz, N = F · T b is the matrix size and the number of samples, T b is the symbol duration, sec Choose J vectors corresponding to the parameters of the transmitting side. Calculation and storage of vectors is carried out by a block 302 of eigenvectors, which is controlled by a block 301 of the control. The real or imaginary part of the digitized signal is fed to the first inputs of the multiplication units 303, and the signals from the corresponding outputs of the eigenvector block 302 are fed to the second inputs of the multipliers 303. From the outputs of the blocks of multipliers 303, the results are sent to blocks 304 summation on an interval of duration of one symbol. The result from block 203 is fed to block 104 in parallel-serial conversion, the output of which gives a transmitted digital stream for further processing. If the device is executed using software tools, then it is possible to work with complex numbers, and not with individual components, without circuit and functional changes.

Таким образом, за счет опционального исключения блока удаления защитного интервала (при отсутствии защитного интервала в сигнале), отсутствия операции - параллельного-последовательного преобразования и замены блока дискретного преобразования Фурье на блок восстановления передаваемой информации сигнала на основе собственных векторов субполосной матрицы для низких частот, в состав которого входят:Thus, due to the optional exclusion of the block of removal of the guard interval (in the absence of a guard interval in the signal), the absence of an operation — parallel-sequential conversion and replacement of the block of discrete Fourier transform to the block for recovering the transmitted signal information based on the eigenvectors of the subband matrix for low frequencies, which includes:

- блок собственных векторов, который обеспечивает достоверность восстанавливаемой информации из принятых сигналов не ниже, чем в прототипе, за счет свойства ортогональности собственных векторов. Блок собственных векторов в различных исполнениях содержит формирователь собственных векторов и/или носитель информации в различных комбинациях;- block of eigenvectors, which ensures the reliability of the restored information from the received signals is not lower than in the prototype, due to the property of orthogonality of the eigenvectors. The block of eigenvectors in various versions contains a shaper of eigenvectors and / or a storage medium in various combinations;

- устройство управления блоком собственных векторов, обеспечивающее выбор J собственных векторов, соответствующих количеству используемых каналов передачи при ортогональном частотном уплотнении и соответствующих параметрам передающей стороны;- a device control unit of eigenvectors, providing a choice of J eigenvectors corresponding to the number of used transmission channels with orthogonal frequency compression and corresponding to the parameters of the transmitting side;

- J умножителей для умножения поступающих реальных или мнимых частей канальных сигналов на заранее сохраненные собственные векторы;- J multipliers for multiplying incoming real or imaginary parts of channel signals by pre-stored eigenvectors;

- J сумматоров, суммирующих результаты перемножения на протяжении длительности одного символа;- J adders summing the results of multiplication over the duration of one character;

стало возможным восстанавливать передаваемую информацию из принятых сигналов, использующих ортогональное частотное уплотнение на основе субполосной матрицы, без потери качества и с сохранением заявленных преимуществ.it became possible to recover the transmitted information from the received signals using orthogonal frequency division multiplexing based on the subband matrix, without loss of quality and while maintaining the claimed benefits.

Настоящее подробное описание составлено с приведением различных не имеющих ограничительного и исчерпывающего характера вариантов осуществления. В то же время, специалистам, имеющим средний уровень компетентности в рассматриваемой области техники, очевидно, что различные замены, модификации или сочетания любых раскрытых здесь вариантов осуществления (в том числе частично) могут быть воспроизведены в пределах объема настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается и понимается, что настоящее описание изобретения включает дополнительные варианты осуществления, суть которых не изложена здесь в явно выраженной форме. Такие варианты осуществления могут быть получены путем, например, сочетания, модификации или преобразования каких-либо действий, компонентов, элементов, свойств, аспектов, характеристик, ограничений и пр., относящихся к приведенным здесь и не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления.The present detailed description is made up of various non-limiting and exhaustive embodiments. At the same time, it will be apparent to those skilled in the art with a medium level of competence that various substitutions, modifications, or combinations of any of the embodiments disclosed herein (including in part) can be reproduced within the scope of the present invention. Thus, it is understood and understood that the present description of the invention includes additional embodiments, the essence of which is not set forth here in an explicit form. Such embodiments may be obtained, for example, by combining, modifying, or transforming any actions, components, elements, properties, aspects, characteristics, limitations, etc., related to the embodiments presented herein and not being restrictive.

Использованная литератураReferences

1. OFDMA доступ, основанный на когнитивном радио. Патент на изобретение №2446603. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27.03.2012. Авторы: Хассан А.А., Хьютема К.; заявитель и патентообладатель Майкрософт корпорейшн.1. OFDMA access based on cognitive radio. Patent for invention No. 2446603. Registered in the State Register of Inventions of the Russian Federation 03/27/2012. Authors: Hassan A.A., Hutem K.; Applicant and patent holder of Microsoft Corporation.

2. Переменное кодирование и модулирование подканала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением. Патент на изобретение №2433555. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10.11.2011. Авторы: Абхишек А., Хассан А.А., Хьютема К., У Деюн, Куэнел Т.; заявитель и патентообладатель Майкрософт корпорейшн.2. Variable coding and modulation of the orthogonal frequency division multiplexing subchannel. Patent for invention No. 2433555. Registered in the State Register of Inventions of the Russian Federation on 10.11.2011. Authors: Abhishek A., Hassan A.A., Hutema K., U Deyun, Cuenel T .; Applicant and patent holder of Microsoft Corporation.

3. Жиляков Е.Г. Вариационные метода анализа и построения функций по эмпирическим данным [Текст]: моногр. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2007.3. Zhilyakov EG Variational methods of analysis and construction of functions according to empirical data [Text]: monograph. - Belgorod: BelSU Publishing House, 2007.

4. Урсол Д.В. Метод обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций при субполосной передаче информации [Текст]: диссертация на соискание уч. ст. к. тех. н. - Белгород 2012.4. Ursol D.V. The method of ensuring noise immunity of information communications in the sub-band transmission of information [Text]: the dissertation for the competition. Art. to. those. n - Belgorod 2012.

5. Адаптация скорости передачи данных в OFDM - системе при наличии помех. Патент на изобретение №2344546. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20.01.2009. Авторы: Гончаров Е.В.; заявитель и патентообладатель Корпорация "Самсунг Электронике Ко., Лтд."5. Adaptation of the data rate in the OFDM - system in the presence of interference. Patent for invention No. 2344546. It is registered in the State Register of Inventions of the Russian Federation on January 20, 2009. Authors: Goncharov E.V .; Applicant and Patent Holder Samsung Electronics Co., Ltd.

6. IEEE Std Р802.16-2004, IEEE Standart for Local and metropolitan area networks - Part 16: Air Interface for Fixed BWA Systems.6. IEEE Std P802.16-2004, IEEE Standart for Local and metropolitan area networks - Part 16: Air Interface for Fixed BWA Systems.

Claims (5)

1. Способ восстановления информации из принятого сигнала, включающий прием сигнала через принимающую антенну и подачу его на квадратурный демодулятор, оцифровку сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя, параллельно-последовательное преобразование для формирования цифрового потока, характеризующийся тем, что:
- формируют и сохраняют субполосный ортогональный базис
Figure 00000007
, состоящий из J рассчитанных и отобранных, в соответствии с количеством используемых информационных каналов в выделенной полосе частот, собственных векторов
Figure 00000006
субполосной матрицы
Figure 00000003
, i,k=1, …, N;
- производят удаление защитного интервала, если таковой имеется;
- для восстановления передаваемой информации из принятых сигналов на приемной стороне производят скалярное произведение вектора оцифрованного принятого сигнала
Figure 00000005
на каждый собственный вектор
Figure 00000006
субполосной матрицы из сохраненного упомянутого субполосного ортогонального базиса Q.1. A method of recovering information from a received signal, including receiving a signal through a receiving antenna and supplying it to a quadrature demodulator, digitizing the signal using an analog-to-digital converter, parallel-serial conversion to form a digital stream, characterized in that:
- form and save a subband orthogonal basis
Figure 00000007
, consisting of J calculated and selected, in accordance with the number of used information channels in the selected frequency band, eigenvectors
Figure 00000006
subband matrix
Figure 00000003
, i, k = 1, ..., N;
- remove the guard interval, if any;
- to restore the transmitted information from the received signals on the receiving side produce a scalar product of the vector of the digitized received signal
Figure 00000005
on each own vector
Figure 00000006
subband matrix from the stored mentioned subband orthogonal basis Q. 2. Устройство восстановления информации из принятого сигнала, реализующее предложенный способ, включающее принимающую антенну с квадратурным демодулятором, подключенным к входу аналого-цифрового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом блока восстановления информации, содержащего блок собственных векторов субполосной матрицы, блок параллельно-последовательного преобразователя, соединенного с блоком восстановления информации, характеризующийся тем, что
- блок демодулятора на множестве несущих (ДПФ), использующий дискретное преобразование Фурье, заменен блоком восстановления информации на основе собственных векторов субполосной матрицы;
- блок восстановления информации производит скалярное произведение вектора оцифрованного принятого сигнала
Figure 00000005
на каждый собственный вектор
Figure 00000006
субполосной матрицы из сохраненного упомянутого субполосного ортогонального базиса Q;
- блок собственных векторов субполосной матрицы формирует и хранит субполосный ортогональный базис
Figure 00000007
, состоящий из J рассчитанных и отобранных посредством устройства управления, в соответствии с количеством используемых информационных каналов в выделенной полосе частот, собственных векторов
Figure 00000006
субполосной матрицы
Figure 00000003
, i, k=1, …, N;
- при наличии защитного интервала используется блок удаления защитного интервала перед восстановлением информации.2. A device for recovering information from a received signal that implements the proposed method, comprising a receiving antenna with a quadrature demodulator connected to the input of an analog-to-digital converter, an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the information recovery unit containing the block of eigenvectors of the subband matrix, block a parallel-serial converter connected to the information recovery unit, characterized in that
- the multicarrier demodulator unit (DFT) using the discrete Fourier transform is replaced by an information recovery unit based on the eigenvectors of the subband matrix;
- the information recovery unit produces a scalar product of the vector of the digitized received signal
Figure 00000005
on each own vector
Figure 00000006
a subband matrix from the stored said subband orthogonal basis Q;
- the block of eigenvectors of the subband matrix generates and stores the subband orthogonal basis
Figure 00000007
, consisting of J calculated and selected by means of a control device, in accordance with the number of used information channels in the selected frequency band, eigenvectors
Figure 00000006
subband matrix
Figure 00000003
, i, k = 1, ..., N;
- if there is a guard interval, the guard interval deletion block is used before information recovery. 3. Устройство восстановления информации из принятого сигнала по п. 2, характеризующееся тем, что в блоке собственных векторов содержится формирователь собственных векторов, который рассчитывает собственные векторы субполосной матрицы для области низких частот.3. A device for recovering information from a received signal according to claim 2, characterized in that the eigenvector block contains an eigenvector that calculates the eigenvectors of the subband matrix for the low frequency region. 4. Устройство восстановления информации из принятого сигнала по п. 2, характеризующееся тем, что в блоке собственных векторов содержится носитель информации, которым может быть постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или жесткий диск, или твердотельный накопитель, или flash-память, или оптический диск, или гибридные накопители, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или удаленная компьютерная система, или удаленное хранилище данных.4. A device for recovering information from a received signal according to claim 2, characterized in that the eigenvector block contains a storage medium, which may be a read-only memory (ROM), or a hard disk, or a solid-state drive, or flash memory, or optical a disk, or hybrid drives, or random access memory (RAM), or a remote computer system, or a remote data storage. 5. Устройство восстановления информации из принятого сигнала по п. 2, характеризующееся тем, что в блоке собственных векторов содержатся формирователь собственных векторов и носитель информации, которым может быть постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или жесткий диск, или твердотельный накопитель, или flash-память, или оптический диск, или гибридные накопители, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или удаленная компьютерная система, или удаленное хранилище данных. 5. A device for recovering information from a received signal according to claim 2, characterized in that the eigenvector block contains an eigenvector and a storage medium, which may be a read-only memory (ROM), or a hard disk, or a solid-state drive, or flash- memory, or optical disk, or hybrid drives, or random access memory (RAM), or a remote computer system, or remote data storage.
RU2015119357/08A 2015-05-22 2015-05-22 Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing RU2599930C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119357/08A RU2599930C1 (en) 2015-05-22 2015-05-22 Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119357/08A RU2599930C1 (en) 2015-05-22 2015-05-22 Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599930C1 true RU2599930C1 (en) 2016-10-20

Family

ID=57138401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119357/08A RU2599930C1 (en) 2015-05-22 2015-05-22 Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599930C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178760U1 (en) * 2017-04-19 2018-04-18 Ооо "Рв-Системс" RECEIVER
WO2020005118A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС" Orthogonal frequency division multiplexing method and device for the implementation thereof
RU2713500C2 (en) * 2015-09-30 2020-02-05 Сони Корпорейшн Communication device, information processing device and communication method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5761346A (en) * 1994-11-10 1998-06-02 University Of Kentucky Research Foundation Method of discrete orthogonal basis restoration
US6249762B1 (en) * 1999-04-01 2001-06-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for separation of data into narrowband and broadband time series components
RU2446603C2 (en) * 2006-04-25 2012-03-27 Майкрософт Корпорейшн Ofdma access based on cognitive radio
RU2459359C1 (en) * 2011-08-25 2012-08-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Method to generate channel signals and device that implements it
CN103347268A (en) * 2013-06-05 2013-10-09 杭州电子科技大学 Self-adaptation compression reconstruction method based on energy effectiveness observation in cognitive sensor network
RU2542573C1 (en) * 2014-03-19 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС" Method and apparatus for orthogonal frequency division multiplexing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5761346A (en) * 1994-11-10 1998-06-02 University Of Kentucky Research Foundation Method of discrete orthogonal basis restoration
US6249762B1 (en) * 1999-04-01 2001-06-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for separation of data into narrowband and broadband time series components
RU2446603C2 (en) * 2006-04-25 2012-03-27 Майкрософт Корпорейшн Ofdma access based on cognitive radio
RU2459359C1 (en) * 2011-08-25 2012-08-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Method to generate channel signals and device that implements it
CN103347268A (en) * 2013-06-05 2013-10-09 杭州电子科技大学 Self-adaptation compression reconstruction method based on energy effectiveness observation in cognitive sensor network
RU2542573C1 (en) * 2014-03-19 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС" Method and apparatus for orthogonal frequency division multiplexing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Е.Г.ЖИЛЯКОВ и др., Оптимальные канальные сигналы при цифровой передаче с частотным уплотнением, Научные ведомости БелГУ. Сер. История. Политология. Экономика. Информатика. -2009 - N 7(62), вып. 10/1 - с. 166-172. Д.И. УШАКОВ, Разработка методов и алгоритмов повышения эффективности систем передачи информации с OFDM, Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. технический наук - Белгород, 2013 - с. 11,12. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713500C2 (en) * 2015-09-30 2020-02-05 Сони Корпорейшн Communication device, information processing device and communication method
RU178760U1 (en) * 2017-04-19 2018-04-18 Ооо "Рв-Системс" RECEIVER
WO2020005118A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Общество с ограниченной ответственностью "РВ-СИСТЕМС" Orthogonal frequency division multiplexing method and device for the implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9813276B2 (en) Method and apparatus for transmitting a signal
Yang et al. Multi-carrier chaos shift keying: System design and performance analysis
US8483296B2 (en) OFDM peak-to-average power ratio reduction method
US20140362934A1 (en) Multi transform ofdm systems and methods with low peak to average power ratio signals
CN108990142B (en) Transmission method of multi-carrier non-orthogonal multiple access system with low signaling overhead
JP2006518153A5 (en)
CN109474305B (en) 5G multi-carrier spread spectrum underwater acoustic communication method
RU2599930C1 (en) Method and device for recovery of transmitted information in orthogonal frequency-division multiplexing
EP3465945A1 (en) Communication scheme for intensity modulated systems
GB2518215A (en) Transmission scheme for communications systems
US10547489B2 (en) OFDM reception under high adjacent channel interference while preserving frame structure
EP4104398A1 (en) Single input single output (siso) physical layer key exchange
US20170302408A1 (en) Transmitter for fbmc system with block-alamouti type space-time coding
JP2012165252A (en) Transmitter, receiver, and communication system
JP2007006219A (en) Adaptive antenna assembly
RU2459359C1 (en) Method to generate channel signals and device that implements it
Agboje et al. Comparative analysis of fast fourier transform and discrete wavelet transform based MIMO-OFDM
Rani et al. Hybrid PAPR reduction scheme for universal filter multi-carrier modulation in next generation wireless systems
CN102832964A (en) Multi-band DS-MFSK (Direct Sequence-Multi Frequency Shift Keying) modem
WO2009043311A1 (en) Time-frequency spreading method and apparatus in ofdma system
Bourré et al. A robust OFDM modem for underwater acoustic communications
WO2015142221A1 (en) Orthogonal frequency division multiplexing method and device
CN105049128B (en) A kind of method of audio embedded multicarrier acoustic communication in playing
Singh et al. Effect of OFDM in cognitive radio: Advantages & issues
RU2702258C1 (en) Orthogonal frequency multiplexing method and its implementing device