UA153803U - Спосіб циклової синхронізації - Google Patents

Abstract

Спосіб циклової синхронізації на передавальній стороні системи зв'язку формують і видають у канал зв'язку одну і ту ж синхропослідовність, роль якої виконує перестановка з максимальним значенням мінімальної відстані Хеммінга d від її двійкового представлення до всіх її циклічних зсувів, при старті процедури пошуку синхронізму в накопичувач приймача записують прийняті з каналу зв'язку K блоків, містять l фрагментів послідовності бітів, яку отримують з каналу, довжина кожного з яких дорівнює довжині синхропослідовності, значення K і l змінюють таким чином, щоб забезпечити дотримання заданої ймовірності встановлення хибного синхронізму. Для кожного блока незалежно обчислюють уточнену послідовність Rk, kk[1,K], кожен біт цієї послідовності обчислюють за мажоритарним принципом на основі відповідних бітів прийнятих фрагментів. Якщо i-ті біти фрагментів містять більше "одиниць", i-му біту уточненої послідовності присвоюється значення "одиниці", в іншому випадку - "нуля", після цього для кожної уточненої послідовності Rk обчислюють відстані Хеммінга до всіх циклічних зсувів синхропослідовності, якщо для якогось із зсувів ця відстань не перевищує значення [(d-1)/2], то приймають рішення про відповідність уточненої послідовності цьому зсуву, якщо всі послідовності Rk, kk[1,K], відповідають одному і тому ж зсуву синхропослідовності, то підстроювання циклової фази припиняють, циклічним зсувом компенсують фазову неузгодженість і формують сигнал "Пошук циклової фази завершений", який відправляють на станцію передавання, в іншому випадку змінюють пару значень K і l, з каналу зв'язку додатково приймають фрагменти до досягнення їхньої кількості значення KKl і знову повторюють усі операції виявлення синхропослідовності. Число накопичених фрагментів можна послідовно збільшувати до деякого, заздалегідь заданого порогу, якщо після досягнення цього порогу синхронізм не знайдено, процедуру його пошуку завершують, а на вихід системи надходить сигнал "Аварія каналу". Кожному ітераційному етапі процесу пошуку меж циклу отримані з каналу зв'язку KKl фрагментів накопичують у одному загальному буфері та випадковим чином порівну ділять на K блоків, якщо результат виявлення синхропослідовності на цьому етапі є негативним, то розподілені фрагменти повертають у загальний буфер, куди додатково записують прийняті нові фрагменти, після цього фрагменти знову випадковим чином порівну ділять на K блоків.

Description

Корисна модель належить до телекомунікаційних систем з блоковим передаванням даних (зокрема з нероздільним факторіальним кодуванням) і може бути використаною для зменшення часу входження в цикловий синхронізм і підвищення стійкості телекомунікаційної системи в умовах впливу завад.

Синхронізація циклів під час прийому потоку даних забезпечує ідентифікацію сигналів вирівнювання циклів (синхропослідовностей). Типовий формат кадру передбачає, що синхропослідовність надсилається в кожному кадрі і використовується, окрім синхронізації кадру, для оцінки якості каналу зв'язку.

Існують способи синхронізації кадрів без використання синхропослідовностей. Наприклад, спосіб (1| включає буферизацію двох фрагментів довжиною в кадр і спробу декодування кожного можливого зміщення, поки не знайдеться зміщення, для якого декодування вдалося.

Цей спосіб обчислювально складніший, має гірші ймовірнісні характеристики, ніж під час використання синхропослідовностей, не може бути використаний в умовах високої інтенсивності шумів.

Роботи (2-5| передбачають використання підсумовування за модулем два синхропослідовності з потоком інформаційних даних. Це дозволяє скоротити обсяг службової інформації, переданої каналом зв'язку, для циклової синхронізації повідомлень і більш ефективне використання ресурсів каналу зв'язку. Разом з тим, телекомунікаційні системи з блоковим, зокрема, факторіальним кодом (|бЇ, на відміну від систем передавання даних з потоковим, наприклад, згортковим кодом, не дозволяють використовувати такий підхід, оскільки накладення на інформаційний блок синхропослідовності призводить до деформацій блока даних і безповоротної втрати інформації. Це виключає можливість застосування зазначеного підходу циклової синхронізації в телекомунікаційних системах з блоковим, зокрема, факторіальним кодуванням.

У роботі |/| розроблено та детально досліджено спосіб включає входження в цикловий синхронізм телекомунікаційних систем передавання інформації з нероздільним факторіальним кодуванням в умовах впливу в каналі зв'язку завад високої інтенсивності. Цей спосіб включає процедуру циклової синхронізації, проте має такі недоліки: 1) інтегральна функція часу входження в синхронізм (імовірність встановлення циклового

Зо синхронізму залежно від коефіцієнта накопичення) не є оптимальною, оскільки запропонована процедура не враховує всю структурну надлишковість кодового слова факторіального коду; 2) імовірність встановлення хибного синхронізму відносно велика, що особливо проявляється зі збільшенням імовірності бітової помилки в каналі зв'язку, а також для невеликих значень коефіцієнта накопичення (наприклад, для ймовірності бітової помилки ро-0.495Поцінка зверху ймовірності встановлення хибного синхронізму для коефіцієнта накопичення І-3...51 фрагментів довжини п--М.І-24 біта (для довжини перестановки М-8 і кодуванні кожного з її символів рівномірним двійковим кодом з довжиною кодової комбінації

І-ПодгМм|-3) лежить в межах 1072...1075).

З урахуванням представлених недоліків способу циклової синхронізації (71, у (8) розроблено та досліджено спосіб, який дозволяє покращити кількісні показники процедури встановлення циклового синхронізму телекомунікаційних систем передавання інформації з нероздільним факторіальним кодуванням в умовах впливу в каналі зв'язку завад високої інтенсивності.

Зокрема, спосіб ІВ дозволяє зменшити час встановлення циклового синхронізму, а також знизити ймовірність встановлення хибного синхронізму.

Таких результатів досягнуто за рахунок того, що: - синхропослідовністю є перестановка, яка має максимальне значення мінімальної відстані

Хеммінга а від її двійкового представлення до всіх її циклічних зсувів; - виправлення в прийнятій послідовності помилок відбувається за рахунок мажоритарної обробки прийнятих фрагментів; - рішення про встановлення синхронізму формують на основі кореляційної обробки отриманої послідовності.

Спосіб (8) включає накопичення приймачем прийнятих з каналу зв'язку К блоків, що містять І фрагментів по п бітів.

Для кожного блока незалежно обчислюють уточнену послідовність Ек, КЄП,К). Кожен біт цієї послідовності обчислюють за мажоритарним принципом на основі відповідних бітів прийнятих фрагментів: якщо і-ті біти фрагментів містять більше "одиниць", і-му біту уточненої послідовності присвоюють значення "одиниці", в іншому випадку - "нуля".

Для кожної уточненої послідовності Ек обчислюють відстані Хеммінга до всіх циклічних зсувів синхропослідовності. Якщо для якогось із зсувів ця відстань не перевищує значення бо діт-Ка-1)/2), приймають рішення про відповідність уточненої послідовності цьому зсуву.

Якщо всі послідовності Кк, КЄП,К), відповідають одному і тому ж зсуву синхропослідовності, система циклової синхронізації приймає рішення про встановлення синхронізму. У іншому випадку пару значень К і І змінюють, з каналу зв'язку додатково приймають фрагменти до досягнення їхньої кількості значення К.І і знову повторюють усі операції виявлення синхропослідовності.

Число накопичених фрагментів може послідовно збільшуватися до деякого, заздалегідь заданого порогу Іпах(1). Якщо після досягнення цього порогу синхронізм не знайдено, процедуру його пошуку завершують, а на вихід системи циклової синхронізації видають сигнал "Аварія каналу".

Недоліком способу |8) є те, що фрагменти, які визначають послідовності Кк, не змінюються під час зміни значень К ії. Вони тільки доповнюються новими фрагментами (за сталого К - двома фрагментами для кожного блока на кожному кроці). Таким чином, результат мажоритарної обробки бітів фрагментів має високу кореляцію з результатом, отриманим на попередньому кроці для меншого значення Ї.

Задачею запропонованої корисної моделі є зниження такої кореляції.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб циклової синхронізації, який полягає в тому, що на передавальній стороні системи зв'язку формують і видають у канал зв'язку одну і ту ж синхропослідовність, роль якої виконує перестановка з максимальним значенням мінімальної відстані Хеммінга а від її двійкового представлення до всіх її циклічних зсувів, при старті процедури пошуку синхронізму в накопичувач приймача записують прийняті з каналу зв'язку К блоків, що містять | фрагментів послідовності бітів, яку отримують з каналу, довжина кожного з яких дорівнює довжині синхропослідовності, значення К і | змінюють таким чином, щоб забезпечити дотримання заданої ймовірності встановлення хибного синхронізму, для кожного блока незалежно обчислюють уточнену послідовність Вк, Кє|1,К), кожен біт цієї послідовності обчислюють за мажоритарним принципом на основі відповідних бітів прийнятих фрагментів, тобто якщо і-ті біти фрагментів містять більше "одиниць", і-му біту уточненої послідовності присвоюється значення "одиниці", в іншому випадку - "нуля", після цього для кожної уточненої послідовності Ак обчислюють відстані Хеммінга до всіх циклічних зсувів синхропослідовності, якщо для якогось із зсувів ця відстань не перевищує значення |(а-1)/2), то приймають рішення про відповідність уточненої послідовності цьому зсуву, якщо всі послідовності Ак, Кє(1,КІ, відповідають одному і тому ж зсуву синхропослідовності, то підстроювання циклової фази припиняють, циклічним зсувом компенсують фазову неузгодженість і формують сигнал "Пошук циклової фази завершений", який відправляють на станцію передавання, в іншому випадку змінюють пару значень К і їЇ, з каналу зв'язку додатково приймають фрагменти до досягнення їхньої кількості значення К.І і знову повторюють усі операції виявлення синхропослідовності, число накопичених фрагментів можна послідовно збільшувати до деякого, заздалегідь заданого порогу, якщо після досягнення цього порогу синхронізм не знайдено, процедуру його пошуку завершують, а на вихід системи надходить сигнал "Аварія каналу", згідно з корисною моделлю, на кожному ітераційному етапі процесу пошуку меж циклу отримані з каналу зв'язку К.І фрагментів накопичують у одному загальному буфері та випадковим чином порівну ділять на К блоків, якщо результат виявлення синхропослідовності на цьому етапі є негативним, то розподілені фрагменти повертають у загальний буфер, куди додатково записують прийняті нові фрагменти, після цього фрагменти знову випадковим чином порівну ділять на К блоків.

Запропонована корисна модель використовує наступний підхід до обробки отриманих фрагментів: - приймач отримує необхідну кількість (К.Ї) фрагментів з каналу зв'язку та накопичує їх в одному загальному буфері; - для формування уточнених послідовностей Кк, Кє(1,К), фрагменти випадковим чином порівну ділять на К блоків; - якщо синхронізацію не встановлено, розподілені між К блоками фрагменти повертають назад у загальний буфер, куди додатково записують прийняті нові фрагменти. Після цього фрагменти знову випадковим чином порівну ділять на К блоків.

Такий підхід щодо обробки фрагментів можна назвати обробкою з перемежуванням, оскільки зазначений випадковий розподіл фрагментів між К блоками можна досягнути перемежуванням фрагментів у загальному масиві в буфері.

Технічним результатом застосування запропонованого способу в телекомунікаційній системі є зменшення часу сеансу зв'язку на виконання функції встановлення синхронізму за циклами.

Джерела інформації: 1. У. НаткКіп5, "Ггате 5упсПгопігайоп м/йпоші айаспей взупс таїКег5", іп 2011 Аегозрасе 60 Соп'іегепсе, рр. 1-7, 2011, дої: 10.1109/АЕНО.2011.5747327.

2. У. Маззеу, "Оріїтит Егате бЗупсНгопігайоп, " іп ІЄЕЕ Тгапзасіюпе5 оп Соттипісайопв, мої. 20, по. 2, рр. 115-119, Арії 1972, дої: 10.1109/7СОМ.1972.1091127.

З. В. спо, "Егате ЗупсПгопігайоп Тесппідцев, " іп ІЄЕЕ Тгапзасіопе оп Соттипісаїйіопв, мої. 28, по. 8, рр. 1204-1213, Аидиві 1980, дої: 10.1109/ТСОМ.1980.1094813. 4. Р. Капазспоїї, "ЗупсНгопігайоп іп аідйа! соттипісайопе пеїмогКкв, " іп Ргосеєдіпд5 ої Ше

ІЕЕЕ, мої. 79, по. 7, рр. 1019-1028, дшу 1991, дої: 10.1109/5.84979. 5. Напепепд У/апа, Хіасуї Оп, І Іеднапд 7епа апа Ридіп Хіопо, "Содіпод, десодіпа, апа гесомегу ої сіосК зупсНгопігайоп іп аідна! типіріехіпд зувієт, " іп ІЕЕЕ Тгапзасіюопе оп Соттипісайіопв, мо. 51, по. 5, рр. 825-831, Мау 2003, дої: 10.1109/ТСОММ.2003.811432. б. 9.5. АІ-А22ей, В. Аууоир, Е. Рацйгте, М. БЗНмуаКуї, О. КНапйп, апа А. І амхдапзвкуї, "ТеІ-есоттипісайоп бувієтве м/йй Мийіріє Ассез5 Вазей оп Оаїа Расіогіа! Содіпд", Іпіегпайопаї

Уошгтпа! оп Соттипісайоп5 Апіеппа апа Ргорадаїйоп (ІВЕСАР), мої. 10, по. 2, рр. 102-113, 2020, дої: 10.15866/гесар.м10і2.17216. 7. В.В. Швидкий, Е.В. Фауре, 0.0. Харін, Б.А. Ступка, А.О. Лавданський, "Спосіб циклової синхронізації", Україна. пат. 148842, 2021. 8. Е.В. Фауре, А.І. Щерба, А.О. Лавданський, Б.А. Ступка, "Спосіб циклової синхронізації",

Україна. пат. 150959, 2022.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб циклової синхронізації, який полягає в тому, що на передавальній стороні системи зв'язку формують і видають у канал зв'язку одну і ту ж синхропослідовність, роль якої виконує перестановка з максимальним значенням мінімальної відстані Хеммінга а від її двійкового представлення до всіх її циклічних зсувів, при старті процедури пошуку синхронізму в накопичувач приймача записують прийняті з каналу зв'язку К блоків, що містять | фрагментів послідовності бітів, яку отримують з каналу, довжина кожного з яких дорівнює довжині синхропослідовності, значення К і | змінюють таким чином, щоб забезпечити дотримання заданої ймовірності встановлення хибного синхронізму, для кожного блока незалежно обчислюють уточнену послідовність Ак, Кє(1,КІ|, кожен біт цієї послідовності обчислюють за

   Зо мажоритарним принципом на основі відповідних бітів прийнятих фрагментів, тобто якщо і-ті біти фрагментів містять більше "одиниць", і-му біту уточненої послідовності присвоюється значення "одиниці", в іншому випадку - "нуля", після цього для кожної уточненої послідовності Вк обчислюють відстані Хеммінга до всіх циклічних зсувів синхропослідовності, якщо для якогось із зсувів ця відстань не перевищує значення ((а-1)/2)|, то приймають рішення про відповідність уточненої послідовності цьому зсуву, якщо всі послідовності Нк, Кє|1,КІ, відповідають одному і тому ж зсуву синхропослідовності, то підстроювання циклової фази припиняють, циклічним зсувом компенсують фазову неузгодженість і формують сигнал "Пошук циклової фази завершений", який відправляють на станцію передавання, в іншому випадку змінюють пару значень К і їІ, з каналу зв'язку додатково приймають фрагменти до досягнення їхньої кількості значення К.І ї знову повторюють усі операції виявлення синхропослідовності, число накопичених фрагментів можна послідовно збільшувати до деякого, заздалегідь заданого порогу, якщо після досягнення цього порогу синхронізм не знайдено, процедуру його пошуку завершують, а на вихід системи надходить сигнал "Аварія каналу", який відрізняється тим, що на кожному ітераційному етапі процесу пошуку меж циклу отримані з каналу зв'язку К-Ї фрагментів накопичують у одному загальному буфері та випадковим чином порівну ділять на К блоків, якщо результат виявлення синхропослідовності на цьому етапі є негативним, то розподілені фрагменти повертають у загальний буфер, куди додатково записують прийняті нові фрагменти, після цього фрагменти знову випадковим чином порівну ділять на К блоків.