专利名称：抗扰信息传输方法
技术领域：
本发明涉及一种抗扰信息传输方法，能用于通讯、测量与其他系统。
背景技术：
当前，已有不少公知的用各种误差检测与/或误差纠正码来提高传输中信息的抗扰度的方法。
与本发明最接近的一种抗扰信息传输方法包括下列步骤在传输侧用第一脉冲调制函数将k位的信息数字取样(k为整数，k＞1)序列转换成模拟信号；给所得模拟信号附加冗余的信息信号；用通讯线路传输附加后的模拟信号；在接收侧从通讯线路接收传输来的模拟信号；从接收到的模拟信号还原上述信息数字取样序列；用冗余信息对还原的信息数字取样进行纠正(В.Л.Банкет，В.М.Дорофеев，Цифровые методы в спутниковойсвязи.[弗·拉·邦吉，弗·马·道罗费也夫，数字卫星通讯方法]-Москва，Радио и связъ[莫斯科，无线电与通讯]，1988，131-142页-俄罗斯)。
该方法的缺点是信道容量小，因为冗余信息多达传输信息的一半。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种抗扰信息传输方法，该方法能在不减少传输的抗扰信息的情况下增加通讯信道的容量。
为完成上述任务，对于包括下列步骤的抗扰信息传输方法，即在传输侧用第一脉冲调制函数将k位的信息数字取样(k为整数，k＞1)序列转换成模拟信号；给所得模拟信号附加冗余的信息信号；用通讯线路传输附加后的模拟信号；在接收侧从通讯线路接收传输来的模拟信号；从接收到的模拟信号还原上述信息数字取样序列；用冗余信息对还原的信息数字取样进行纠正的方法，---本发明包括下列步骤在传输测对于n(n为整数，n＞1)个由m个信息数字取样(m为整数，m＞1)组成的时间区间中的每一个，在信息取样中选定至少一个基准点，在每个选定的基准点上，确定一个模拟信号值，用形式为(k-i)位取样为k位取样中最不重要的位(i为依接收侧所用解调器的工作阈值确定的整数，k＞i＞1)的第二脉冲调制函数将该时间期区间的上述m个信息数字取样转换成该值；将n个基准点上的取样转换成追加的时间区间里的上述冗余信息信号，以对上述模拟信号进行附加；根据接收侧输入端预先确定的信号-干扰比，选择一个传输每个k位信息取样中最重要的i位的功率能级差，包括选择传输上述基准点的(k-i)位取样的功率能级，选择小于为传输上述最重要的i位取样所选的功率能级差的功率能级差，以更好地保护上述最重要的信息不受干扰；在接收侧根据从接收到的信号还原的数字k位取样，通过从上述还原取样中减去最重要的i位取样来找出最不重要的(k-i)位根据找出的最不重要的(k-i)位，用第二脉冲调制函数构筑包络，找出各基准点的该包络的值；将找出的特定基准点上的包络值与从接收到的信号的还原出来的相应的值作比较；如比较的值的一致性符合预先确定的精度，则确定该时间区间接收的数字取样正确；如上述比较的值不一致，则选择一组一致的(k-i)位数字取样，进行纠正。
本发明的方法还有一个特征是该方法还包括一个步骤，即在每个时间区间，例如该时间区间的第m个信息数字取样与下一个时间区间的第一个信息数字取样之间，选择一个基准点，或在每个时间区间的数字取样之间选择两个基准点。
在这种情况下，每个基准点均可从数字取样之间的时间间隔中选取。
n，m，k的取值范围为1＜n＜128，8＜m＜8192，2＜k＜14。
下面用对实施例进行说明的办法，同时参照附图来说明本发明，在附图中图1是实施本发明的方法的通讯系统传输侧的框图；图2是实施本发明的方法的通讯系统接收侧的框图；图3表示的是信息取样的信息位功率能级之间的大致关系；图4表示相邻时间区间的取样之间的基准点的安排。
具体实施例方式
本发明的抗扰信息传输方法可用于，例如通讯系统中传输侧与接收侧的框图分别如图1与2所示。
在图1中，通讯系统的传输侧包括包络形成器1，冗余信息形成器2，加法器3，以及一侧波带转换成载波频率的转换单元4。形成器1与2的输入分别为第一与第二信息输入15与16，形成器1，2的同步输入共同构成帧同步输入17。。形成器1与2的输出与加法器3的输入相联，加法器的输出与一侧波带转换成载波频率的转换单元4所输入相联，后者的输出与通讯信道，如射频无线电的输入相联。
在图1的框图中，第一包络形成器1完成信息序列的数字取样向多能级信号的转换。冗余信息形成器2将同一信息序列的基准点的数字取样转换成其能级数小于包络形成器1输出的信号的能级数的多能级信号。一侧波带转换成载波频率的转换单元4抗扰时任何一种已知的单元，作用是保证用从加法器3来的相加信号进行载波频率的一侧波带调制。
现在来看图2，该通讯系统的接收侧包括载波频率转换成一侧波带的转换单元6，时钟脉冲频率提取器7，帧同步提取器8，主要与冗余信息划分器9，第一与第二模拟-数字(A/D)转换器10与11，最不重要位提取器12，最不重要位还原器13，以及输出信息形成器14。单元6的输入与通讯信道5相联。单元6的输出与时钟脉冲频率提取器7以及帧同步提取器8的输入相联，并与主要与冗余信息划分器9的信息输入相联。划分器9的第一与第二输出分别与第一与第二A/D转换器10与11的信息输入相联，转换器的时钟脉冲输入与时钟脉冲频率提取器7的输出相联。帧同步提取器8的输出与划分器9的同步输入相联，划分器的第二输出还与最不重要位还原器13的第一输入相联。A/D转换器10与11的输出与最不重要位提取器12的输入相联，该提取器的输出与还原器13的第二输入相联，，还原器的输出及第二A/D转换器11的输出与输出信息形成器14的第一与第二输入相联，该形成器的输出为接收侧的输出。接收侧各单元的作用后述。
本发明的抗扰信息传输方法是用下面所述的方法在图1与2所示的通讯系统中实现的。
信息以k位数字取样的形式到达输入端15。K的量根据所用的通讯线路的协议选取(例如，电话的V32、V34、V92协议；无线通讯的国际规范308、309、310)。在包络形成器1中，多能级信号的值与这些取样相关联。图3表示了k＝3时多能级信号的能级分布。在这种情况下，能级(幅值或能量)的分布是不均衡的在图3中，多能级信号的一对对的能级相隔的区间大于一对能级之间的区间。因此，与禁止的代码词相对应的能级经常处于多能级信号的能级之间。总的说来，这些不同关系取决于通讯系统预先确定的信号-干扰比。
形成器1输出的波形见图4所示。在本说明中，不考虑帧与时钟脉冲的同步问题，因为这两种同步可用已知的方法予以保证，而且不包括在本发明的专利权利要求的范围内。
从图4可以看到数字取样的帧或处理的时间区间有m个数字取样(例如，m＝128)。在每个时间区间里选定处于两个数字取样之间的基准点。一个时间区间中最少选定1个基准点。在本实施例中，基准点选在特定时间区间的最后一个(第m个)数字取样与下一个时间区间的第一个数字取样之间。如基准点多，它们就在一个时间区间里。最好(虽然不是必须)让基准点处于数字取样的中间。
在基准点上，确定各数字取样，这些基准点的数字取样位数(k-i)比信息数字取样少。例如，i＝1，如k＝3，则基准点取样只有2位。基准点上的取样是用某个预先确定的脉冲调制函数从数字取样建立模拟信号而获得的。这可以用，例如，有名的 型函数或其他函数，例如sinx(cosxn-1)2nsinxn]]>型的函数。脉冲调制函数的和信号乘以各数字取样定义该基准点的取样。
这些(k-i)位的取样到达冗余信息形成器2的信息输入端，该形成器与形成器1一样，将基准点的数字取样转换成多能级信号值，但是其能级数小于形成器1的信号。在上述实施例中，形成器2的信号能级数为4。
形成器1与2各有一个暂存被转换信号的缓冲器。之所以这样做是为了能，例如，由一个集中多个帧(处理的时间区间)的帧来提供被传输信号的上述的帧。在上述实施例中，可以在一个128取样的帧中传输用16个取样编码的8个基准点的值。如信息有32个时间区间，基准点选在其边缘，那幺为了传输32个基准点，就只需要4个时间区间。在加法器3中进行形成器2在4个时间区间里的多能级信号的加法。所得的普通包络形式的信号提供给单元4，进行和信号的一侧波带调制，并将信号转换为载波频率。在该例中，可以采用与上述同样的脉冲调制函数，虽然最好是用另外的脉冲调制函数进行转换。单元4输出的信号到达通讯信道5。在本说明中，不考虑将信号转换成载波频率以及在通讯信道上传输信号的问题，因为这些工作可用已知技术来完成，而且不包括在本发明的专利权利要求的范围内。
通过通讯信道5后，和包络可能会因实际通讯信道5的干扰而产生有所失真。这将导致和包络的若干值的失真。但是，由于形成器1中形成的信号有隔开的能级组，最重要的信息信号位，即k位的取样中最重要的位将被正确编码。这就是说，实际上在接收侧总是可以将一个传输值折合到一对能级(见图3)。在本例中，当k与i与上面所举的例子(分别为3与1)的值不同时，多能级信号的形式也与图3所示的不同。但是，无论在什幺情况下，都有i个最重要的位比其他位在传输中带更强的抗扰度，因此可以确定它们实际上没有误差。
在接收侧(见图2)，单元6从载波频率转换出接收信号。提取器7与8保证从接收到的信号中分别提取时钟脉冲频率与帧同步频率，这些频率将用于接收侧的后面的各单元。特别是，提取器8提取的帧同步信号将提供给划分器9以划分帧组(时间区间组)，使得它们同传输侧的组一样。将载波频率转换为信号，提取时钟脉冲频率与帧同步频率是用适当的已知技术进行的，不在本发明的专利权利要求范围内。
划分器9根据帧与时钟脉冲同步信号保证其第一与第二输出分别是信息被编码的信号与基准点备编码的信号。被划分的信号提供给各自的A/D转换器10与11，数字取样分别由它们输出到达最不重要位提取器12。在该提取器12，最重要的位从接收到的信号中减出。信息的最不重要位从提取器12输出到最不重要位还原器13的输入端。对该还原器13的另一个输入端输入从接收到的信号提取出来的基准点的值。在还原器13，根据从提取器12找到的最不重要位，用接收侧定义基准点包络值所用的同样的脉冲调制函数构筑接收到的信息取样的包络。由于通讯信道5的最不重要位的干扰(干涉)的影响，该包络有可能与传输侧的包络不同。将该基准点上构筑的包络的值与从划分器9接收到的信号的同样的基准点的值进行比较。如比较的值的一致性符合预先确定的精度，则还原器13输出一个信号给输出形成器14，在本例中，该形成器就让取样不加改变地通过A/D转换器11。
如还原器13探测到上述的值不一致，即如在一个基准点上用脉冲调制函数计算出来的值与找到的接收到的信号的值之差超过了一定的阈值，则发出一个信号给形成器14，该形成器14根据该信号计算出取样在通讯信道中失真的值，并输出这些值。
单元12-14最好用软件的形式实施。
表中所示的是采用本发明的方法的通讯系统的模拟试验结果。这些结果是在带宽为3.1KHz的电话信道，误差事件概率不大于10-8的条件下取得的。如该表所示，本方法的信息传输抗扰度接近香农阈值39Kbit/s。这样，与信道容量因冗余传输而降低一半的维托毕译码相比，通讯信道容量得到了提高。
本发明可用于通讯技术，测量以及其他任何需要传输或不失真地转换信息的应用领域。
虽然本发明是参照具体的实施例进行说明的，该实施例并不对发明范围进行限制，发明范围要根据权利要求，并考虑可能的等同物来确定。
表
权利要求
1.一种包括下列步骤的抗扰信息传输方法，即在传输侧---用第一脉冲调制函数将k位的信息数字取样(k为整数，k＞1)序列转换成模拟信号；---给所得模拟信号附加冗余的信息信号；---用通讯线路传输附加后的模拟信号；在接收侧---从通讯线路接收传输来的模拟信号；---从接收到的模拟信号还原上述信息数字取样序列；---用冗余信息对还原的信息数字取样进行纠正，其特征是该方法包括下列步骤在传输测---对于n(n为整数，n＞1)个由m个信息数字取样(m为整数，m＞1)组成的时间区间中的每一个，在信息取样中选定至少一个基准点；---在每个选定的基准点上，确定一个模拟信号值，用形式为(k-i)位取样为k位取样中最不重要的位(i为依接收侧所用解调器的工作阈值确定的整数，k＞i＞1)的第二脉冲调制函数将该时间期区间的上述m个信息数字取样转换成该值；---将n个基准点上的取样转换成追加的时间区间里的上述冗余信息信号，以对上述模拟信号进行附加；---根据接收侧输入端预先确定的信号-干扰比，选择一个传输每个k位信息取样中最重要的i位的功率能级差，包括选择传输上述基准点的(k-i)位取样的功率能级，选择小于为传输上述最重要的i位取样所选的功率能级差的功率能级差，以更好地保护上述最重要的信息不受干扰；在接收侧---根据从接收到的信号还原的数字k位取样，通过从上述还原取样中减去最重要的i位取样来找出最不重要的(k-i)位；---根据找出的最不重要的(k-i)位，用第二脉冲调制函数构筑包络，找出各基准点的该包络的值；---将找出的特定基准点上的包络值与从接收到的信号的还原出来的相应的值作比较；---如比较的值的一致性符合预先确定的精度，则确定该时间区间接收的数字取样正确；---如上述比较的值不一致，则选择一组一致的(k-i)位数字取样，进行纠正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是该方法还包括一个步骤，即在每个时间区间的第m个信息数字取样与下一个时间区间的第一个信息数字取样之间，选择一个基准点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是该方法还包括一个步骤，即在每个时间区间的数字取样之间选择两个基准点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是每个基准点均从数字取样之间的时间间隔中选取。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是n，m，k的取值范围为1＜n＜128，8＜m＜8192，2＜k＜14。
全文摘要
本发明的抗扰信息传输方法能在不减少传输的抗扰信息的情况下增加通讯信道的容量。在该方法中，信息数字取样被转换成附加冗余信息信号的模拟信号形式。技术结果是这样取得的在传输测在信息取样中选定至少一个基准点，在每个选定的基准点上，确定一个模拟信号值，用第二脉冲调制函数将信息数字取样转换成该值；将基准点上的取样转换成冗余信息信号，以对上述模拟信号进行附加；根据接收侧输入端预先确定的信号－干扰比，选择一个功率能级差，以传输各信息取样的最重要的位，选择传输基准点的取样的功率能级，选择小于为传输最重要的取样所选的功率能级差的功率能级差；在接收侧根据还原的数字取样，通过从还原取样中减去最重要的取样来找出最不重要的位；用第二脉冲调制函数构筑包络，找出各基准点的该包络的值；将找出的特定基准点上的包络值与从接收到的信号的还原出来的相应的值作比较；如上述比较的值不一致，则选择一组一致的数字取样，进行纠正。
文档编号H04L27/00GK1557081SQ02818393
公开日2004年12月22日 申请日期2002年3月20日 优先权日2001年10月8日
发明者伊哥·玻利索维奇·多尼夫, 莱奥尼德·艾历克谢耶夫·莱托诺夫, 伊哥 玻利索维奇 多尼夫, 德 艾历克谢耶夫 莱托诺夫 申请人:伊哥·玻利索维奇·多尼夫, 伊哥 玻利索维奇 多尼夫