RU
(11)
2382498
(13)
C1

(51)  МПК H04B7/165   (2006.01)
(12)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2010 – нет данных

(21), (22) Заявка: 2008133197/09, 14.08.2008 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 14.08.2008 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: RU 2277299 C1, 27.05.2006. SU 1411985 A1, 23.07.1988. RU 2230434 C2, 27.02.2004. US 5361399 A, 01.11.1994. US 5335357 A, 02.08.1994. Адрес для переписки: 141006, Московская обл., г. Мытищи-6, ФГУ 16 ЦНИИИ МО РФ, зам. начальника института по научной работе О.В. Смирнову
(72) Автор(ы): Вергелис Николай Иванович (RU),Герасимов Андрей Викторович (RU),Букин Алексей Сергеевич (RU),Петрунов Андрей Алексеевич (RU) (73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное учреждение 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации имени маршала войск связи А.И. Белова (RU)

СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ

(57) Реферат: Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в системах передачи информации по сетям связи между удаленными корреспондентами с использованием ретрансляторов. Достигаемый технический результат – повышение пропускной способности системы радиосвязи при одновременном сокращении полосы частот передачи ретранслятора. Система радиосвязи содержит ретранслятор, первую и вторую наземные радиостанции, каждая из которых содержит модулятор, передатчик, фильтр развязки, приемопередающую антенну, приемник, демодулятор и блок сложения по модулю два, а ретранслятор содержит приемопередающую антенну, фильтр развязки, первый и второй приемники, первый и второй демодуляторы, модулятор, передатчик и блок сложения по модулю два. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в системах передачи информации по сетям связи между удаленными корреспондентами с использованием ретрансляторов.Известны системы радиосвязи, содержащие несколько приемопередающих радиостанций, образующих сеть радиосвязи. В такой сети после установления радиосвязи передача информации между двумя взаимодействующими корреспондентами осуществляется путем подключения к радиоканалам оконечных устройств телефонной, телеграфной связи и передачи данных [1].Однако для увеличения дальности прямой радиосвязи необходимо повышать мощности используемых радиостанций, что в свою очередь влечет за собой увеличение массогабаритных характеристик радиостанций и приводит к ограничению использования таких средств, особенно в подвижных объектах, имеющих ограниченные объемы для размещения средств связи.Одним из направлений решения задачи увеличения дальности прямой радиосвязи является использование ретрансляторов, посредством которых при малых мощностях используемых радиостанций можно получить значительные дальности радиосвязи.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является система радиосвязи, описанная в [2].Известная система радиосвязи содержит две наземные станции и ретранслятор, включающие в свой состав передатчики, приемники, приемопередающие антенны и согласующие устройства.Основным недостатком такой системы радиосвязи является потребность в широкой полосе частот для средств радиосвязи ретранслятора.Целью изобретения является повышение пропускной способности системы радиосвязи при одновременном сокращении полосы частот передачи ретранслятора.Поставленная цель достигается тем, что в системе радиосвязи, содержащей две наземные радиостанции и ретранслятор, причем каждая наземная радиостанция содержит модулятор, передатчик, фильтр развязки, приемопередающую антенну, приемник, демодулятор и блок сложения по модулю два, при этом выход модулятора через передатчик подключен к первому входу фильтра развязки, выход которого соединен со входом приемопередающей антенны, выход которой соединен со вторым входом фильтра развязки, второй выход которого соединен со входом приемника, выход которого соединен со входом демодулятора, выход которого подключен к первому входу блока сложения по модулю два, выход которого является информационным выходом наземной радиостанции, второй вход блока сложения по модулю два соединен со входом модулятора, который является информационным входом наземной радиостанции, а первый и второй установочные входы блока сложения по модулю два являются соответственно первым и вторым установочными входами наземной радиостанции; ретранслятор содержит приемопередающую антенну, фильтр развязки, первый и второй приемники, первый и второй демодуляторы, модулятор, передатчик и блок сложения по модулю два, при этом выход приемопередающей антенны соединен с первым входом фильтра развязки, первый выход которого соединен со входом первого приемника, выход которого соединен со входом первого демодулятора, выход которого соединен с первым входом блока сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходом второго демодулятора, вход которого соединен с выходом второго приемника, вход которого подключен ко второму выходу фильтра развязки, выход блока сложения по модулю два соединен со входом модулятора, выход которого соединен со входом передатчика, выход которого соединен со вторым входом фильтра развязки, третий выход которого соединен со входом приемопередающей антенны, при этом первый и второй установочные входы блока сложения по модулю два являются соответственно первым и вторым установочными входами ретранслятора.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая система радиосвязи отличается наличием новых блоков и их выполнением, что способствовало достижению поставленной цели, а именно сокращению потребности в частотах для организации сети радиосвязи между взаимодействующими корреспондентами при одновременном повышении пропускной способности радиолинии.Таким образом, заявляемая система радиосвязи соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемую систему радиосвязи блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется.Данное решение существенно отличается от известных решений в данной области техники. Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".Заявляемое решение может быть реализовано с использованием существующих аппаратуры, приборов и устройств, используемых в электрорадиотехнике и вычислительной технике, и является промышленно применимым.На фиг.1 изображена структурная схема системы радиосвязи, а на фиг.2, 3 и 4 приведены структурные электрические схемы блока сложения по модулю два соответственно первой наземной радиостанции, ретранслятора и второй наземной радиостанции системы радиосвязи.Система радиосвязи содержит (фиг.1) первую 1 наземную радиостанцию, ретранслятор 2 и вторую 3 наземную радиостанцию; первая 1 наземная радиостанция содержит модулятор 4, передатчик 5, фильтр 6 развязки, приемопередающую антенну 7, приемник 8, демодулятор 9 и блок 10 сложения по модулю два; ретранслятор 2 содержит приемопередающую антенну 11, фильтр 12 развязки, первый 13 приемник, первый 14 демодулятор, второй 15 приемник, второй 16 демодулятор, модулятор 17, передатчик 18 и блок 19 сложения по модулю два; вторая 3 наземная радиостанция содержит модулятор 20, передатчик 21, фильтр 22 развязки, приемопередающую антенну 23, приемник 24, демодулятор 25 и блок 26 сложения по модулю два.Блок 10 сложения по модулю два (фиг.2) первой 1 наземной радиостанции содержит первый 27 регистр, первый 28 ключ, второй 29 ключ, первый 30 дешифратор, сумматор 31 по модулю два, второй 32 регистр, третий 33 ключ, четвертый 34 ключ, второй 35 дешифратор, одновибратор 36, первый элемент ИЛИ 37, второй элемент ИЛИ 38, элемент И 39, первый 40 триггер, второй 41 триггер и ГТИ 42.Блок 19 сложения по модулю два (фиг.3) ретранслятора 2 содержит первый 43 регистр, первый 44 ключ, второй 45 ключ, первый 46 дешифратор, сумматор 47 по модулю два, второй 48 регистр, третий 49 ключ, четвертый 50 ключ, второй 51 дешифратор, одновибратор 52, первый элемент ИЛИ 53, второй элемент ИЛИ 54, элемент И 55, первый 56 триггер, второй 57 триггер и ГТИ 58.Блок 26 сложения по модулю два (фиг.4) второй 3 наземной радиостанции содержит первый 59 регистр, первый 60 ключ, второй 61 ключ, первый 62 дешифратор, сумматор 63 по модулю два, второй 64 регистр, третий 65 ключ, четвертый 66 ключ, второй 67 дешифратор, одновибратор 68, первый элемент ИЛИ 69, второй элемент ИЛИ 70, элемент И 71, первый 72 триггер, второй 73 триггер и ГТИ 74.Выход модулятора 4 первой наземной радиостанции 1 (фиг.1) через передатчик 5 подключен к первому входу фильтра 6 развязки, первый выход которого соединен со входом приемопередающей антенны 7, выход которой соединен со вторым входом фильтра 6 развязки, второй выход которого соединен со входом приемника 8, выход которого соединен со входом демодулятора 9, выход которого подключен к первому входу блока 10 по модулю два, второй вход которого соединен со входом модулятора 4, вход которого является входом первой наземной радиостанции 1, информационным выходом которой является выход блока 10 сложения по модулю два, первый и второй установочные входы которого являются соответственно первым и вторым установочными входами первой 1 наземной радиостанции.Приемопередающая антенна 7 первой наземной радиостанции 1 по эфиру связана с приемопередающей антенной 11 ретранслятора 2, выход которой соединен с первым входом фильтра 12 развязки, первый выход которого подключен ко входу первого приемника 13, выход которого соединен со входом первого демодулятора 14, выход которого подключен к первому входу блока 19 сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходом второго демодулятора 16, вход которого соединен с выходом второго приемника 15, вход которого подключен ко второму выходу фильтра 12 развязки. Выход блока 19 сложения по модулю два соединен со входом модулятора 17, выход которого соединен со входом передатчика 18, выход которого соединен со вторым входом фильтра 12 развязки, третий выход которого подключен ко входу приемопередающей антенны 11.Приемопередающая антенна 11 ретранслятора 2 по эфиру связана с приемопередающей антенной 23 второй наземной радиостанции 3, выход которой соединен с первым входом фильтра 22 развязки, вход которого соединен с выходом передатчика 21, вход которого соединен с выходом модулятора 20, выход фильтра 22 развязки подключен к входу приемника 24, выход которого соединен с входом демодулятора 25, выход которого подключен к первому входу блока 26 сложения по модулю два, второй вход которого соединен со входом модулятора 20, вход которого является входом второй наземной радиостанции 3, информационным выходом которой является выход блока 26 сложения по модулю два, первый и второй установочные входы которого являются соответственно первым и вторым установочными входами второй 3 наземной радиостанции.Первые выходы первого 27 и второго 32 регистров блока 10 сложения по модулю два первой 1 наземной радиостанции подключены к информационным входам соответственно первого 28 и третьего 33 ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два, тактовый вход которого соединен с выходом ГТИ 42, выходы второго 29 и четвертого 34 ключей соединены с тактовыми входами соответственно первого 27 и второго 32 регистров, К параллельных выходов которых подключены к соответствующим входам соответственно первого 30 и второго 35 дешифраторов, выходы первого 30 и второго 35 дешифраторов подключены к входам «Сброс» соответственно первого 40 и второго 41 триггеров, выход ГТИ 42 подключен к сигнальным входам второго 29 и четвертого 34 ключей, выходы первого 37 и второго 38 элементов ИЛИ подключены к единичным входам соответственно первого 40 и второго 41 триггеров, прямые выходы первого 40 и второго 41 триггеров подключены к управляющим входам соответственно второго 29 и четвертого 34 ключей, а инверсные выходы первого 40 и второго 41 триггеров подключены соответственно к первому и второму входам элемента И 39, выход которого подключен к входу одновибратора 36 и к первым входам первого 37 и второго 38 элемента ИЛИ, выход одновибратора 36 подключен к управляющим входам первого 28 и третьего 33 ключей, при этом информационные входы первого 27 и второго 32 регистров являются соответственно первым и вторым входами блока 10 сложения по модулю два, установочными входами которого являются вторые входы первого 37 и второго 38 элементов ИЛИ.Первые выходы первого 43 и второго 48 регистров блока 19 сложения по модулю два ретранслятора 2 подключены к информационным входам соответственно первого 44 и третьего 49 ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 47 по модулю два, тактовый вход которого соединен с выходом ГТИ 58, выходы второго 45 и четвертого 50 ключей соединены с тактовыми входами соответственно первого 43 и второго 48 регистров, К параллельных выходов которых подключены к соответствующим входам соответственно первого 46 и второго 51 дешифраторов, выходы первого 46 и второго 51 дешифраторов подключены к входам «Сброс» соответственно первого 56 и второго 57 триггеров, выход ГТИ 58 подключен к сигнальным входам второго 45 и четвертого 50 ключей, выходы первого 53 и второго 54 элементов ИЛИ подключены к единичным входам соответственно первого 56 и второго 57 триггеров, прямые выходы первого 56 и второго 57 триггеров подключены к управляющим входам соответственно второго 45 и четвертого 50 ключей, а инверсные выходы первого 56 и второго 57 триггеров подключены соответственно к первому и второму входам элемента И 55, выход которого подключен к входу одновибратора 52 и к первым входам первого 53 и второго 54 элемента ИЛИ, выход одновибратора 52 подключен к управляющим входам первого 44 и третьего 49 ключей, при этом информационные входы первого 43 и второго 48 регистров являются соответственно первым и вторым входами блока 19 сложения по модулю два, установочными входами которого являются вторые входы первого 53 и второго 54 элементов ИЛИ.Первые выходы первого 59 и второго 64 регистров блока 26 сложения по модулю два второй наземной радиостанции 3 подключены к информационным входам соответственно первого 60 и третьего 65 ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 63 по модулю два, тактовый вход которого соединен с выходом ГТИ 74, выходы второго 61 и четвертого 66 ключей соединены с тактовыми входами соответственно первого 59 и второго 64 регистров, К параллельных выходов которых подключены к соответствующим входам соответственно первого 62 и второго 67 дешифраторов, выходы первого 62 и второго 67 дешифраторов подключены к входам «Сброс» соответственно первого 72 и второго 73 триггеров, выход ГТИ 74 подключен к сигнальным входам второго 61 и четвертого 66 ключей, выходы первого 69 и второго 70 элементов ИЛИ подключены к единичным входам соответственно первого 72 и второго 73 триггеров, прямые выходы первого 72 и второго 73 триггеров подключены к управляющим входам соответственно второго 61 и четвертого 66 ключей, а инверсные выходы первого 72 и второго 73 триггеров подключены соответственно к первому и второму входам элемента И 71, выход которого подключен к входу одновибратора 68 и к первым входам первого 69 и второго 70 элемента ИЛИ, выход одновибратора 68 подключен к управляющим входам первого 60 и третьего 65 ключей, при этом информационные входы первого 59 и второго 64 регистров являются соответственно первым и вторым входами блока 26 сложения по модулю два, установочными входами которого являются вторые входы первого 69 и второго 70 элементов ИЛИ.Система радиосвязи работает следующим образом.В общем случае при организации радиосвязи передача и прием информации между первой наземной радиостанцией 1 и второй наземной радиостанцией 3 осуществляется по известным принципам. При этом радиостанция 1 преобразует поступающую на нее от оконечной аппаратуры потребителя информацию в высокочастотный сигнал, который она с помощью приемопередающей антенны 7 излучает в направлении ретранслятора 2. Ретранслятор 2 принимает этот сигнал, усиливает его и переизлучает в сторону радиостанции 3, которая принимает его, преобразует в низкочастотный сигнал и выдает потребителю.Ретранслятор 2 используется для повышения энергетики линии связи. Приемопередающая антенна 11 ретранслятора 2 отслеживает направление как на радиостанцию 1, так и на радиостанцию 3, передает принимаемый им высокочастотный сигнал в приемники 13 и 15, которые понижают частоту сигнала до промежуточной, усиливает его и передают на входы демодуляторов 14 и 16. С выхода демодуляторов 14 и 16 сигналы поступают на блок 19 сложения по модулю два и с выхода передаются на вход модулятора 17, который осуществляет модуляцию поступившей информации и выдает на вход передатчика 18, который преобразует его в высокочастотный сигнал и усиливает с помощью усилителя мощности.После усилителя мощности передатчика 18 сигнал через фильтр развязки 12 поступает на приемопередающую антенну 11, которая излучает его в эфир в направлении радиостанции 3, в которой антенна 23 отслеживает направление на ретранслятор 2, принимает сигнал и передает его на вход приемника 24, в котором сигнал усиливается, преобразуется демодулятором 25 в низкочастотный сигнал и через блок 26 сложения по модулю два выдается на выход радиостанции 3 к потребителю информации.Блок 19 сложения по модулю два на ретрансляторе 2 осуществляет суммирование по модулю два пакетов информации, приходящих от двух абонентов, модуляцию несущей полученным сигналом и передачу его на наземные радиостанции.Каждая наземная радиостанция демодулирует принятый сигнал и осуществляет суммирование по модулю два своего (опорного) пакета с принятым пакетом, в результате чего выделяется информация от вызывающего абонента.Передача информации в виде пакетов информационных сигналов осуществляется следующим образом.Перед началом сеанса связи между наземными радиостанциями 1 и 3 через ретранслятор 2, на входы запуска всех блоков 10, 19 и 26 сложения по модулю два подаются импульсы, подготавливающие эти блоки к последующей работе. С началом сеанса связи на информационных входах обоих наземных радиостанций 1 и 3 появляются пакеты информационных сигналов, предназначенные для передачи на противоположные стороны (на станции 3 и 1 соответственно). Пакеты запоминаются в соответствующих блоках 10 и 26 сложения по модулю два и одновременно модулируются в модуляторах 4 и 20, передаются через передатчики 5 и 21, антенны 7 и 23 соответственно на частотах, условно названных Ф1 и Ф2, в ретранслятор 2, где сигналы пакета от радиостанции 1 и 3 воспринимаются приемниками 13 и 15 ретранслятора 2, демодулируются в демодуляторах 14 и 16, а затем складываются в блоке 19 сложения друг с другом по модулю два. Полученный в результате сложения пакет модулируется в модуляторе 17 и передается через передатчик 18 и антенну 11 на частоте Ф3 в наземные радиостанции 1 и 3.В обеих радиостанциях 1 и 3 сигналы суммирующего пакета воспринимаются соответственно приемниками 8 и 24, демодулируются в демодуляторах 9 и 25, складываются по модулю два в блоках 10 и 26 сложения с пакетами информационных сигналов, запомненные ранее в этих блоках 10 и 26. Полученный в результате сложения пакет является пакетом информационных сигналов от противоположной станции, соответственно 3 и 1, на информационные выходы которых они и поступают.Блоки 10 (19 и 26) сложения пакетов работают следующим образом.В исходном состоянии на входы запуска подается импульс, устанавливающий триггеры 40 и 41 (56 и 57, 72 и 73) в состояния, при которых тактовые ключи 29 и 34 (45 и 50, 61 и 66) открыты и через них в регистры 27 и 32 (43 и 48, 59 и 64) поступают тактовые импульсы от ГТИ 42 (58, 74). Ключи 28 и 33 (44 и 49, 60 и 65) сложения под воздействием нулевого потенциала, поступающего на их управляющие входы с выхода закрытого элемента И 39 через одновибратор 36, переключают свои информационные входы на вторые выходы, соединенные с общим проводом.С началом работы в регистры 27 и 32 (43 и 48, 59 и 64) записываются пакеты информационных сигналов. При записи в последних разрядах этих регистров кодов начала пакета срабатывают дешифраторы 30 и 35 (46 и 51, 62 и 67), на выходах которых появляются сигналы, перебрасывающие триггеры 40 и 41 (56 и 57, 72 и 73). В результате этого тактовые ключи 29 и 34 (45 и 50, 61 и 66) закрываются, а на входы элемента И 39 поступают единичные потенциалы. Если перебросится только один триггер 40 (41) (аналогично 56 (57), 72 (73)), то элемент И 39 (55, 71) остается закрытым, при перебрасывании обоих триггеров, что означает заполнение регистров 27 и 32 (43 и 48, 59 и 64) пакетами информационных сигналов, элемент И 39 (55, 71) открывается, сигнал с его выхода вновь перебрасывает триггеры 40 (41) (аналогично 56 (57), 72 (73)) в исходное состояние и запускает одновибратор 36 (52, 68). Единичный потенциал с выхода последнего настраивает ключи 28 и 33 (44 и 49, 60 и 65) сложения в состояния переключения своих информационных входов на выходы, соединенные с входами сумматора 31 (47, 63) по модулю два. Под воздействием тактовых импульсов информационные сигналы, продвигаясь через разряды регистров 27 и 32 (43 и 48, 59 и 64), поступают в сумматор 31 (47, 63), складываются в нем по модулю два и поступают на выход блока 10 (19, 26) сложения.Длительность единичного потенциала на выходе одновибратора 36 (52, 68) выбирается необходимой для того, чтобы в сумматоре 31 (47, 63) по модулю два успели бы сложиться все сигналы пакетов из регистров 27 и 32 (43 и 48, 59 и 64), после чего ключи 28 и 33 (44 и 49, 60 и 65) сложения закрываются и устройство переходит в исходное состояние, готовое к приему новых пакетов информационных сигналов.Техническая эффективность предлагаемой системы радиосвязи заключается в повышении пропускной способности радиолинии, организуемой между двумя потребителями (абонентами), при одновременном сокращении количества частот, выделяемых на ретрансляторе для ведения дуплексной радиосвязи.Повышение пропускной способности достигается за счет того, что в предлагаемой системе радиосвязи исключаются затраты времени на передачу информации о готовности связи от одной наземной радиостанции к другой, поскольку эту функцию выполняет ретранслятор.Расчеты показали, что при организации прямой дуплексной связи непосредственно между радиостанциями 1 и 3 необходимо не менее пяти частот, в то время как при использовании ретранслятора требуется всего три частоты, то есть получаем выигрыш в частотах примерно в 1,5 раза.Источники информации1. Системы радиосвязи / Под ред. Н.И.Калашникова. – М.: Радио и связь, 1988, с.184-188, рис.6.2.2. RU 2277299 C1, 27.05.2006 Формула изобретения 1. Система радиосвязи, содержащая две наземные радиостанции и ретранслятор, причем каждая наземная радиостанция содержит модулятор, передатчик, фильтр развязки, приемопередающую антенну, приемник, демодулятор и блок сложения по модулю два, при этом выход модулятора через передатчик подключен к первому входу фильтра развязки, выход которого соединен со входом приемопередающей антенны, выход которой соединен со вторым входом фильтра развязки, второй выход которого соединен со входом приемника, выход которого соединен со входом демодулятора, выход которого подключен к первому входу блока сложения по модулю два, выход которого является информационным выходом наземной радиостанции, второй вход блока сложения по модулю два соединен со входом модулятора, который является информационным входом наземной радиостанции, а первый и второй установочные входы блока сложения по модулю два являются соответственно первым и вторым установочными входами наземной радиостанции; ретранслятор содержит приемопередающую антенну, фильтр развязки, первый и второй приемники, первый и второй демодуляторы, модулятор, передатчик и блок сложения по модулю два, при этом выход приемопередающей антенны соединен с первым входом фильтра развязки, первый выход которого соединен со входом первого приемника, выход которого соединен со входом первого демодулятора, выход которого соединен с первым входом блока сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходом второго демодулятора, вход которого соединен с выходом второго приемника, вход которого подключен ко второму выходу фильтра развязки, выход блока сложения по модулю два соединен со входом модулятора, выход которого соединен со входом передатчика, выход которого соединен со вторым входом фильтра развязки, третий выход которого соединен со входом приемопередающей антенны, при этом первый и второй установочные входы блока сложения по модулю два являются соответственно первым и вторым установочными входами ретранслятора.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок сложения по модулю два наземной радиостанции содержит первый и второй регистры, первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй дешифраторы, сумматор по модулю два, одновибратор, элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, генератор тактовых импульсов (ГТИ), при этом первые выходы первого и второго регистров подключены к информационным входам соответственно первого и третьего ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два, тактовый вход которого соединен с выходом ГТИ, выходы второго и четвертого ключей соединены с тактовыми входами соответственно первого и второго регистров, К параллельных выходов которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго дешифраторов, выходы первого и второго дешифраторов подключены к входам «Сброс» соответственно первого и второго триггеров, выход ГТИ подключен к сигнальным входам второго и четвертого ключей, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к единичным входам соответственно первого и второго триггеров, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к управляющим входам соответственно второго и четвертого ключей, а инверсные выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам элемента И, выход которого подключен к входу одновибратора и к первым входам первого и второго элемента ИЛИ, выход одновибратора подключен к управляющим входам первого и третьего ключей, при этом информационные входы первого и второго регистров являются соответственно первым и вторым входами блока сложения по модулю два, установочными входами которого являются вторые входы первого и второго элементов ИЛИ.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок сложения по модулю два ретранслятора содержит первый и второй регистры, первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй дешифраторы, сумматор по модулю два, одновибратор, элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, генератор тактовых импульсов (ГТИ), при этом первые выходы первого и второго регистров подключены к информационным входам соответственно первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два, тактовый вход которого соединен с выходом ГТИ, выходы третьего и четвертого ключей соединены с тактовыми входами соответственно первого и второго регистров, К параллельных выходов которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго дешифраторов, выходы первого и второго дешифраторов подключены к входам «Сброс» соответственно первого и второго триггеров, выход ГТИ подключен к сигнальным входам третьего и четвертого ключей, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к единичным входам соответственно первого и второго триггеров, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к управляющим входам соответственно третьего и четвертого ключей, а инверсные выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам элемента И, выход которого подключен к входу одновибратора и к первым входам первого и второго элемента ИЛИ, выход одновибратора подключен к управляющим входам первого и второго ключей, при этом информационные входы первого и второго регистров являются соответственно первым и вторым входами блока сложения по модулю два, установочными входами которого являются вторые входы первого и второго элементов ИЛИ.

RU
(11)
2382497
(13)
C2

(51)  МПК H04B7/06   (2006.01)
(12)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2010 – нет данных

(21), (22) Заявка: 2008102880/09, 30.06.2006 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 30.06.2006 (30) Конвенционный приоритет: 30.06.2005 US 60/696,357 (43) Дата публикации заявки: 10.08.2009 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: US 2003148738 А1, 07.08.2003. RU 2003135853 А, 20.04.2005. RU 2141168 C1, 10.11.1999. US 2005037718 А1, 17.02.2005. (85) Дата перевода заявки PCT на национальную фазу: 30.01.2008 (86) Заявка PCT: IB 2006/001820 20060630 (87) Публикация PCT: WO 2007/004027 20070111 Адрес для переписки: 191036, Санкт-Петербург, а/я 24, "НЕВИНПАТ", пат.пов. А.В.Поликарпову
(72) Автор(ы): ПЕДЕРСЕН Клаус (DK),МОГЕНСЕН Пребен (DK) (73) Патентообладатель(и): Нокиа Корпорейшн (FI) УСТРОЙСТВО,

СПОСОБ И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ

,

ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РАБОТУ ПЕРЕДАЮЩЕЙ АНТЕННЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ СИСТЕМ

,

ИСПОЛЬЗУЮЩИХ МНОЖЕСТВО АНТЕНН

(57) Реферат: Способ включает определение весовых коэффициентов, соответствующих каждой антенне из множества антенн, используемых для передачи сигналов данных, при этом каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего сигнала данных перед передачей с использованием соответствующей антенны и передачу информации, соответствующей по меньшей мере одному из весовых коэффициентов и позволяющей определить по меньшей мере указанный весовой коэффициент. Другой способ включает прием информации, соответствующей по меньшей мере одному из множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, используемых для передачи первых сигналов данных, где каждый весовой коэффициент использовался для изменения соответствующего одного из первых сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из первых антенн; использование принятой информации для определения множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, и использование по меньшей мере множества весовых коэффициентов для декодирования вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, для создания по меньшей мере одного выходного сигнала. Технический результат – передача информации обратной линии связи для антенной передачи с замкнутым контуром по каналу восходящей линии. 6 н. и 31 з.п. ф-лы, 6 ил. Область техникиПримеры этого изобретения относятся в основном к цифровым сотовым системам связи, способам, терминалам и компьютерным программам и более конкретно относятся к способу передачи информации обратной связи, относящейся к антенне, между абонентским оборудованием и базовой станцией.Уровень техникиСледующие сокращения, по меньшей мере некоторые из них, используются ниже в описании:
3GPP
Third Generation Partnership Project
Программа сотрудничества по созданию системы третьего поколения
BS
Base Station
Базовая станция
BTS
Base Transceiver Station
Приемопередающая базовая станция
CLM
Closed loop transmit diversity mode
Режим с разносом на передачу с замкнутым контуром
CSI
Channel state information
Информация состояния канала (термин, эквивалентный CQI в EUTRAN)
CQI
Channel quality information
Информация о качестве канала
DL
Downlink
Нисходящая линия связи
DPCH
Dedicated Physical Channel
Выделенный физический канал
EUTRAN
Evolved UTRAN
Развитая UTRAN
FBI
Feedback Information
Информация обратной связи
F-DPCH
Fractional Dedicated Physical Channel
Частичный выделенный физический канал
HSDPA
High Speed Downlink Packet Access
Пакетный доступ по высокоскоростной нисходящей линии связи
HS DPCCH
High Speed Dedicated Physical Control Channel
Высокоскоростной выделенный физический канал управления
HS DSCH
High-Speed Downlink Shared Channel
Высокоскоростной совместный канал нисходящей линии связи
HS-SCCH
High-Speed Shared Control Channel
Высокоскоростной совместный канал управления
MIMO
Multiple Input, Multiple Output
Множественный вход – множественный выход
Node В
Base station
Узел В – базовая станция
OFDM
Orthogonal Frequency Division Duplex
Дуплексное ортогональное частотное мультиплексирование
SRB
Signaling Radio Bearer
Радиоканал сигнализации
UE
User Equipment
Абонентское оборудование
UL
Uplink
Восходящая линия связи
UMTS
Universal MobileTelecommunications System C304
Универсальная система мобильной связи C304
UTRA-FDD
UMTS Terrestrial RadioAccess-Frequency Division Duplex
Наземный радиодоступ в UMTS с дуплексным частотным разделением
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access Network
Наземная сеть радиодоступа в универсальной системе мобильной связи
WCDMA
Wideband Code DivisionMultiple Access
Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналовПакетная передача данных в нисходящей линии связи в системе UTRA FDD (WCDMA) – возможность, включенная в технические требования Выпуска 5 и также усовершенствованная в Выпуске 6, с поддержкой частичного выделенного физического канала (F DPCH) и с поддержкой канала сигнализации SRB, преобразованного в высокоскоростной совместный канал HS-DSCH нисходящей линии связи.В настоящее время работа по усовершенствованию продолжается в Выпуске 7. Одна из особенностей линии связи HSDPA, наиболее важная для этого изобретения, относится к передающим и приемным подсистемам узла В и абонентского терминала.Сущность изобретенияВ варианте осуществления изобретения предлагается способ, в котором определяют весовые коэффициенты, соответствующие каждой антенне из всего множества антенн, используемых для передачи сигналов данных. Каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего одного из сигналов данных перед его передачей с использованием соответствующей одной из антенн. Способ также включает передачу информации, соответствующей по меньшей мере одному из весовых коэффициентов и позволяющей определить по меньшей мере указанный по меньшей мере один весовой коэффициент.В другом варианте осуществления изобретения устройство включает приемопередатчик, сконфигурированный для подсоединения ко всему множеству антенн, используемых для передачи сигналов данных. Устройство также включает одно или более запоминающих устройств, содержащих управляющую программу, и один или более процессоров данных, подсоединенных к одному или более запоминающих устройств и к приемопередатчику. Один или более процессоров данных конфигурируют для выполнения при исполнении управляющей программы следующих операций: определения весовых коэффициентов, соответствующих каждой антенне из всего множества антенн, каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего одного из сигналов данных перед их передачей с использованием соответствующей одной из антенн; и передачи приемопередатчиком информации, соответствующей по меньшей мере одному из весовых коэффициентов и позволяющей определить по меньшей мере указанный по меньшей мере один весовой коэффициент.В дополнительном варианте осуществления изобретения раскрывается носитель сигнала, который материально воплощает программу машиночитаемых инструкций, исполняемых по меньшей мере одним процессором данных для выполнения операций. Операции включают определение весовых коэффициентов, соответствующих каждой антенне из всего множества антенн, используемых для передачи сигналов данных, причем каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего одного из сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из антенн. Операции также включают передачу информации, соответствующей по меньшей мере одному из весовых коэффициентов и позволяющей определить по меньшей мере указанный по меньшей мере один весовой коэффициент.В еще одном варианте осуществления изобретения раскрывается способ, который включает прием информации, соответствующей по меньшей мере одному из множества весовых коэффициентов, которые соответствуют множеству первых антенн, используемых для передачи первых сигналов данных. Каждый весовой коэффициент использовался для изменения соответствующего одного из первых сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из первых антенн. Способ также включает использование принятой информации для определения множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, и использование по меньшей мере множества весовых коэффициентов для декодирования вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, чтобы создать по меньшей мере один выходной сигнал.В следующем варианте осуществления изобретения раскрывается устройство, которое включает приемопередатчик, сконфигурированный для подсоединения к множеству первых антенн, используемых для приема первых сигналов данных. Приемопередатчик конфигурируется для приема информации, соответствующей по меньшей мере одному из множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству вторых антенн, используемых для передачи вторых сигналов данных. Каждый весовой коэффициент использовался для изменения соответствующего одного из вторых сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из вторых антенн. Устройство также включает одно или более запоминающих устройств, содержащих управляющую программу, и один или более процессоров данных, подсоединенных к одному или более запоминающих устройств и к приемопередатчику. Один или более процессоров данных конфигурируют для выполнения при исполнении программного кода операции определения с использованием принятой информации, множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству вторых антенн. Операции также включают использование по меньшей мере множества весовых коэффициентов для декодирования первых сигналов данных, чтобы создать по меньшей мере один выходной сигнал.В дополнительном варианте осуществления изобретения носитель сигнала материально воплощает программу из машиночитаемых инструкций, исполняемых по меньшей мере одним процессором данных, для выполнения операций, включающих прием информации. Информация соответствует по меньшей мере одному из всего множества весовых коэффициентов, а множество весовых коэффициентов соответствует множеству первых антенн, используемых для передачи первых сигналов данных, причем каждый весовой коэффициент использовался для изменения соответствующего одного из первых сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из первых антенн. Операции также включают определение множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, с использованием принятой информации и дополнительно включают декодирование вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, чтобы создать по меньшей мере один выходной сигнал с использованием по меньшей мере множества весовых коэффициентов.Краткое описание чертежейВышеупомянутые и другие аспекты вариантов осуществления этого изобретения станут более очевидными из данного ниже подробного описания с поясняющими чертежами, на которых:фиг.1 – упрощенная структурная схема, показывающая типичные наиболее важные элементы, используемые для реализации типичного варианта осуществления этого изобретения;фиг.2 – другая упрощенная структурная схема, показывающая типичные элементы, используемые для реализации типичного варианта осуществления этого изобретения с использованием разноса передачи и приема;фиг.3 – другая упрощенная структурная схема, показывающая типичные элементы, используемые для реализации типичного варианта осуществления этого изобретения с использованием передачи и приема по технологии «множественный вход – множественный выход» (MIMO);фиг.4 – блок-схема типичного способа, выполняемого сетевым узлом для обеспечения функционирования передающей антенны с замкнутым контуром;фиг.5 – блок-схема типичного способа, выполняемого абонентским оборудованием для обеспечения функционирования передающей антенны с замкнутым контуром;фиг.6 – таблица, используемая для преобразования информации весового коэффициента антенны в фазу для заданного весового коэффициента антенны.Подробное описание примеров осуществления изобретенияВ качестве введения, может быть показано, что требуемая схема передачи по линии связи HSDPA должна основываться на способе антенной передачи с замкнутым контуром с двумя передающими (Тх) и двумя приемными (Rx) антеннами (например, если используется для линии связи HSDPA согласно практическим эксплуатационным условиям в сочетании с быстрым планированием пакетов). Однако в настоящее время существуют проблемы, относящиеся к схемам 1 и 2 с замкнутым контуром, определенным в выпуске 5 Программы 3GPP. В этом отношении наиболее важен документ 3GPP TS 25.214, процедуры физического уровня (FDD) (Выпуск 5). Проблемы связаны с разрешающей способностью и скоростью обновления от абонентского оборудования, и с проверкой антенны. Проблема с проверкой антенны имеет место, потому что абонентское оборудование не имеет сведений о весовых коэффициентах антенны, которые узел В использует для передачи. Проблема с проверкой антенны объединяется с использованием канала H-CDPH в линии связи HSDPA, для которой принято решение о том, что больше нет обязательной поддержки абонентским оборудованием ни режима CLM1, ни режима CLM2 для канала F-DPCH. Поэтому режим с разносом передачи с замкнутым контуром не пригоден для эксплуатации в линии связи HSDPA согласно Выпуску 6 Программы 3GPP.По существу, понятно, что для того, чтобы иметь надежное и привлекательное использование схемы антенны с замкнутым контуром 2 Тх для развития линии связи HSDPA, требуется новый подход.Типичные варианты осуществления этого изобретения обеспечивают усовершенствование схемы с разносом передачи с замкнутым контуром, которая в настоящее время задана для линии связи HSDPA в выпусках 5 и 6 Программы 3GPP. Однако, хотя типичные варианты осуществления этого изобретения описываются контекстом линии связи HSDPA, нужно иметь в виду, что эти идеи применимы для других систем радиосвязи, включая сети EUTRAN, но не ограничиваясь ими.Фиг.1 – упрощенная структурная схема, показывающая наиболее важные элементы, используемые для реализации этого изобретения, а именно терминал 10 линии связи HSDPA, также обозначаемый как абонентское оборудование (UE) 10, и базовую станцию 20, также обозначаемую как узел В 20. Используемый здесь, но не являющийся ограничением для этого изобретения, узел В может считаться функциональным эквивалентом термина «узел В» технических требований серии 25 Программы 3GPP.Фиг.1 показывает, что терминал 10 линии связи HSDPA включает соответствующий беспроводный приемопередатчик 12, имеющий первую и вторую приемные антенны 13А, 13В. Приемопередатчик 12 соединяется по меньшей мере с одним процессором 14 данных (DP), который, в свою очередь, включает энергозависимое запоминающее устройство и/или энергонезависимое запоминающее устройство 16 или подсоединяется к этому запоминающему устройству. Запоминающее устройство 16 хранит управляющую программу 18, которая выполняется процессором 14 данных для работы с узлом В 20, включая управляющую программу для реализации абонентским оборудованием 10 аспектов этого изобретения. Узел В построен таким образом, чтобы включать приемопередатчик 22, имеющий первую и вторую передающие антенны 23А, 23В. Антеннам 23А, 23В присваиваются соответствующие им и относящиеся к ним весовые коэффициенты антенны (W1, W2). Допускается, что узел В 20 также включает по меньшей мере один процессор 24 данных, который, в свою очередь, включает энергозависимое запоминающее устройство и/или энергонезависимое запоминающее устройство 26 или подсоединяется к этому запоминающему устройству. Запоминающее устройство 26 хранит управляющую программу 28, которая выполняется процессором 24 данных для работы с абонентским оборудованием 10, включая управляющую программу для реализации узлом В 20 аспектов этого изобретения.Отметим, что, несмотря на то, что фиг.1 показывает отдельное использование передающей и приемной антенн в абонентском оборудовании 10 и узле В 20, на практике такая антенна (антенны) могут использоваться как для передачи, так и для приема.Запоминающие устройства 16 и 26 могут быть любого типа, пригодного для местных технических условий эксплуатации, и могут реализовываться с использованием любой подходящей технологии хранения данных, такие как накопители информации, основанные на полупроводниках, магнитные накопители информации и системы, оптические накопители информации и системы, закрепленные накопители информации и переносные накопители информации.Процессоры 14 и 24 данных могут быть любого типа, пригодного для местных технических условий эксплуатации, и могут включать один или более компьютеров общего назначения, компьютеры специального назначения, микропроцессоры, процессоры цифровой обработки сигналов (DSP) и процессоры, базирующиеся на многоядерной архитектуре процессоров, как не ограничивающие изобретение примеры.В общем, различные варианты абонентского оборудования 10 могут включать, но не ограничиваются этим сотовые телефоны, карманные компьютеры (PDA), имеющие возможности радиосвязи, портативные компьютеры, имеющие возможности радиосвязи, устройства записи изображений наподобие цифровых камер, имеющие возможности радиосвязи, игровые устройства, имеющие возможности радиосвязи, устройства хранения и воспроизведения музыки, имеющие возможности радиосвязи, Интернет-устройства, позволяющие осуществлять беспроводной доступ в Интернет и просмотр файлов, а также переносные устройства или терминалы, которые совмещают комбинации таких функций.Согласно идеям этого изобретения усовершенствование линии связи HSDPA позволяет абонентскому оборудованию 10 послать информацию обратной связи для антенной передачи с замкнутым контуром узлу В 20, причем абонентское оборудование 10 посылает информацию обратной связи о передаче антенной с замкнутым контуром по каналу UL HS DPCCH вместо того, чтобы послать информацию обратной связи по каналу DPCCH. Этот подход предоставляет выгодную возможность использовать больше битов для передачи информации обратной связи узлу В 20. Также коэффициент обратной связи может быть сделан динамическим (например, коэффициент обратной связи, соответствующий информации качества канала).Информация обратной связи может содержать информацию для определения рекомендованных абонентскому оборудованию весовых коэффициентов антенны для их использования узлом В 20 (например, базовой станцией или приемопередатчиком базовой станции), где весовой коэффициент антенны может быть представлен в виде амплитуды или фазы. Например, весовые коэффициенты антенны обычно являются комплексными числами вида Wi=ai+jbi, а амплитуда и фаза могут быть определены с использованием весового коэффициента.Также согласно типичным вариантам осуществления этого изобретения формат передачи для канала DL HS SCCH изменяется таким образом, что канал DL HS SCCH также содержит информацию о применяемой схеме передающей антенны, используемой в узле В 20, включая информацию о весовых коэффициентах (W1, W2) антенны. Передача этой информации по каналу HS SCCH абонентскому оборудованию уменьшает или устраняет проблемы, относящиеся к вышеуказанной проверке антенны (например, Выпуск 5 Программы 3GPP).Схема обратной связи передающей антенны с замкнутым контуром согласно типичным вариантам этого изобретения поддерживает весовые коэффициенты с разносом передачи антенны, а также многопоточную информацию обратной связи в замкнутом контуре с технологией MIMO. Более подробно это описано на фиг.2 и 3.На фиг.2 показана упрощенная структурная схема, иллюстрирующая типичные элементы, используемые для реализации типичного варианта осуществления этого изобретения с использованием разноса передачи и приема. Система 200 радиосвязи включает узел В 220 и абонентское оборудование, соединенные с использованием каналов связи HS DSCH 240, HS SSCH 245 и HS DPCCH 250. Узел В 220 включает процессор 224 данных, запоминающее устройство 226, перемножители 296-1 и 296-2 и приемопередатчик 222. Запоминающее устройство 226 включает управляющую программу 228, принятые весовые коэффициенты 235, входные данные 260 и пилот-сигналы 265. Узел В 220 соединяется с антеннами 230-1, 230-2 и 230-3 или содержит их. Абонентское оборудование 210 содержит процессор 234 данных, запоминающее устройство 236 и приемопередатчик 232. Абонентское оборудование 210 соединяется с антеннами 290-1, 290-2 и 290-3 или содержит их. Запоминающее устройство 236 включает управляющую программу 238, информацию 280 о принятых весовых коэффициентах, информацию 282 об определенных весовых коэффициентах, информацию 284 о весовых коэффициентах обратной связи и выходные данные DS1' 286, соответствующие данным в сигнале данных DS1 225.Узел В 220 обменивается входными данными 260 с помощью выполнения таких функций, как модуляция, расширение спектра, скремблирование (например, шифрование) и частотная манипуляция (например, от полосы частот видеосигнала к полосе пропускания), чтобы создать сигнал данных DS1 225. В этом примере сигнал данных DS1 225 соединяется с обоими перемножителями 296-1 и 296-2 и изменяется (например, умножается) посредством соответствующего весового коэффициента W1, W2, соответственно, для создания измененных сигналов 297-1 и 297-2 данных и осуществления связи с использованием антенн 230-1 и 230-2 соответственно. Периодически процессор 224 данных также вызывает передачу пилот символов 265 как сигнала данных DS1 225, несмотря на то, что одна или обе антенны 230-1 и 230-2 могут использоваться для передачи сигнала данных DS1 225, имеющего пилот символы 265.Сигнал данных DS1 225 передается с использованием канала HS DSCH 240 к абонентскому оборудованию 210. Кроме того, узел В 220 передает (например, под управлением управляющей программы 228 и процессора 224 данных) информацию 270 весового коэффициента по каналу HS SCCH 245 абонентскому оборудованию 210. Информация 270 весового коэффициента – это индикация весовых коэффициентов W1, W2 "в прямом направлении", и информация 270 весового коэффициента может включать информацию 271, соответствующую весовым коэффициентам обеих антенн (например, W1, W2), или информацию 272, соответствующую одному из весовых коэффициентов обеих антенн (например, W1 или W2). Отметим, что информация 270 могла включать, например, разность фаз между весовыми коэффициентами W1 и W2 антенны, значения W1, W2 или информацию, которая преобразовывается для получения W1 или W2. Когда информация 272 (например, соответствующая весовому коэффициенту W2 антенны) передается, абонентское оборудование будет затем в состоянии определить информацию, соответствующую другому весовому коэффициенту антенны (например, W1) с использованием переданной информации 272. Абонентское оборудование 210 (например, под управлением управляющей программы 238 и процессора 234 данных) помещает информацию 270 весового коэффициента в принятую информацию 280 весового коэффициента и, если необходимо, определяет информацию 282 определенного весового коэффициента из принятой информации 280 весового коэффициента. В одном варианте принятая информация 280 весового коэффициента соответствует как W1, так и W2, и информация 282 определенного весового коэффициента соответствует как W1, так и W2. В другом варианте принятая информация 280 весового коэффициента соответствует W2 (например, или W1), и абонентское оборудование 210 определяет информацию 282 определенного весового коэффициента (например, соответствующую как W1, так и W2) с использованием принятой информации 280 весового коэффициента W2 (например, или W1).Абонентское оборудование 210 использует информацию 282 определенного весового коэффициента в течение декодирования принятых сигналов 291-1 и 291-2 данных и определяет выходные данные (DS1') 286, соответствующие данным в сигнале данных DS1 225. Абонентское оборудование 210 также использует эту информацию 282 определенного весового коэффициента для оценивания канала, в том числе для оценивания новых весовых коэффициентов антенны (т.е. информация 284 обратной связи о весовом коэффициенте), которые впоследствии сигнализируют обратно узлу В. Поэтому абонентское оборудование 210 (например, снова под управлением управляющей программы 238 и процессора 234 данных) определяет информацию 284 обратной связи о весовом коэффициенте, используя, например, пилот-сигналы 265, которые передаются по каналу HS DSCH 240, и соответствующую оценку канала, определенную с использованием информации 282 определенного весового коэффициента. Абонентское оборудование 210 передает информацию 276 (соответствующую информации 284 обратной связи о весовом коэффициенте) базовой станции как часть информации 275 обратной связи при передаче с замкнутым контуром по каналу HS DPCCH 250. Информация 276 весового коэффициента обратной связи включает информацию W1' 241 одного или более весовых коэффициентов обратной связи, соответствующих вычисленному коэффициенту W1, и информацию W2' 241 одного или более весовых коэффициентов обратной связи, соответствующих вычисленному коэффициенту W2. Отметим также, что информация 276 обратной связи может включать разности, такие как разность фаз между весовыми коэффициентами W1 и W2 антенны. Информация 275 обратной связи при передаче с замкнутым контуром может также включать информацию качества канала/информацию состояния канала CQI/CSI 278 и может также включать подтверждение (Асk) или неподтверждение (Nack) приема текущих или предыдущих передач.Узел В 220 использует принятую информацию 235 весового коэффициента, которая соответствует информации 276 обратной связи о весовом коэффициенте, для проверки весовых коэффициентов W1, W2 антенны. Типичные методы определения весовых коэффициентов антенны абонентским оборудованием 210 и проверки весовых коэффициентов базовой станцией 220 описываются, например, в 3GPP TS 25.214, V5.0.0 (2002-03) и более поздних документах. Отметим, что система 200 на фиг.2 использует передачу с разносом, потому что один и тот же сигнал (сигнал данных DS1 225) передается с использованием различных антенн 230-1, 230-2.В отличие от этого, фиг.3 показывает другую упрощенную структурную схему, показывающую типичные элементы, используемые для реализации передачи и приема по технологии «множественный вход – множественный выход». Система 300 на фиг.3 включает много таких же элементов, как и на фиг.2, поэтому здесь описываются только отличия. Система 300 связи включает узел В 320, включающий процессор 224 данных, который подсоединяется к перемножителям 336-1 – 336-4 и через приемопередатчик 322 к антеннам 330-1 – 330-4. Процессор 224 данных разделяет входные данные 260 на сигналы данных от DS1 325-1 до DS4 325-4, каждый из которых изменяется (например, умножается) с использованием перемножителей с соответствующим весовым коэффициентом от W1 до W4 для создания измененного сигнала данных 337-1 – 337-4, который затем передается с использованием приемопередатчика 322 и антенн 330. Базовая станция 320 также передает информацию 370 весового коэффициента, включающую одну или более информацию 371 весового коэффициента, соответствующую коэффициенту W1, одну или более информацию 372 весового коэффициента, соответствующую коэффициенту W2, одну или более информацию 373 весового коэффициента, соответствующую коэффициенту W3, и одну или более информацию 374 весового коэффициента, соответствующую коэффициенту W4 374, абонентскому оборудованию 210.Абонентское оборудование 210 принимает канал HS DSCH 240 с использованием антенн от 390-1 до 390-4, и приемопередатчик 322 формирует принятые сигналы данных от 391-1 до 391-4. Процессор 234 данных затем создает выходные данные DS1' 386-1, DS2' 386-2, DS3' 386-3 и DS4' 386-4, соответствующие сигналам данных DS1 325-1, DS2 325-2, DS3 325-3 и DS4 325-4 соответственно. В технологии MIMO N приемных антенн 390 принимают информацию от М передающих антенн 330, и здесь может быть минимальное количество min (М, N) независимых подканалов. В типичном варианте М не равно N. Например, на фиг.3 существуют четыре независимых подканала, хотя для такого количества передающих антенн 330 может использоваться меньшее количество подканалов. Абонентское оборудование 310 передает информацию 376 обратной связи, включающую информацию W1' 341 одного или более весовых коэффициентов, соответствующую вычисленному коэффициенту W1, информацию W2' 342 одного или более весовых коэффициентов, соответствующую вычисленному коэффициенту W2, информацию W3' 343 одного или более весовых коэффициентов, соответствующую вычисленному коэффициенту W3, и информацию W4' 344 одного или более весовых коэффициентов, соответствующую вычисленному коэффициенту W4, с использованием канала HS DPCCH 250 узлу В 320. Информация 376 обратной связи о весовых коэффициентах (а также информация 270, 370 «прямого направления») может также включать разность 345 фаз (1, 2) между W1 и W2, разность 346 фаз (3, 4) между W3 и W4, разность 347 амплитуд (A1, 2) между W1 и W2 и разность 348 амплитуд (A3, 4) между W3 и W4. Поэтому каждая информация 341, 342, 343 и 344 обратной связи о весовых коэффициентах может включать информацию 349 (A1, 1) о весовом коэффициенте, содержащую амплитуду и фазу, в данном примере для коэффициента W1. Также отмечается, что такая информация 376 обратной связи о весовом коэффициенте будет обычно преобразовываться в последовательность битов, соответствующих амплитуде и/или фазе, как будет описано ниже в описании, относящемся к фиг.6.Форматы временных промежутков для обмена сообщениями в каналах HS SCCH и MS DPCCH, которые переносят вышеупомянутую дополнительную информацию, могут быть организованы любым подходящим способом.На фиг.4 (с соответствующей ссылкой на предшествующие чертежи) показанная блок-схема типичного способа 400 представлена сетевым узлом, таким как узел В 20, 220, 320 (хотя другие сетевые узлы также возможны) для обеспечения функционирования передающей антенны с замкнутым контуром. Узел В 20, 220, 320 должен функционировать под управлением управляющей программы 28, 228 для осуществления способа 400. Способ 400 начинается в блоке 405, когда информация 275, 375 обратной связи для передачи с замкнутым контуром определяется из данных в канале UL HS DPCCH 250. В блоке 410 весовые коэффициенты антенны определяются с использованием информации 275, 375 обратной связи для передачи с замкнутым контуром (например, информация 276, 376 обратной связи о весовых коэффициентах антенны). Например, может иметь место ситуация, когда коэффициент W1 имеет постоянное значение (1/2) и значение амплитуды коэффициента W2 тоже постоянное, а фаза может изменяться в диапазоне {0, -/2, /2, }. Следовательно, информация 276 обратной связи о весовых коэффициентах антенны будет включать только информацию 242, соответствующую коэффициенту W2, а информация 242 включает два бита, например 00 (соответствующие фазе со значением ноль), 01 (соответствующие фазе со значением /2), 10 (соответствующие фазе со значением ) или 11 (соответствующие фазе со значением -/2). Это показано на фиг.6, на которой информация от 610-1 до 610-4 о весовых коэффициентах соответствует информации 242 о весовых коэффициентах антенны. Каждая информация от 610-1 до 610-4 о весовых коэффициентах преобразуется с использованием таблицы 600 в соответствующую фазу от 620-1 до 620-2. Сетевой узел, узел В 220, например, может установить весовой коэффициент W2 антенны равным фазе, отображенной с помощью информации 242, так как амплитуда уже известна.В блоке 415 весовые коэффициенты антенны передаются абонентскому оборудованию 210, 310 по каналу DL HS SCCH 245. В этом примере сетевой узел использует два бита в информации 270 о весовых коэффициентах (включающие только информацию 272 о весовых коэффициентах, соответствующие коэффициенту W2) для индикации фазы коэффициента W2. В примере на фиг.6 одна из двухбитовых последовательностей в информации от 610-1 до 610-4 о весовых коэффициентах передается сетевым узлом абонентскому оборудованию. Отметим, что с помощью таблицы 600 можно также преобразовать биты в амплитуды или в амплитуды и фазы, если потребуется. В блоке 420 весовые коэффициенты антенны применяются к передаваемым сигналам 225, 235 данных.На фиг.5 (с соответствующей ссылкой на другие чертежи) показанная блок-схема типичного способа 500 представлена абонентским оборудованием (абонентское оборудование 10, 210, 310) для обеспечения функционирования передающей антенны с замкнутым контуром. Способ 500 выполняется абонентским оборудованием под управлением, например, управляющей программы 18, 238. Способ 500 начинается в блоке 505, когда абонентское оборудование принимает информацию, соответствующую весовым коэффициентам антенны (например, информацию 270, 370 о весовых коэффициентах) в данных канала DL HS SCCH 245. В блоке 510 весовые коэффициенты антенны определяются с использованием информации о весовых коэффициентах. В блоке 510 также принимается решение, когда малое количество информации о весовых коэффициентах соответствует весовым коэффициентам не всех антенн. Например, если принимается информация о весовых коэффициентах, соответствующая только весовому коэффициенту W2 антенны, тогда весовой коэффициент W1 антенны (а, возможно, и весовые коэффициенты W3 и W4) могут быть определены, базируясь на информации, соответствующей принятому весовому коэффициенту W2 антенны. В приведенном ранее примере весовой коэффициент W1 антенны имеет постоянное значение, а информация 270, соответствующая весовому коэффициенту W2 антенны, включает два бита, как показано на фиг.6, как информация 610-1 – 610-4 весовых коэффициентов. Два бита информации 610-1 – 610-4 весовых коэффициентов выбирают фазу от 620-1 до 620-4 из значений {0, -/2, /2, } для весового коэффициента W2, а значение амплитуды коэффициента W2 – постоянное. В блоке 510 биты используются для определения того, какой должна быть фаза для коэффициента W2. Весовые коэффициенты антенны, используемые узлом В 220 (например, весовые коэффициенты W1, W2 на фиг.2, информация о которых передается с использованием информации 270 о весовых коэффициентах), используются абонентским оборудованием 210, когда абонентское оборудование 210 осуществляет оценку канала (блок 515, описываемый ниже), а оценка канала позволяет абонентскому оборудованию 210 оценить новые весовые коэффициенты антенны (например, соответствующие информации 276 обратной связи о весовых коэффициентах) и сигнализировать назад узлу В 220. В случае двух антенн только относительная разность фаз и/или амплитуд между весовыми коэффициентами антенны, используемыми для двух антенн, должна быть оценена. Необходимо отметить, что в этом примере предполагается, что как сетевой узел (например, узел В 220), так и абонентское оборудование (например, абонентское оборудование 210) используют одинаковое количество битов для передачи информации о весовом коэффициенте антенны. Однако это только пример, а сетевой узел и абонентское оборудование могут использовать различное количество битов для информации о весовом коэффициенте антенны и могут различаться в количестве (например, в битах за единицу времени) переданной информации о весовом коэффициенте антенны.В блоке 515 определенные весовые коэффициенты антенны используются для декодирования и оценки канала. В блоке 520 весовые коэффициенты антенны, полученные с помощью обратной связи (например, весовые коэффициенты 276, 376 антенны, полученные с помощью обратной связи), вычисляются, основываясь на оценке канала. Количество информации обратной связи (например, информация 275, 375 обратной связи антенной передачи с замкнутым контуром) определяется в блоке 540. Количество информации 275, 375 обратной связи для антенной передачи с замкнутым контуром может быть сделано динамическим и может соответствовать, например, коэффициенту обратной связи информации качества канала/информации состояния канала. Например, в Выпуске 5 Программы 3GPP отчет CQI является периодическим с предельным количеством один отчет каждые 2 миллисекунды. Каждое слово отчета CQI состоит из 5 бит. Это описывается в 3GPP TSs 25.214 и 25.215. Следовательно, количество информации 275, 375 обратной связи для антенной передачи с замкнутым контуром может также изменяться во времени. Вычисленные весовые коэффициенты антенны после шага 520 затем кодируются (например, как информация 276, 376 о весовых коэффициентах, полученных с помощью обратной связи) в блоке 545 и передаются от абонентского оборудования сетевому узлу по каналу UL MS DPCCH 250.Нужно понимать, что типичные варианты воплощения этого изобретения могут быть расширены согласно концепции EUTRAN, где в нисходящей линии связи, вероятно, будет использоваться модуляция OFDM. Это означает, что когда узел В 20 посылает так называемую таблицу распределения абонентскому оборудованию 10, информация также посылается для определения того, какие весовые коэффициенты разноса передачи (или схема MIMO с замкнутым контуром) используются для тех абонентских оборудовании 10, которые функционируют с такими схемами с разносом передачи или схемами MIMO). Аналогично, те абонентские оборудования 10, которые поддерживают режим разноса передачи или MIMO с замкнутым контуром, дают возможность передать информацию обратной связи передающей антенны вместе с передачей в нисходящей линии связи подтверждения (Ack) или неподтверждения (Nack) приема и информации качества канала/информации состояния канала CQI/CSI узла В 20.Основываясь на вышеупомянутом описании вариантов, не ограничивающих это изобретение, понятно, что аспекты этого изобретения относятся к устройству, способам и компьютерной программе, позволяющим узлу В работать с абонентским терминалом таким образом, чтобы передавать по каналу DL MS SCCH информацию, описывающую схему передающей антенны, используемую узлом В, включая информацию о весовых коэффициентах передающей антенны узла В.Основываясь на вышеупомянутом описании вариантов, не ограничивающих это изобретение, понятно, что еще один аспект этого изобретения относится к устройству, способам и компьютерной программе, позволяющим абонентскому оборудованию работать с базовой станцией таким образом, чтобы передавать информацию обратной связи для антенной передачи с замкнутым контуром по каналу UL HS SCCH.Отметим, что функциональные возможности сетевого узла (например, узла В) и абонентского оборудования могут обеспечиваться, как показано выше, инструкциями профаммного обеспечения, которые заставляют соответствующий процессор данных выполнять функции, описанные выше. По существу, варианты воплощения могут включать носитель сигнала, материально воплощающий программу из машиночитаемых инструкций, исполняемых по меньшей мере одним процессором данных для выполнения функций, описанных выше. Кроме того, различные варианты воплощения могут быть реализованы аппаратными средствами, такими как схемы специального назначения, программными средствами, логическими схемами или любой комбинацией этих средств. Например, некоторые аспекты могут быть реализованы аппаратными средствами, в то время как другие аспекты могут реализовываться программными средствами (например, программами, записанными в ПЗУ), которые могут выполняться процессором данных, таким как контроллер, процессором цифровой обработки сигнала, микропроцессором общего назначения или другим компьютерным устройством, хотя изобретение не ограничивается ими. Хотя различные аспекты изобретения проиллюстрированы структурными схемами, блок-схемами или с использованием других графических представлений, совершенно ясно, что эти структурные схемы, блок-схемы или другие графические представления, описанные здесь, могут быть реализованы как неограничивающие это изобретение примеры, аппаратными средствами, программными средствами и любой комбинацией этих средств.Варианты осуществления изобретений практически могут реализовываться различными комплектующими, такими как интегральные модули. Проектирование интегральных микросхем, в общем, представляет собой высоко автоматизированный процесс. В распоряжении имеются сложные и мощные инструменты программного обеспечения, чтобы преобразовать схемы логического уровня в полупроводниковые схемы, готовые к травлению и формированию на полупроводниковой основе,Такие программы, как программы, разработанные Synopsys, Inc, Маунтейн Вью, Калифорния и Cadence Design, Сан-Хосе, Калифорния автоматически прокладывают дорожки из проводников и определяют положение компонентов на полупроводниковой интегральной схеме, используя хорошо разработанные правила проектирования, а также библиотеки предварительно записанных в память модулей проектирования. Как только проектирование полупроводниковой схемы завершено, итоговое конструктивное решение в стандартизированном электронном формате (например, Opus, GDSII, или подобном) может быть передано средствам полупроводникового производства для изготовления.Различные модификации и усовершенствования могут быть очевидны для специалистов в рамках предшествующего описания с прилагаемыми чертежами. Например, возможно использование других подобных или равнозначных сообщений и/или способов обмена сигналами, и могут использоваться более чем две передающие и/или приемные антенны. Однако все эти и подобные им модификации изобретения будут все еще находиться в рамках этого изобретения.Кроме того, некоторые из признаков этого изобретения могут использоваться без соответствующего использования других признаков. По существу, предшествующее описание нужно рассматривать как объяснение принципов, идей, примеров и вариантов осуществления этого изобретения, а не его ограничение. Формула изобретения 1. Способ передачи сигналов данных, включающий:определение весовых коэффициентов, соответствующих каждой из множества антенн, используемых для передачи сигналов данных, причем каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего одного из сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из антенн; ипередачу информации, соответствующей по меньшей мере одному из применяемых в передатчике весовых коэффициентов и позволяющей определить по меньшей мере указанный по меньшей мере один весовой коэффициент.2. Способ по п.1, в котором передача также включает передачу информации с использованием высокоскоростного совместного канала управления.3. Способ по п.1, также включающий:изменение сигналов данных с использованием соответствующего одного из весовых коэффициентов ипередачу измененных сигналов данных с использованием множества антенн.4. Способ по п.3, в котором изменение и передача обеспечивают разнос передачи посредством изменения единственного сигнала данных с использованием соответствующих весовых коэффициентов и посредством передачи измененных сигналов данных единственного сигнала данных с использованием множества антенн.5. Способ по п.3, в котором изменение и передача используют передачу по технологии «множественный вход – множественный выход», посредством изменения по меньшей мере двух сигналов данных с использованием соответствующих весовых коэффициентов и посредством передачи измененных сигналов данных по меньшей мере двух сигналов данных с использованием множества антенн.6. Способ по п.3, в котором передача также включает передачу измененных сигналов данных с использованием высокоскоростного совместного канала нисходящей линии связи.7. Способ по п.1, в котором по меньшей мере дополнительный весовой коэффициент, иной чем указанный по меньшей мере один весовой коэффициент, может быть определен с использованием переданной информации.8. Способ по п.1, в котором указанная информация является первой информацией, и который также включает прием второй информации, вычисленной приемником и соответствующей каждой из множества антенн, а определение весовых коэффициентов также включает определение, с использованием второй информации, вычисленной приемником, весовых коэффициентов антенны, соответствующих каждой из множества антенн.9. Способ по п.8, в котором информация, вычисленная приемником, принимается по высокоскоростному выделенному физическому каналу управления.10. Способ по п.8, в котором информация, вычисленная приемником, принимается в количестве, которое изменяется с течением времени.11. Устройство для передачи сигналов данных, включающее:приемопередатчик, сконфигурированный для подсоединения к множеству антенн, используемых для передачи данных;одно или более запоминающих устройств, содержащих управляющую программу, иодин или более процессоров данных, подсоединенный к одному или более запоминающим устройствам и к приемопередатчику и сконфигурированных для выполнения следующих операций, когда исполняется управляющая программа:определение весовых коэффициентов, соответствующих каждой из множества антенн, причем каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего одного из сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из антенн, иуправление приемопередатчиком так, чтобы он передавал информацию, соответствующую по меньшей мере одному из весовых коэффициентов и позволяющую определить по меньшей мере указанный по меньшей мере один весовой коэффициент.12. Устройство по п.11, в котором передача также включает передачу информации с использованием высокоскоростного совместного канала управления.13. Устройство по п.11, которое также включаетмножество перемножителей, сконфигурированных для умножения соответствующего одного из сигналов данных на соответствующий весовой коэффициент и для выработки множества измененных сигналов данных, иоперации также включают передачу измененных сигналов данных приемопередатчиком с использованием множества антенн.14. Устройство по п.13, в котором каждый из сигналов данных соответствует единственному сигналу данных, направляемому к каждому из перемножителей.15. Устройство по п.13, в котором каждый из сигналов данных соответствует по меньшей мере двум различным сигналам данных, направляемым к каждому из перемножителей.16. Устройство по п.11, в котором передача также включает передачу измененных сигналов данных с использованием высокоскоростного совместного канала нисходящей линии связи.17. Устройство по п.11, в котором по меньшей мере дополнительный весовой коэффициент, иной чем указанный по меньшей мере один весовой коэффициент, может быть определен с использованием переданной информации.18. Устройство по п.11, в котором указанная информация является первой информацией, приемопередатчик принимает вторую информацию, вычисленную приемником и соответствующую весовым коэффициентам, используемым для каждой из множества антенн, и определение весовых коэффициентов также включает определение, с использованием второй информации, вычисленной приемником, весовых коэффициентов, соответствующих каждой из множества антенн.19. Носитель сигнала, материально реализующий программу из машиночитаемых инструкций, исполняемых по меньшей мере одним процессором данных для выполнения операций, включающих:определение весовых коэффициентов, соответствующих каждой из множества антенн, используемых для передачи сигналов данных, причем каждый весовой коэффициент пригоден для изменения соответствующего одного из сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из антенн, ипередачу информации, соответствующей по меньшей мере одному из весовых коэффициентов и позволяющей определить по меньшей мере указанный по меньшей мере один весовой коэффициент.20. Способ приема сигналов данных, включающий:прием информации, соответствующей по меньшей мере одному из множества применяемых в передатчике весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, используемых для передачи первых сигналов данных, где каждый весовой коэффициент был использован для изменения соответствующего одного из первых сигналов данных перед передачей с использованием одной из первых антенн, иопределение множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, с использованием принятой информации, и декодирование вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, для создания по меньшей мере одного выходного сигнала с использованием по меньшей мере множества весовых коэффициентов.21. Способ по п.20, в котором декодирование также включает оценку канала с использованием по меньшей мере множества весовых коэффициентов.22. Способ по п.21, также включающий вычисление вторых весовых коэффициентов для каждой из множества первых антенн с использованием оценки канала.23. Способ по п.23, также включающий передачу второй информации, соответствующей вычисленным вторым весовым коэффициентам, по высокоскоростному выделенному физическому каналу управления.24. Способ по п.20, в котором прием также включает прием информации по высокоскоростному совместному каналу управления.25. Способ по п.20, также включающий прием вторых сигналов данных с использованием высокоскоростного совместного канала нисходящей линии связи.26. Способ по п.20, в котором декодирование также включает декодирование вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, для создания единственного выходного сигнала, при этом каждый из первых сигналов данных был определен с использованием единственного входного сигнала, а единственный выходной сигнал содержит декодированную версию единственного входного сигнала.27. Способ по п.20, в котором декодирование также включает декодирование вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, для создания множества выходных сигналов, при этом первые сигналы данных были определены с использованием множества входных сигналов, а множество выходных сигналов включает декодированные версии множества входных сигналов.28. Устройство для приема сигналов данных, включающее: приемопередатчик, сконфигурированный для подсоединения к множеству первых антенн, используемых для приема первых сигналов данных, при этом приемопередатчик сконфигурирован для приема информации, соответствующей по меньшей мере одному из множества применяемых в передатчике весовых коэффициентов, соответствующих множеству вторых антенн, используемых для передачи вторых сигналов данных, где каждый весовой коэффициент был использован для изменения соответствующего одного из вторых сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из вторых антенн;одно или более запоминающих устройств, содержащих управляющую программу, иодин или более процессоров данных, подсоединенных к одному или более запоминающим устройствам и к приемопередатчику и сконфигурированных для выполнения следующих операций, когда исполняется управляющая программа:определение множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству вторых антенн, с использованием принятой информации, и декодирование первых сигналов данных, чтобы создать по меньшей мере один выходной сигнал, с использованием по меньшей мере множества весовых коэффициентов.29. Устройство по п.28, в котором операция декодирования также включает операцию выполнения оценки канала с использованием по меньшей мере множества весовых коэффициентов.30. Устройство по п.29, в котором операции также включают вычисление вторых весовых коэффициентов для каждой из множества вторых антенн с использованием оценки канала.31. Устройство по п.30, также включающее операцию передачи второй информации, соответствующей вычисленным вторым весовым коэффициентам, с использованием приемопередатчика по высокоскоростному выделенному физическому каналу управления.32. Устройство по п.31, в котором операция передачи второй информации, соответствующей вычисленным вторым весовым коэффициентам, также включает передачу второй информации, соответствующей вычисленным вторым весовым коэффициентам, на основе количества информации, разрешенной для передачи в течение промежутка времени.33. Устройство по п.20, в котором приемопередатчик также сконфигурирован для приема информации по высокоскоростному совместному каналу управления.34. Устройство по п.20, в котором приемопередатчик также сконфигурирован для приема первых сигналов данных с использованием высокоскоростного совместного канала нисходящей линии связи.35. Устройство по п.20, в котором операция декодирования также включает операцию декодирования вторых сигналов данных, принятых с использованием множества первых антенн, чтобы создать единственный выходной сигнал, при этом каждый из вторых сигналов данных был определен с использованием единственного входного сигнала, а единственный выходной сигнал содержит декодированную версию единственного входного сигнала.36. Устройство по п.20, в котором операция декодирования также включает операцию декодирования вторых сигналов данных, принятых с использованием множества первых антенн, чтобы создать множество выходных сигналов, при этом вторые сигналы данных были определены с использованием множества входных сигналов, а множество выходных сигналов включает декодированные версии множества входных сигналов.37. Носитель информации, материально реализующий программу из машиночитаемых инструкций, исполняемых по меньшей мере одним процессором данных для выполнения операций, включающих:прием информации, соответствующей по меньшей мере одному из применяемых в передатчике множества весовых коэффициентов, соответствующего множеству первых антенн, используемых для передачи первых сигналов данных, где каждый весовой коэффициент был использован для изменения соответствующего одного из первых сигналов данных перед передачей с использованием соответствующей одной из первых антенн; иопределение множества весовых коэффициентов, соответствующих множеству первых антенн, с использованием принятой информации идекодирование вторых сигналов данных, принятых с использованием множества вторых антенн, для создания по меньшей мере одного выходного сигнала с использованием по меньшей мере множества весовых коэффициентов.

RU
(11)
2382496
(13)
C2

(51)  МПК H04B5/00   (2006.01)B60G17/00   (2006.01)
(12)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2010 – нет данных

(21), (22) Заявка: 2007143519/11, 10.04.2006 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 10.04.2006 (30) Конвенционный приоритет: 27.04.2005 US 11/115,801 (43) Дата публикации заявки: 10.06.2009 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: SU 968536 A2, 23.10.1982. US 2004130442 A1, 08.07.2004. US 5731754 A, 24.03.1998. US 2004118197 A1, 24.06.2004. (85) Дата перевода заявки PCT на национальную фазу: 27.11.2007 (86) Заявка PCT: US 2006/013189 20060410 (87) Публикация PCT: WO 2006/115747 20061102 Адрес для переписки: 119034, Москва, Пречистенский пер., 14, стр.1, 4 этаж, "Гоулингз Интернэшнл Инк.", В.Н.Дементьеву
(72) Автор(ы): НОРДМЕЙЕР Дэниел Л. (US) (73) Патентообладатель(и): БиЭфЭс Дайверсифайд Продактс, ЭлЭлСи (US)

УЗЕЛ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ РЕССОРЫ И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ЭЛЕМЕНТА ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

(57) Реферат: Изобретение относится к системам определения ориентации и обмена информацией. Устройство содержит первый концевой элемент, второй концевой элемент, гибкую стенку, приемопередатчик, ответчик, датчик. Способ включает в себя подачу питания на приемопередатчик и передачу по радио электромагнитного колебания, получение электромагнитного колебания и тем самым подачу питания на ответчик, получение сигнала расстояния в зависимости от расстояния между приемопередатчиком и ответчиком, выработку выходного сигнала датчика, создание модуляции электромагнитного колебания в зависимости от сигнала расстояния и выходного сигнала датчика с помощью ответчика, определение численного значения расстояния и значения параметра элемента подвески транспортного средства на основании модуляции с помощью приемопередатчика. Технический результат заключается в повышении точности определения параметров подвески. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 20 ил. Изобретение в общем имеет отношение к системам определения ориентации и обмена информацией (системам связи), а более конкретно к системе и способу обнаружения входного воздействия на взаимодействующий конструктивный элемент и передачи сигнала, главным образом соответствующего обнаруженному входному воздействию, с использованием модуляции электромагнитной несущей (электромагнитного колебания).Предлагаемые система и способ могут быть использованы в самых различных областях применения. Одним из примеров подходящего применения предлагаемых системы и способа является применение совместно с взаимодействующим флюидальным элементом подвески, например, таким как пневматическая рессора транспортного средства. Предлагаемые система и способ будут описаны далее более подробно с конкретной ссылкой на использование совместно с флюидальным элементом подвески. Однако следует иметь в виду, что предлагаемые система и способ имеют более широкое применение и поэтому их применение не ограничено этим конкретным примером.Множество хорошо известных и широко применяемых устройств уже используют для измерения или определения иным образом данных, связанных с входными воздействиями на взаимодействующий конструктивный элемент и/или с его параметрами. Такие устройства включают в себя, например, ультразвуковые датчики высоты, акселерометры, датчики температуры или термопары и/или реле давления. Однако такие устройства страдают различными недостатками, которые могут, в определенных обстоятельствах, нежелательно ограничивать их использование и применение. Эти недостатки являются особенно заметными в некоторых применениях, например, в которых используют устройства с относительным перемещением между его двумя компонентами. Это особенно относится к случаю, когда одним из компонентов является неподвижный компонент, а другой компонент движется относительно него.Один из примеров такой схемы расположения может быть найден в системе подвески транспортного средства. В этом примере элемент шасси или панель кузова считают неподвижным компонентом, а поддерживающая колеса конструкция действует как подвижный компонент. Обычно желательно устанавливать устройства для измерения или определения параметров системы подвески и/или ее компонентов скорее на неподвижном компоненте, а не на подвижном компоненте. Это позволяет иметь больше вариантов крепления и часто упрощает установку устройства измерения на транспортном средстве. Кроме того, крепление устройства для измерения или определения параметров на неподвижном компоненте позволяет легче проводить и крепить провода электропитания и сигнальные провода на раме или кузове транспортного средства.В свете описанного и по другим возможным причинам обычно избегают перемещения устройств для измерения или определения параметров на элементах системы подвески, которые движутся относительно неподвижного компонента, если только другие альтернативные решения не представляются нежелательными или невозможными по другим причинам. В таких исключительных случаях устройство измерения устанавливают на подвижном компоненте и его провода закрепляют вдоль подвижного компонента с использованием разгрузки механических напряжений или другого подходящего устройства, образованного или предусмотренного между подвижным и неподвижным компонентами. Одним из примеров такого применения является определение мгновенного ускорения подвижного компонента главным образом в реальном масштабе времени. Такое мгновенное ускорение измеряют для того, чтобы можно было отрегулировать другой компонент, например, такой как амортизатор, для компенсации ускорения.Несмотря на то, что ускорение может быть измерено различными путями с использованием различных устройств и/или расчетов, использование акселерометра позволяет получать точные данные или другие выходные сигналы главным образом в реальном масштабе времени. Кроме того, акселерометры являются компактными, относительно дешевыми и обычно главным образом прочными. Поэтому использование акселерометра часто является предпочтительным для измерения ускорения колеса или элемента подвески транспортного средства. Однако известные акселерометры обычно имеют один или несколько проводов электропитания датчика и проводов для передачи сигналов и/или данных. Такие провода должны проходить от рамы или кузова транспортного средства к акселерометру, причем по меньшей мере один участок провода подвергается движениям изгиба между ними, когда компоненты движутся друг относительно друга. Эти повторяющиеся движения изгиба могут приводить к обрывам провода за счет его усталости и/или других проблем. Более того, при этом провод часто подвергается нежелательным воздействиям окружающей среды и загрязняющих веществ, например, таких как грязь, вода и соль. Это может нежелательным образом приводить к ухудшению свойств провода и/или его изоляции, что может ускорять наступление усталости провода и быстрее приводить к обрывам провода. Кроме того, провод подвергается ударам от камней на дороге, которые могут повреждать сам провод и/или его соединение с датчиком.Таким образом, желательно создать устройство, систему и способ определения ориентации и обмена информацией, которые позволяют исключить эти и другие недостатки.Сущность изобретенияПредлагается система определения ориентации и обмена информацией для использования на взаимодействующем конструктивном элементе, испытывающем внешнее воздействие, причем указанная система содержит приемопередатчик, способный передавать по радио электромагнитное колебание, и ответчик, расположенный на некотором расстоянии от приемопередатчика. Датчик закреплен на взаимодействующем конструктивном элементе и имеет связь с ответчиком. Датчик может вырабатывать выходной сигнал, несущий информацию о внешнем воздействии. Ответчик принимает электромагнитное колебание и выходной сигнал датчика и создает модуляцию электромагнитного колебания в зависимости от (связанную с) выходного сигнала датчика.Предлагается система определения ориентации и обмена информацией для использования на взаимодействующих первом и втором конструктивных элементах, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга, причем взаимодействующий второй конструктивный элемент претерпевает внешнее воздействие, при этом указанная система содержит приемопередатчик, закрепленный (установленный) на взаимодействующем первом конструктивном элементе и способный передавать по радио электромагнитное колебание. Ответчик установлен на взаимодействующем втором конструктивном элементе и принимает электромагнитное колебание. Датчик установлен на взаимодействующем втором конструктивном элементе и имеет связь с ответчиком. Датчик генерирует выходной сигнал в зависимости от внешнего воздействия. Ответчик принимает выходной сигнал датчика и модулирует электромагнитное колебание в зависимости по меньшей мере от одного параметра, выбранного из группы, в которую входят выходной сигнал датчика и расстояние.Предлагается способ передачи входного уровня внешнего входного воздействия, действующего на взаимодействующий конструктивный элемент, причем указанный способ предусматривает использование приемопередатчика, который способен передавать по радио электромагнитное колебание. Способ также предусматривает использование ответчика, закрепленного на взаимодействующем конструктивном элементе и расположенного на некотором расстоянии от приемопередатчика, и использование датчика, закрепленного на взаимодействующем конструктивном элементе поблизости от ответчика. Датчик может вырабатывать выходной сигнал, соответствующий входному уровню внешнего воздействия. Способ дополнительно предусматривает подачу питания на приемопередатчик и передачу по радио электромагнитного колебания, и выработку выходного сигнала датчика. Способ также предусматривает создание модуляции электромагнитного колебания в зависимости от выходного сигнала датчика и определение входного уровня внешнего воздействия на основании модуляции.Предлагается узел пневматической рессоры в соответствии с предложенной новой концепцией, который содержит первый концевой элемент, второй концевой элемент, расположенный на некотором расстоянии от первого концевого элемента и претерпевающий внешнее воздействие, и гибкую стенку, закрепленную между первым и вторым концевыми элементами. Приемопередатчик установлен на первом концевом элементе и может передавать по радио электромагнитное колебание. Ответчик установлен на втором концевом элементе и может принимать электромагнитное колебание. Датчик установлен на втором концевом элементе и имеет связь с ответчиком. Датчик может измерять внешнее входное воздействие на второй концевой элемент и вырабатывать соответствующий выходной сигнал датчика. Ответчик принимает выходной сигнал датчика и создает модуляцию электромагнитного колебания в ответ на выходной сигнал датчика.Предлагается система связи в соответствии с предложенной новой концепцией, предназначенная для системы подвески транспортного средства, имеющей первый компонент транспортного средства и второй компонент транспортного средства, претерпевающий входное воздействие на подвеску, причем система связи содержит приемопередатчик, установленный на первом компоненте транспортного средства и позволяющий передавать по радио электромагнитное колебание. Ответчик установлен на втором компоненте транспортного средства, на некотором расстоянии от приемопередатчика, и имеет связь с ним. Датчик установлен на втором компоненте транспортного средства и может обнаруживать входное воздействие на подвеску, причем датчик имеет связь с ответчиком и может вырабатывать выходной сигнал датчика, соответствующий входному воздействию на подвеску. Ответчик может принимать выходной сигнал от датчика и создавать модуляцию электромагнитного колебания в ответ на прием этого сигнала.Предлагается способ определения значения параметра элемента подвески транспортного средства в соответствии с предложенной новой концепцией, который предусматривает использование приемопередатчика, позволяющего передавать по радио электромагнитное колебание, и использование ответчика, установленного на элементе подвески транспортного средства и расположенного на некотором расстоянии от приемопередатчика. Способ также предусматривает использование датчика, установленного на элементе подвески транспортного средства поблизости от ответчика, причем датчик может вырабатывать выходной сигнал датчика, соответствующий параметру элемента подвески транспортного средства. Способ также предусматривает подачу питания на приемопередатчик и передачу по радио электромагнитного колебания. Способ дополнительно предусматривает выработку выходного сигнала датчика и создание модуляции электромагнитного колебания в ответ на выходной сигнал датчика. Способ дополнительно предусматривает определение значения параметра элемента подвески транспортного средства на основании модуляции.Краткое описание чертежейНа фиг.1 схематично показан первый вариант системы индикации (указания) расстояния в соответствии с изобретением.На фиг.2 схематично показан альтернативный вариант приемопередатчика, показанного на фиг.1.На фиг.3 показана принципиальная электрическая схема варианта приемопередатчика, показанного на фиг.1.На фиг.4 схематично показан первый вариант ответчика.На фиг.5 показана принципиальная электрическая схема варианта ответчика, показанного на фиг.4.На фиг.6 показана примерная электромагнитная несущая, имеющая модулированный участок.На фиг.7 показана схема последовательности операций, иллюстрирующая операции способа индикации расстояния.На фиг.8 показан вид сбоку, частично в разрезе, флюидального элемента подвески, высоту которого определяет закрепленная на нем система.На фиг.9 схематично показан другой альтернативный вариант приемопередатчика.На фиг.10 схематично показан альтернативный вариант ответчика.На фиг.11 показана электромагнитная несущая, модулированная с использованием частотной манипуляции.На фиг.12 показана электромагнитная несущая, модулированная с использованием фазовой манипуляции.На фиг.13 показана принципиальная электрическая схема варианта ответчика, показанного на фиг.10.На фиг.14 показан схема последовательности операций, иллюстрирующая операции другого способа индикации расстояния.На фиг.15 схематично показан вариант системы определения ориентации и обмена информацией.На фиг.16 схематично показан альтернативный вариант приемопередатчика, показанного на фиг.15.На фиг.17 схематично показан другой альтернативный вариант ответчика.На фиг.18 показана принципиальная электрическая схема варианта ответчика, показанного на фиг.17.На фиг.19 показана схема последовательности операций, иллюстрирующая операции еще одного способа определения ориентации и обмена информацией.На фиг.20 показана схема последовательности операций, иллюстрирующая операции другого способа определения ориентации и обмена информацией.Подробное описание изобретенияОбратимся теперь к более подробному рассмотрению чертежей, на которых показаны только для пояснения предпочтительные варианты предложенных новой системы, устройства и/или способа, не имеющие ограничительного характера. На фиг.1 схематично показана система указания расстояния, которая содержит приемопередатчик 100, используемый совместно с ответчиком TSP, который расположен на некотором расстоянии DST от приемопередатчика. Следует иметь в виду, что ответчик TSP является просто представительным примером подходящего ответчика, взаимодействующего с приемопередатчиком, таким как приемопередатчик 100, причем конструкция и работа примерных вариантов подходящих ответчиков обсуждается далее более подробно. Приемопередатчик 100 выполнен с возможностью передачи по радио электромагнитного сигнала, такого как, например, электромагнитная (ЭМ) несущая CWV, в направлении ответчика TSP.Приемопередатчик 100 содержит генератор 102 несущей, имеющий электрическую связь с антенной 104. Генератор 102 несущей может подавать выходной электрический сигнал несущей на антенну 104, которая, в свою очередь, может передавать по радио электромагнитную несущую, такую как несущую CWV, например, соответствующую выходному сигналу генератора 102 несущей. Детектор 106 модуляции также имеет электрическую связь с антенной 104 и выполнен с возможностью обнаружения модуляции электрической характеристики вдоль или поперек антенны. Детектор модуляции вырабатывает выходной электрический сигнал, такой как напряжение или ток, например, в соответствующей зависимости от амплитуды модуляции вдоль или поперек антенны. На фиг.1 показано, что детектор 106 модуляции вырабатывает выходной аналоговый сигнал, который может быть усилен усилителем 108 до передачи, как это показано стрелкой 110, на другие электронное устройство, схему или систему, например, на такое как электронный блок управления (не показан).На фиг.1 показана также цепь 112 электропитания. Цепь электропитания может быть образована как часть полностью интегрированной схемы приемопередатчика 100 в виде отдельной схемы, конструктивно объединенной с приемопередатчиком 100, или в виде схемы, полностью отделенной от приемопередатчика 100. В соответствии с примерным вариантом, показанным на фиг.1, цепь электропитания 112 образована как часть полностью интегрированной схемы приемопередатчика. Однако, вне зависимости от конструкции, цепь 112 электропитания выполнена с возможностью подавать соответствующим образом стандартизованную и регулируемую электрическую энергию от источника питания (не показан) на компоненты приемопередатчика 100. Эти компоненты могут содержать, без ограничения, генератор 102 несущей, с которьм цепь электропитания 112, показанная на фиг.1, имеет прямую электрическую связь. Следует иметь в виду, что источником питания (не показан) может быть любой подходящий источник питания переменного тока или постоянного тока, например, такой как батарея (автомобильная или другая), генератор или генератор переменного тока, электронный блок управления или силовой модуль системы управления.Как правило, антенна 104 приемопередатчика 100 может передавать по радио или иным образом выходной электромагнитный сигнал, например, такой как несущая CWV, как уже было упомянуто здесь выше. Антенна ANT ответчика TSP принимает несущую, которая имеет одну или несколько характеристик (или свойств), которые изменяются с расстоянием, что хорошо известно специалистам в данной области. Ответчик служит для возбуждения или создания иным образом модуляции несущей в зависимости от расстояния между приемопередатчиком и ответчиком. В одном из примеров такой работы, известном специалистам в данной области, антенны 104 и ANT действуют как обмотки трансформатора со слабой связью, когда на них воздействует несущая CWV. При этом, мгновенное изменение электрической характеристики или свойства одной антенны возбуждает или иным образом создает соответствующее изменение электрической характеристики или модуляцию вдоль или поперек другой антенны. Эта модуляция помогает определять расстояние DST между приемопередатчиком и ответчиком или, альтернативно, производить обмен данными между собой, как это обсуждается далее более подробно.Альтернативный вариант приемопередатчика 200 показан на фиг.2 и содержит генератор 202 несущей, имеющий электрическую связь с антенной 204. Генератор 202 несущей выполнен с возможностью подачи выходного электрического сигнала несущей на антенну 204, которая принимает сигнал несущей от генератора и выполнена с возможностью радиопередачи электромагнитной несущей, например, такой как несущая CWV, соответствующей сигналу несущей с выхода генератора 202.Детектор 206 модуляции также имеет электрическую связь с антенной 204 и выполнен с возможностью обнаружения модуляции электрической характеристики вдоль или поперек антенны. Детектор 206 модуляции вырабатывает аналоговый сигнал в зависимости от амплитуды модуляции вдоль или поперек антенны 204. Однако вместо усилителя аналогового выходного сигнала, как в приемопередатчике 100, приемопередатчик 200 содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 208, который имеет электрическую связь с детектором модуляции. Аналого-цифровой преобразователь принимает аналоговый сигнал от детектора 206 модуляции и преобразует его в поток цифровых данных. Поток цифровых данных от преобразователь 208 затем может быть передан обычным образом, например, на такое устройство, как микроконтроллер 210 или на другой компонент или другую систему. Следует иметь в виду, что такое устройство или другая система, которые содержат микроконтроллер 210, могут быть выполнены в виде единого целого с приемопередатчиком 200 или могут быть частью другой, отдельной системы. Например, такой процессор может иметь связь с шиной данных транспортного средства, например, такой как шина CAN, шина данных SAE J1 860, или с другой информационной системой транспортного средства.Цепь 212 электропитания показана на фиг.2. Однако следует иметь в виду, что цепь 212 электропитания может иметь различные виды реализации или различные конфигурации, как уже было упомянуто здесь выше, чтобы подавать соответствующим образом стандартизованную и регулируемую мощность на схему 200.Генераторы 102 и 202 несущей вырабатывают выходной электрический сигнал несущей, который можно передавать по радио как электромагнитную несущую при помощи взаимодействующей антенны. В соответствии с предпочтительным вариантом, выходной электрический сигнал генераторов 102 и 202 несущей представляет собой синусоидальное колебание, имеющее главным образом постоянную амплитуду и частоту; однако следует иметь в виду, что может быть использован и любой другой подходящий электрический сигнал несущей. Следует также иметь в виду, что выходной электрический сигнал генераторов может иметь любое подходящее напряжение, например, ориентировочно от 50 до 100 В, и может иметь любую подходящую частоту, например, ориентировочно от 100 КГц до 30 МГц. В соответствии с примерным вариантом электрический сигнал имеет частоту около 125 КГц и амплитуду около 100 В, однако эти величины могут меняться от одного применения к другому, как уже было упомянуто здесь выше.Принципиальная электрическая схема 300 одного из вариантов приемопередатчика, например, такого как приемопередатчик 100, показана на фиг.3 и содержит схему 302 генератора несущей, антенный контур 304, схему 306 детектора модуляции и схему 308 усилителя. Следует иметь в виду, что схема 302 генератора в целом соответствует генераторам 102 и 202, показанным соответственно на фиг.1 и 2, а соответствующие узлы 304, 306 и 308 соответствуют антеннам 104 и 204, детекторам 106 и 206 модуляции и усилителю 108. Следует также иметь в виду, что аналого-цифровой преобразователь 208 и микроконтроллер 210 имеют типовую конструкцию, хорошо известную специалистам в данной области, так что специалисты легко могут электрически подключить аналого-цифровой преобразователь 208 к детектору 206 модуляции, даже если не показана его электрическая схема. Следует также иметь в виду, что в схеме 300 не предусмотрена цепь электропитания, соответствующая цепи электропитания 112 или 212. Однако следует иметь в виду, что схема 300 может альтернативно содержать цепь электропитания, даже в том случае, когда первичный источник питания содержит соответствующие схемы обработки и регулирования, позволяющие подводить к схеме 300 необходимую электрическую мощность. Более того, специалисты легко поймут, что схема 300 может быть выполнена как интегральная схема на одной подложке, например, такой как кремниевая пластина, или альтернативно может быть образована из дискретных компонентов с использованием любых подходящих технологий изготовления.Как это показано на фиг.3, схема 300 содержит различные традиционные электрические компоненты, в том числе (но без ограничения) резисторы, конденсаторы, диоды, операционные усилители и дроссели. Следует иметь в виду, что эти компоненты имеют главным образом стандартную конструкцию, если специально не оговорено иное, и легко могут быть закуплены на рынке. Кроме того, различные участки схемы 300 соединены с положительной клеммой источника питания (не показан) или цепи электропитания (не показана) в одной или нескольких общих точках. Имеющие такое подключение участки схемы 300 заканчиваются показанными стрелками контактными зажимами 310. Аналогично, различные участки схемы 300, которые соединены с общей землей, заканчиваются показанными стрелками контактными зажимами 312.Как уже было упомянуто здесь выше, схема 300 содержит множество операционных усилителей. Однако следует иметь в виду, что эти операционные усилители на фиг.3 показаны схематично с использованием традиционной конфигурации штырьковых выводов. Несмотря на то, что эти штырьковые выводы не имеют позиционных обозначений, следует иметь в виду, что каждый операционный усилитель имеет противоположные штырьковые выводы напряжения питания (SV штырьковые выводы), положительный входной штырьковый вывод (PI штырьковый вывод), отрицательный входной штырьковый вывод (N1 штырьковый вывод) и выходной штырьковый вывод (ОТ штырьковый вывод). Одним из примеров подходящего операционного усилителя является операционный усилитель типа LM248 фирмы Texas Instruments of Dallas, Texas.Схема 302 генератора несущей содержит операционный усилитель 314, резисторы 316-324 и конденсатор 326. Операционный усилитель 314 имеет SV штырьковые выводы, подключенные к показанным стрелками контактным зажимам 310а и 312а. ОТ штырь подключен к делителю напряжения, образованному между показанными стрелками контактными зажимами 310b и 312b при помощи резисторов 316 и 318. ОТ штырьковый вывод подключен к делителю напряжения через резисторы 320 и 322 и образует контур обратной связи за счет PI штырькового вывода операционного усилителя 314, подключенного между резисторами 320 и 322. Дополнительно, ОТ штырьковый вывод операционного усилителя подключен к земле у показанного стрелкой контактного зажима 312с через резистор 324 и конденсатор 326. Контур обратной связи образован со штырьковым выводом ОТ за счет подключения NI штырькового вывода операционного усилителя между резистором 324 и конденсатором 326.Электрический сигнал несущей со штырькового вывода ОТ операционного усилителя 314 поступает в антенный контур 304 по проводу 328. Антенный контур 304 содержит конденсатор 330, который имеет электрическую связь с землей у показанного стрелкой контактного зажима 312d через дроссель 332, который показан на фиг.3 при помощи стандартного символа. Однако следует иметь в виду, что может быть желательна подстройка или оптимизация антенны и, в таких ситуациях, может быть использован дроссель специфической конструкции, который, например, имеет квадратную форму. В соответствии с примерным вариантом, дроссель 332 представляет собой обмотку из провода, которая имеет кольцевую форму или форму петли.Схема 306 обнаружения модуляции имеет электрическую связь с антенным контуром 304 по проводу 334, который подключен между конденсатором 330 и дросселем 332. Провод 334 имеет электрическую связь с NI штырьковым выводом операционного усилителя 336 через диод 338 и конденсатор 340. Операционный усилитель 336 имеет SV штырьковые выводы, соединенные с показанными стрелками контактными зажимами 310с и 312е. Контур обратной связи образован между ОТ и NI штырьковыми выводами операционного усилителя 336 при помощи провода 342, подключенного через диод 344 и резистор 346. PI штырьковый вывод операционного усилителя 336 подключен между показанными стрелками контактными зажимами 310d и 312f через резистор 348 и диод 350, соответственно. Диод 350 показан на фиг.3 как стабилитрон. Дополнительно, показанный стрелкой контактный зажим 312f подключен к NI штырьковому выводу операционного усилителя 336 при помощи провода 334 через резистор 352. Показанный стрелкой контактный зажим 312g подключен к проводу 334 раздельно через конденсатор 354 и резистор 356.Схема 308 усилителя электрически подключена к схеме 306 обнаружения модуляции при помощи провода 358. Схема 308 усилителя содержит первый операционный усилитель 360, причем провод 358 подключен к PI штырьковому выводу и соединен с проводом 334 за счет подключения между NI штырьковым выводом операционного усилителя 336 и конденсатором 340. Операционный усилитель 360 имеет SV штырьковые выводы, подключенные к показанным стрелками контактным зажимам 310е и 312h. Контур обратной связи образован при помощи провода 362, подключенного между ОТ и NI штырьковыми выводами операционного усилителя 360. Диод 364 подключен к проводу 362, а NI штырьковый вывод операционного усилителя 360 также подключен к показанному стрелкой контактному зажиму 312i через резистор 366 и к показанному стрелкой контактному зажиму 312j через конденсатор 368. PI штырьковый вывод второго операционного усилителя 370 подключен к проводу 362 через диод 364, а NI штырьковый вывод операционного усилителя 360 через провод 372. Выходной соединитель 374 подключен к ОТ штырьковому выводу операционного усилителя 370 при помощи выходного провода 376. Контур обратной связи образован при помощи провода 378, подключенного между NI штырьковым выводом и проводом 376, подключенным между ОТ штырьковым выводом и выходным соединителем 374. Следует иметь в виду, что выходной соединитель 374, как правило, действует как устройство сопряжения с контактом 110 связи, показанный на фиг.1. Сам по себе соединитель 374 может быть соединителем любого подходящего типа и может иметь любую подходящую конфигурацию.Ответчик 400 показан на фиг.4 и содержит антенну 402, силовую цепь 404 и шунтирующую цепь 406. Как правило, ответчик 400 находится на некотором расстоянии от одного из приемопередатчиков 100 или 200 и работает совместно с ними. Более конкретно, антенна 402 выполнена с возможностью приема электромагнитной несущей CWV, переданной по радио антенной приемопередатчика. Электромагнитная несущая возбуждает электрический выходной сигнал вдоль или поперек антенны. Этот электрический выходной сигнал поступает в силовую цепь 404, которая накапливает электрический выходной сигнал и периодически подает питание на шунтирующую цепь 406. Когда на нее подано питание, шунтирующая цепь производит короткое замыкание антенны 402. Это вызывает изменение электромагнитных свойств антенны 402, например, существенно уменьшает индуктивность антенны. Изменение электромагнитных свойств антенны 402 вызывает соответствующее изменение вдоль или поперек антенны соответствующего приемопередатчика, например, такого как приемопередатчик 100 или 200. Именно это изменение вдоль или поперек антенны соответствующего приемопередатчика обнаруживает связанный с ним детектор модуляции приемопередатчика, например, такой как детектор 106 или 206 модуляции.В соответствии с одним примерным вариантом, антенна 402 ответчика 400 содержит индуктивный элемент (не показан). Именно вдоль или поперек этого индуктивного элемента электромагнитная несущая возбуждает электрический выходной сигнал, который передается в силовую цепь 404. Электрический выходной сигнал, который представляет собой электрический потенциал и/или электрический ток, накапливается в силовой цепи 404, которая, в ответ, передает импульс электрической энергии в шунтирующую цепь 406, после того, как определенное, заданное количество электрической энергии было накоплено в силовой цепи. Импульс электрической энергии заставляет шунтирующую цепь 406 создавать электрическое короткое замыкание индуктивного элемента антенны 402. Короткое замыкание индуктивного элемента уменьшает его индуктивность до нуля. Специалисты легко поймут, что это будет вызывать соответствующее изменение вдоль или поперек индуктивного элемента антенны в объединенном приемопередатчике, так как эти два элемента действуют как трансформатор со слабой связью. Именно это соответствующее изменение контролирует (измеряет) детектор модуляции. Такая возбужденная полевая модуляция (IFM) обозначена в целом синусоидальной волной IFM на фиг.4.Электрическая принципиальная схема 500 одного варианта ответчика 400 показана на фиг.5 и содержит антенный контур 502, силовую цепь 504 и шунтирующую цепь 506. Как правило, антенный контур 502 соответствует антенне 402, показанной на фиг.4. Аналогично, силовая цепь 504 соответствует цепи 404, а шунтирующая цепь 506 соответствует цепи 406. Как уже было упомянуто здесь выше, контур 500 содержит множество традиционных электрических компонентов, в том числе (но без ограничения) резисторы, конденсаторы, диоды, операционные усилители и катушки индуктивности (дроссели). Следует иметь в виду, что эти компоненты главным образом имеют стандартную конструкцию, если специально не указано иное, и легко могут быть закуплены. Кроме того, схема 500 может быть выполнена в виде интегральной схемы на одной подложке, например, такой как кремниевая пластина, или, альтернативно, может быть собрана из дискретных компонентов с использованием любой подходящей технологии изготовления. Кроме того, различные участки схемы 500 подключены к общей земле, которая показана контактным зажимом 508 в виде стрелки.Антенный контур 502 содержит конденсатор 510 и дроссель 512, подключенные в параллель между проводами 514 и 516, последний из которых подключен к показанному стрелкой контактному зажиму 508а рядом с дросселем 512. Дроссель показан на фиг.5 при помощи стандартного символа. Однако следует иметь в виду, что может быть желательна подстройка или оптимизация антенны, которую проводят, например, совместно с дросселем 332 антенного контура 304. В таких ситуациях, может быть использован дроссель специфической конструкции, который представляет собой обмотку из провода, которая имеет, например, квадратную форму, кольцевую форму или форму петли.Силовая цепь 504 подключена к антенному контуру 502 через провода 514 и 516. Диод 518 и резистор 520 включены последовательно с проводом 514. Транзистор 522 и конденсатор 524 включены параллельно между проводами 514 и 516. Коллекторный вывод 522с транзистора 522 подключен к проводу 514, а эмиттерный вывод 522е транзистора подключен к проводу 516. Провод 526 подсоединяет базовый вывод 522b транзистора 522 к проводу 514 через диод 528. В соответствии с примерным вариантом, диод 518 представляет собой диод Шотки, а транзистор 522 представляет собой стандартный n-р-n транзистор, которые хорошо известны специалистам в данной области.Шунтирующая цепь 506 подключена к силовой цепи 504 при помощи провода 530, который идет до коллекторного вывода 522с. Провод 530 подключен к верхней точке делителя напряжения, образованного резисторами 532 и 534, которые включены между проводом 530 и показанным стрелкой контактным зажимом 508b. Шунтирующая цепь также содержит операционный усилитель 536. Один SV штырьковый вывод операционного усилителя подключен к проводу 530 через провод 538, а другой SV штырьковый вывод подключен к показанному стрелкой контактному зажиму 508с. Провод 540 соединяет среднюю точку между резисторами 532 и 534 с PI штырьковым выводом операционного усилителя 536 через резистор 542. Контур обратной связи образован между ОТ и PI штырьковыми выводами операционного усилителя 536 при помощи провода 544, который образует соединение через резистор 546. ОТ штырьковый вывод операционного усилителя 536 также подключен к показанному стрелкой контактному зажиму 508d при помощи провода 548 через резистор 550 и конденсатор 552. NI штырьковый вывод операционного усилителя подключен при помощи провода 554 к средней точке между резистором 550 и конденсатором 552. Реле 556 подключено между ОТ штырьковым выводом операционного усилителя 536 и проводами 514 и 516 рядом с конденсатором 510, включенным параллельно дросселю 512. Следует иметь в виду, что вместо реле 556 может быть использовано устройство переключения любого подходящего типа, например, такое как полевой транзистор.Антенна 502 ответчика введена в РЧ поле приемопередатчика, которое создает напряжение на (поперек) антенне 502. Это напряжение проходит через диод 518 в цепь 504 источника питания (в силовую цепь), которая регулирует напряжение на проводе 530 для надлежащей работы шунтирующей цепи 506. Резисторы 532 и 534 делят поступающее по проводу 530 напряжение для его сравнения с напряжением на проводе 554, подключенном к NI штырьковому выводу. Резистор 550 и конденсатор 552 контролируют скорость нарастания напряжения на проводе 554, подключенном к NI штырьковому выводу. Как только напряжение на проводе 554 превысит напряжение на PI штырьковом выводе, связанном со средней точкой между резисторами 546 и 542, появляется выходной сигнал на ОТ штырьковом выводе операционного усилителя 536. Это вызывает срабатывание реле 556 (или другого подходящего устройства, например, такого как полевой транзистор), которое шунтирует на землю антенну 502. Шунтирование антенны снимает напряжение с приемопередатчика и создает измеряемое изменение, позволяющее определить расстояние.На фиг.6 показана одна примерная форма модуляции электромагнитной несущей CWV, имеющей стандартную синусоидальную форму колебаний и начальную амплитуду напряжения V. Несущая модулирована на интервале DT, в течение которого ее амплитуда уменьшена на величину DV. Примерный подходящий диапазон напряжения V составляет ориентировочно от 50 до 150 В. Примерный соответствующий диапазон амплитудной модуляции, отображенной величиной DV, составляет ориентировочно от 10 до 1000 мВ. Амплитудная модуляция может иметь любую подходящую длительность или интервал DT, например ориентировочно от 0.1 до 5 мс. Как уже было упомянуто здесь выше, несущая CWV может иметь любую подходящую частоту, например ориентировочно от 100 кГц до 14 МГц. Такую модуляцию специалисты обычно называют модуляцией рассеяния при отражении, и она может быть использована для организации передачи между ответчиком и приемопередатчиком.Одним из хорошо известных примеров использования модуляции рассеяния при отражении является использование в системах идентификации радиочастот (RFID). Однако следует иметь в виду, что предложенная здесь новая концепция существенно отличается от традиционного применения RFID систем. В частности, традиционные RFID системы используют для передачи данных, которые кодированы внутри разового тега. Тег объединен с объектом, а данные типично содержат одну или несколько деталей, специфичных для этого объекта. Обычно RFID системы не используют для определения расстояния тега от других компонентов системы. Основной задачей этих RFID систем является считывание данных, закодированных внутри тега.Примерная схема последовательности операций способа 700 показана на фиг.7 и содержит первую операция 702 использования приемопередатчика и ответчика, таких как, например, приемопередатчик 100 или 200 и ответчик 400, которые связаны друг с другом и находятся на расстоянии друг от друга. Другая операция 704 предусматривает радиопередачу электромагнитной несущей, такой как, например, несущая CWV, от антенны приемопередатчика к антенне ответчика. Следующая операция 706 предусматривает прием несущей при помощи антенны ответчика. Специалисты легко поймут, что электрическая энергия возбуждается при этом вдоль и/или поперек дросселя за счет воздействия принятых электромагнитных колебаний. Факультативная операция 708 предусматривает накопление электрической энергии, возбужденной вдоль и/или поперек антенны ответчика за счет воздействия принятой электромагнитной несущей. Следующая операция 710 предусматривает избирательное шунтирование антенны ответчика и за счет этого создание в антенне приемопередатчика модуляции ее одной или нескольких электрических характеристик, например кратковременное снижение напряжения. Дальнейшая операция 712 предусматривает обнаружение модуляции электрических характеристик вдоль или поперек антенны. Следующая операция 714 предусматривает определение расстояния между приемопередатчиком и ответчиком на основании, по меньшей мере частично, модуляции электрических характеристик в операции 712. Дальнейшая операция 716 предусматривает выдачу сигнала, указывающего расстояние, определенное в операции 714.Один из примеров использования предлагаемой здесь новой концепции связан с элементом 800 флюидальной подвески, показанным на фиг.8. Более конкретно, элементом флюидальной подвески является пневматическая рессора, имеющая традиционную конструкцию с поршнем и свернутым лепестком. Однако следует иметь в виду, что элементом флюидальной подвески может быть элемент любого подходящего типа, стиля, вида и/или конфигурации, что не выходит за рамки использования предлагаемой здесь новой концепции. Элемент 800 флюидальной подвески содержит первый концевой элемент, например, такой как верхняя пластина 802, второй концевой элемент, например, такой как поршень 804, установленный на расстоянии от первого концевого элемента, и гибкий элемент, например, такой как гибкий рукав 806, поддерживаемый между ними и образующий внутренний объем, например, такой как флюидальная камера 808.Приемопередатчик 810 установлен на верхней пластине 802 внутри флюидальной камеры 808, а ответчик 812 установлен на поршне 804 со смещением (на расстоянии) от приемопередатчика. Поршень 804 имеет внешнюю периферийную стенку 814, вдоль которой перемещается гибкий рукав 806, и центральную внутреннюю стенку 816. Показанная на фиг.8 внутренняя стенка является главным образом вогнутой или имеет форму тарелки и содержит внутреннюю выемку 818. Внутренняя стенка 816 имеет участок 820 боковой стенки и участок 822 нижней стенки, на котором закреплен ответчик 812. Ответчик 812 может быть закреплен на внутренней стенке 816 любым подходящим образом, например с использованием клея или механического крепежного средства. Альтернативно, ответчик 812 может быть запрессован во внутреннюю стенку 816, как показанный ответчик 812'. Следует иметь в виду, что приемопередатчиком 810 может быть любой подходящий приемопередатчик, в том числе приемопередатчики 100 и 200. Аналогично, ответчиком 812 может быть любой подходящий ответчик, в том числе ответчик 400.Как только электромагнитная несущая CWV, переданная по радио, будет принята ответчиком 812, электрическая энергия, возбужденная вдоль и/или поперек антенны, например, такой как антенный контур 402 ответчика 400, будет по меньшей мере периодически снабжать энергией ответчик, например, как это было описано здесь ранее со ссылкой на силовую цепь 404. Альтернативно, электрическая энергия может поступать от батареи или другого подходящего источника питания. Когда ответчик 812 находится под напряжением (имеет питание), шунтирующая цепь, например, такая как шунтирующая цепь 406 ответчика 400, периодически шунтирует антенну ответчика 812, что создает модуляцию в антенне приемопередатчика 810, например, такой как антенна 104 или 204. Взаимосвязь между антеннами ответчика и приемопередатчика, которая уже обсуждалась здесь выше, только для пояснения показана в виде синусоидальных колебаний IFM на фиг.8. Одна или несколько характеристик или параметров модуляции непосредственно соответствуют или математически связаны с расстоянием между ответчиком и приемопередатчиком, как это хорошо известно специалистам в данной области. Приемопередатчик обнаруживает модуляцию и вырабатывает сигнал, указывающий расстояние между приемопередатчиком и ответчиком. Следует иметь в виду, что могут быть использованы и отличающиеся от описанных режимы работы, что не выходит за рамки предлагаемой здесь новой концепции.Другой альтернативный вариант приемопередатчика 900 схематично показан на фиг.9. Приемопередатчик 900 содержит генератор 902 несущей, который имеет электрическую связь с антенной 904. Аналогично обсуждавшимся здесь выше генераторам 102 и 202 несущей, генератор 902 несущей выполнен с возможностью подачи электрического сигнала несущей на антенну, которая, в свою очередь, осуществляет радиопередачу соответствующей несущей CWV. Детектор 906 модуляции электрически подключен к антенне 904, как правило, напротив генератора 902 несущей. Детектор 906 модуляции аналогичен детекторам 106 и 206, которые обсуждались здесь выше, в том, что детектор 906 выполнен с возможностью обнаружения модуляции электрических характеристик или параметров вдоль или поперек антенны. Однако детектор 906 модуляции отличается от детекторов 106 и 206 в том, что детектор 906 выполнен с возможностью подачи цифрового сигнала DSG, соответствующего модуляции, вдоль или поперек антенного контура 904, а не аналогового сигнала, имеющего такие характеристики, как уровень напряжения или тока, соответствующие уровню модуляции, как в детекторах 106 и 206. Цифровой сигнал DSG поступает на соответствующее цифровое устройство, например, такое как процессор или микроконтроллер 908 цифрового сигнала, которое преобразует, декодирует и/или анализирует цифровой сигнал DSG и выдает соответствующий сигнал, указывающий расстояние между приемопередатчиком и взаимодействующим с ним ответчиком. Сигнал с выхода микроконтроллера 908 поступает в расположенные далее систему или устройство, что показано стрелкой 910.Кроме того, на фиг, 9 показана цепь 912 электропитания, которая имеет электрическую связь с генератором 902 несущей. Следует иметь в виду, что, в других вариантах, цепь 912 электропитания может также подводить электрическую энергию к другим компонентам приемопередатчика 900. Как уже было упомянуто здесь выше со ссылкой на цепь 112 электропитания приемопередатчика 100, показанного на фиг.1, цепь 912 электропитания может иметь любую подходящую форму или конфигурацию и может быть выполнена совместно с другими компонентами приемопередатчика 900 или отдельно от них. Одним из примером подходящего приемопередатчика является приемопередатчик, выпускаемый фирмой Microchip Technologies, Inc. of Chandler, Arizona, номер изделия MCRF 200.Один из примеров ответчика, подходящего для использования совместно с приемопередатчиком 900, показан на фиг.10 как ответчик 1000. Как правило, ответчик 1000 работает в комбинации с приемопередатчиком, таким как приемопередатчик 900, для определения расстояния между ними и выработки выходного сигнала, указывающего это расстояние, как уже было подробно описано здесь выше. Однако в предшествующих вариантах приемопередатчик, такой как приемопередатчик 100 или 200, определяет расстояние между двумя компонентами на основании амплитуды модуляции вдоль или поперек антенны. Первичной задачей взаимодействующего ответчика, такого как ответчик 400, является возбуждение или создание этой модуляции. В этом случае, работа приемопередатчика 900 и ответчика 1000 основана на предлагаемой новой концепции и с использованием обсуждавшихся здесь выше основных принципов работы других вариантов. Однако здесь ответчик 1000 определяет, по меньшей мере частично, расстояние между двумя компонентами, например, с использованием цифрового устройства обработки. При этом цифровые данные, соответствующие расстоянию, и/или другие данные, например, такие как опознавательный код или идентификационный номер, будут передаваться по меньшей мере от ответчика на приемопередатчик. Такая передача данных и/или обмен данными могут иметь любую подходящую форму, в том числе (но без ограничения) форму прямой передачи данных и передачи кодированных данных, как это обсуждается далее более подробно.Как это показано на фиг.10-14, такое решение отличается от предыдущих вариантов по структуре и работе, как это обсуждается далее более подробно. Ответчик 1000 содержит антенну 1002, позволяющую получать электромагнитную несущую CWV, например, которая может быть передана по радио антенной 904 приемопередатчика 900. Как уже было подробно описано здесь выше, несущая CWV возбуждает электрическую энергию вдоль и/или поперек антенны 1002. Электрическая энергия передается в силовую цепь 1004 и формирователь (scaler, масштабирующее устройство) 1006, которые имеют электрическую связь с антенной. Как правило, силовая цепь накапливает по меньшей мере часть электрической энергии и периодически подает питание на один или несколько компонентов ответчика, как уже было описано здесь выше.Формирователь 1006 служит для снижения или уменьшения одной или нескольких электрических характеристик (или параметров), например, таких как уровень напряжения или ток сигнала от антенны 1002, которые проходят через него. Формирователь 1006 преимущественно формирует сигнал от антенны 1002 для его приема и использования цифровым сигнальным процессором или микроконтроллером 1008, который имеет электрическую связь с формирователем и силовой цепью. Однако преимущественно это снижение или уменьшение электрического сигнала производят так, чтобы поддерживалась (пропорциональная) зависимость уменьшенного сигнала от исходного сигнала с антенны. При этом, микроконтроллер 1008 может быть использован для определения расстояния между связанными приемопередатчиком, например, таким как приемопередатчик 900, и ответчиком 1000. Как уже было упомянуто здесь выше, специалисты легко поймут, что одна или несколько характеристик электромагнитных колебаний изменяются в зависимости от пройденного расстояния в соответствии с хорошо известными зависимостями между ними.Как уже было упомянуто здесь выше, силовая цепь 1004 периодически подает питание на одну или несколько схем (или компонентов) ответчика. Одним таким получающим питание от силовой цепи компонентом является микроконтроллер 1008, который определяет амплитуду или другую электрическую характеристику (или параметр) сигнала с выхода формирователя 1006. Эта амплитуда или другой параметр имеют прямую или другую математическую связь с расстоянием между приемопередатчиком и ответчиком. Таким образом, микроконтроллер может определять действительное числовое значение расстояния и затем передавать его назад в приемопередатчик. Альтернативно, микроконтроллер может просто передавать амплитуду или другую характеристику сигнала с выхода формирователя, без специфического определения действительного числового значения расстояния. В этом альтернативном примере, как только сигнал от формирователя поступает назад в приемопередатчик, его микроконтроллер может производить преобразование или вычислять действительное числовое значение расстояния.После того как микроконтроллер 1008 получил питание и определил характеристику или параметр сигнала с выхода формирователя 1006, микроконтроллер избирательно активизирует шунтирующую цепь 1010 для передачи данных, преимущественно содержащих данные, соответствующие значению расстояния или сигналу с выхода формирователя, назад в объединенный приемопередатчик. После активизации шунтирующая цепь 1010 электрически закорачивает антенну 1002, которая, в свою очередь, возбуждает модуляцию вдоль или поперек антенны соответствующего приемопередатчика, например, такой как антенна 904 приемопередатчика 900. Взаимосвязь между антеннами приемопередатчика и ответчика была подробно рассмотрена здесь выше, и показана синусоидальными колебаниями IFM на фиг.10.В соответствии с одним примерным вариантом, значение сигнала или значение действительного расстояния передается в виде данных от ответчика назад в приемопередатчик, за счет работы микроконтроллера 1008, избирательно возбуждающего шунтирующую цепь 1010. Передача данных от ответчика в приемопередатчик может производиться в любом виде, например в виде потока двоичных данных, прямо соответствующего значениям сигнала или расстояния. Альтернативно, цифровая связь может производиться с кодированием, чтобы свести к минимуму потери, например, вызванные помехами. Может быть использовано широкое разнообразие известных кодирующих устройств, например, с использованием частотной манипуляции (FSK) и фазовой манипуляции (PSK), которые хорошо известны специалистам в данной области. Пример несущей CWV, модулированной с использованием FSK, показан на фиг.11 и содержит несущую CWV, модулированную между состоянием HST высокой амплитуды и состоянием LST низкой амплитуды. Модуляция может быть использована для передачи данных любым подходящим образом, например, с использованием сдвига FS1 8 периодов, соответствующего нулевому (0) значению, и сдвига FS2 10 периодов, соответствующего единичному (1) значению. Указанным образом поток двоичных данных может быть передан от ответчика к приемопередатчику. Пример несущей CWV, модулированной с использованием PSK, показан на фиг.12 и также содержит несущую CWV, модулированную между состояниями HST и LST. Как это показано на фиг.12, частота сдвига несущей остается постоянной, например, в одном периоде при HST, в следующем периоде при LST, в последующем периоде при HST и т.д. Однако для передачи данных может быть использован фазовый сдвиг, так что два периода протекают в одном и том же состоянии. В соответствии с одним примером, каждый фазовый сдвиг PST отображает нуль (0) в потоке двоичных данных. В другом примере, каждый фазовый сдвиг PST отображает изменение данных (от 0 к 1 или от 1 к 0). Однако следует иметь в виду, что могут быть использованы и другие подходящие виды модуляции и/или технологии передачи данных.Принципиальная электрическая схема 1100 одного из вариантов ответчика 1000 показана на фиг.13. Схема содержит антенный контур 1102, силовую цепь 1104, формирователь 1106, микроконтроллер 1108 и шунтирующую цепь 1110. Обычно антенный контур 1102 соответствует антенне 1002, показанной на фиг.10. Аналогично, силовая цепь 1104 соответствует цепи 1004, формирователь 1106 соответствует формирователю 1006, микроконтроллер 1108 соответствует микроконтроллеру 1008 и шунтирующая цепь 1110 соответствует шунтирующей цепи 1010.Как уже было упомянуто здесь выше, специалисты легко поймут, что схема 1100 содержит множество традиционных электрических компонентов, в том числе (но без ограничения) резисторы, конденсаторы, диоды, дроссели, транзисторы и другие хорошо известные компоненты. Следует иметь в виду, что эти компоненты имеют главным образом стандартную конструкцию, если специально не оговорено иное, и легко могут быть приобретены. Кроме того, схема 1100 может быть выполнена в виде интегральной схемы на одной подложке, например, такой как кремниевая пластина, или, альтернативно, может быть собрана из дискретных компонентов с использованием любой подходящей технологии изготовления. Кроме того, различные участки схемы 1100 подключены к общей земле, которая показана контактным зажимом 1112, изображенным в виде стрелки.Антенный контур 1102 содержит дроссель 1114 и конденсатор 1116, включенные в параллель между проводами 1118 и 1120. Показанный в виде стрелки контактный зажим 1112 подключен к проводу 1120 рядом с дросселем, который показан на фиг.13 при помощи стандартного символа. Однако следует иметь в виду, что может быть желательна подстройка или оптимизация антенны, которую проводят для улучшения взаимодействия с другой антенной, например, с такой как антенна 904 приемопередатчика 900. В таком случае может быть использован дроссель специфической конструкции, который представляет собой обмотку из провода, которая имеет, например, квадратную форму, кольцевую форму или форму петли.Силовая цепь 1104 подключена к антенному контуру 1102 при помощи проводов 1118 и 1120. Диод 1122 и резистор 1124 включены последовательно в провод 1118. Транзистор 1126 и конденсатор 1128 включены параллельно между проводами 1118 и 1120. Коллекторный вывод 1126 с транзистора 1126 подключен к точке соединения конденсатора 1128 с резистором 1124, а эмиттерный вывод 1126с транзистора 1126 подключен к проводу 1120. Провод 1130 соединяет базовый вывод 1126b транзистора 1126 через диод 1132 с точкой соединения конденсатора 1128 с резистором 1124. В соответствии с одним примерным вариантом, диод 1122 представляет собой диод Шотки, а транзистор 1126 представляет собой стандартный n-р-n транзистор, которые хорошо известны специалистам в данной области.Микроконтроллер 1108 подключен к силовой цепи 1104 при помощи провода 1134, который соединен с точкой соединения конденсатора 1128 с резистором 1124 вблизи от коллекторного вывода 1126с. Кроме того, микроконтроллер 1108 имеет электрическую связь с проводом 1120 через формирователь 1106, при помощи провода 1136. Микроконтроллер 1108 может иметь любую подходящую форму или конфигурацию. Одним из примеров подходящего микроконтроллера является микроконтроллер, выпускаемый фирмой Freescale Semiconductor, Inc. of Austin, Texas, номер изделия 68HC05L25. Этот микроконтроллер содержит процессор, память и тактовый генератор. Формирователь 1106 также может иметь любую подходящую форму или конфигурацию.Шунтирующая цепь 1110 содержит реле 1138, включенное между проводами 1118 и 1120 антенного контура 1102, и соединенное проводом 1140 с микроконтроллером 1108. Следует иметь в виду, что вместо реле 1138 может быть использовано устройство переключения любого подходящего типа, например, такое как полевой транзистор (ПТ).Другой примерный вариант схемы 1200 последовательности операций способа показан на фиг.14 и содержит операцию 1202 использования приемопередатчика и ответчика, например, таких как приемопередатчик 900 и ответчик 1000, которые установлены на расстоянии друг от друга. Другая операция 1204 предусматривает радиопередачу электромагнитной несущей от антенны приемопередатчика к антенне ответчика. Следующая операция 1206 предусматривает прием несущей при помощи антенны ответчика. Факультативная операция 1208 предусматривает накопление электрической энергии, возбужденной вдоль и/или поперек антенны ответчика.Другая операция 1210 способа 1200 предусматривает уменьшение электрического сигнала от антенны ответчика до величины, подходящей для использования в процессоре или микроконтроллере. Еще одна операция 1212 предусматривает определение расстояния или числового значения, соответствующего расстоянию, на основании уменьшенного электрического сигнала. Дополнительная операция 1214 предусматривает формирование данных, соответствующих расстоянию или числовому значению, соответствующему расстоянию. Факультативная операция 1216 предусматривает кодирование сформированных данных. Еще одна операция 1218 предусматривает избирательное шунтирование антенны ответчика для модулирования антенны приемопередатчика, чтобы произвести передачу данных. Другая операция 1220 предусматривает обнаружение модуляции антенны приемопередатчика. Еще одна операция 1222 предусматривает вывод данных, соответствующих обнаруженной модуляции. Дальнейшая факультативная операция 1224 предусматривает декодирование данных при взаимодействии с факультативной операцией 1216 кодирования. Еще одна операция 1226 предусматривает вывод данных (или другого цифрового сигнала), указывающих расстояние.На фиг.15 схематично показан примерный вариант системы 1300 определения ориентации и обмена информацией в соответствии с предлагаемой новой концепцией, которая содержит приемопередатчик 1302, используемый совместно с ответчиком 1304. Приемопередатчик и ответчик расположены на некотором расстоянии друг от друга, как это показано расстоянием DST. Приемопередатчик 1302 главным образом аналогичен приемопередатчику 900, который показан на фиг.9 и обсуждался здесь выше, и содержит генератор 1306 несущей, который имеет электрическую связь с антенной 1308. Генератор 1306 несущей выполнен с возможностью подачи выходного электрического сигнала несущей на антенну 1308, которая, в свою очередь, может передавать по радио соответствующую несущую CWV. Детектор 1310 модуляции электрически подключен к антенне 1308, как правило, напротив генератора 1306 несущей. Детектор 1310 модуляции выполнен с возможностью выработки цифрового сигнала DSG, соответствующего модуляции вдоль или поперек антенны 1308. Цифровой сигнал DSG поступает в соответствующее цифровое устройство, например, такое как процессор цифрового сигнала или микроконтроллер 1312, которое преобразует, декодирует и/или анализирует цифровой сигнал DSG и выдает соответствующий сигнал на расположенные далее систему или устройство, как это показано стрелкой 1314. В качестве примера подходящего приемопередатчика можно привести приемопередатчик типа MCRF 200, который может быть закуплен на фирме Microchip Technologies, Inc., of Chandler, Arizona.Кроме того, на фиг.15 показана цепь 1316 электропитания, имеющая электрическую связь с генератором 1306 несущей. Как уже было упомянуто здесь выше, например, со ссылкой на цепь 112 электропитания приемопередатчика 100, показанную на фиг.1, цепь 1316 электропитания может иметь любую подходящую форму или конфигурацию и может быть выполнена совместно с другими компонентами приемопередатчика 1302 или отдельно от них.Ответчик 1304 на фиг.15 показан при работе вместе приемопередатчиком 1302, когда он принимает несущую CWV от него, как уже было упомянуто здесь выше при описании других вариантов. Ответчик 1304 отличается от других обсуждавшихся здесь ранее ответчиков тем, что имеется датчик 1318, оперативно взаимодействующий с ответчиком, который модулирует несущую CWV, что показано в общем виде синусоидальными колебаниями IFM и подробно обсуждалось здесь ранее. Ответчик 1304 может модулировать несущую CWV в зависимости от расстояния DST, что также подробно обсуждалось здесь ранее, например, со ссылкой на ответчик 1000, показанный на фиг.10. Дополнительно или альтернативно, ответчик 1304 может модулировать несущую в зависимости от выходного сигнала датчика 1318, как это дополнительно обсуждается далее более подробно, причем следует иметь в виду, что ответчик 1304 может модулировать несущую CWV в зависимости от расстояния DST, выходного сигнала одного или нескольких датчиков, например, таких как датчик 1318, или в зависимости от комбинации расстояния и выходных сигналов датчиков, если это желательно. Кроме того, модуляцию несущей в зависимости от расстояния DST и/или выходного сигнала датчика можно осуществлять на любой подходящей рабочей частоте или в течение любого подходящего промежутка времени, в течение постоянных или прерывистых рабочих интервалов.Альтернативный вариант приемопередатчика 1302' показан на фиг.16, причем этот приемопередатчик является аналогичным приемопередатчику 1302, показанному на фиг.15. При этом аналогичные или идентичные элементы на различных чертежах имеют одинаковые позиционные обозначения, а новые или модифицированные элементы имеют позиционные обозначения со штрихом (').Приемопередатчик 1302' содержит генератор 1306 несущей, который имеет связь с антенной 1308, чтобы передавать по радио несущую CWV. Детектор 1310 модуляции имеет связь с антенной 1308 напротив генератора 1306 и выдает цифровой сигнал DSG в микроконтроллер 1312'. Цепь 1316' электропитания имеет связь с генератором 1306 несущей. Кроме того, датчик 1320' приемопередатчика имеет связь с цепью 1316' электропитания и с микроконтроллером 1312'. Как таковой, датчик 1320' получает электрическую энергию от цепи 1316' электропитания и выдает сигнал TSS на микроконтроллер 1312'. Микроконтроллер получает сигналы TSS и DSG и осуществляет одну или несколько операций с использованием этих сигналов. После этого микроконтроллер 1312' взаимодействует с расположенными далее системами и/или устройствами, как это показано в общем виде стрелкой 1314.Ответчик 1304 схематично показан на фиг.17 и содержит антенну 1322, подходящую для приема несущей CWV. Силовая цепь 1324 имеет связь с антенной 1322 и позволяет накапливать электрическую энергию от нее, как уже было упомянуто здесь выше со ссылкой на другие варианты. Микроконтроллер 1326 имеет связь с силовой цепью 1324 и получает электрическую энергию от нее. Формирователь 1328 имеет связь с антенной 1322 и с микроконтроллером 1326 и вырабатывает выходной сигнал SCL, который содержит одну или несколько масштабированных электрических характеристик или параметров, например, таких как уровень напряжения или тока сигнала от антенны 1322.Датчик 1318 имеет связь с силовой цепью 1324 и с микроконтроллером 1326. Датчик получает электрическую энергию от силовой цепи 1324 и выдает выходной сигнал SNR на микроконтроллер 1326. Как таковой, датчик 1318 получает электрическую энергию от силовой цепи 1324 без использования других внешних проводов, подающих на него электрическую энергию. Получающий питание без проводов датчик генерирует выходной сигнал SNR, который передается на микроконтроллер 1326. При необходимости могут быть использованы один или несколько дополнительных датчиков 1330, оперативно объединенных с ответчиком 1304, которые, в соответствии с одним примерным вариантом, могут получать питание от силовой цепи 1324 и передавать соответствующие выходные сигналы датчика SNR2-SNRN на микроконтроллер 1326, аналогично датчику 1318.Датчик 1318 и датчики 1330, если они есть, могут быть любого подходящего типа, вида, конфигурации и/или конструкции и создают выходной сигнал, несущий информацию о измеренном параметре. В качестве примеров датчиков можно привести (но без ограничения) акселерометры, реле давления и датчики температуры или термопары. Следует иметь в виду, что специалисты в данной области могут выбрать любые подходящие датчики и оперативно соединить их с соответствующим преобразователем. При выборе соответствующего количества и схемы расположения датчиков и при выборе специфических датчиков для использования, следует учитывать количество электрической энергии, генерируемой преобразователем и необходимой для работы его электрических компонентов, причем желательно получать электрическую энергию от одного или нескольких источников энергии без проводов.Шунтирующая цепь 1332 имеет электрическую связь с микроконтроллером 1326 и антенной 1322. Шунтирующая цепь 1332 позволяет изменять индуктивность антенны 1322 за счет ее избирательной активации при помощи микроконтроллера 1326. За счет избирательной активации шунтирующей цепи 1332 и создания соответствующих изменений в индуктивности антенны 1322 может быть возбуждена модуляция несущей CWV, как это показано синусоидальными колебаниями IM2. В соответствии с примерным вариантом, микроконтроллер 1326 избирательно активирует шунтирующую цепь 1332 для возбуждения модуляции несущей CWV при схеме, подходящей для передачи данных в соответствующий приемопередатчик, например, такой как приемопередатчик 1302. Может быть использована схема любого подходящего типа или вида, которая может иметь любую подходящую форму или конфигурацию, в том числе это может быть прямая передача или кодированная передача, такая как частотная манипуляция и фазовая манипуляция, которые обсуждались здесь выше. Данные, получаемые за счет избирательной активации шунтирующей цепи 1332, вырабатываются микроконтроллером 1326 в ответ на выходной сигнал SCL формирователя и, дополнительно или альтернативно, за счет выходного сигнала SNR датчика. При необходимости, дополнительные выходные сигналы SNR2-SNRN датчиков могут быть введены в процесс генерации данных, если такие дополнительные датчики оперативно взаимодействуют с ответчиком.Более того, следует четко понимать, что данные могут быть получены и/или переданы в любом подходящем виде или любым подходящим образом, причем приведенные далее примеры просто поясняют подходящую операцию определения ориентации и обмена информацией, и что альтернативно может быть использован любой другой подходящий способ получения и/или передачи данных. Например, каждый сигнал (например, выходной сигнал SCL формирователя и выходные сигналы SNR2 – SNRN датчиков) может быть преобразован в индивидуальное сообщение, имеющее заданное число бит или байтов, причем каждое сообщение содержит идентификатор источника сигнала и соответствующее значение сигнала. Данные от каждого датчика могут быть получены и переданы с высокой или низкой частотой. Например, данные ускорения могут быть получены и переданы ориентировочно 1000 раз в секунду, данные относительно высоты могут быть получены и переданы ориентировочно 100 раз в секунду, а данные относительно давления или температуры могут быть получены и переданы ориентировочно 1 раз в минуту.В соответствии с другим примером, могут быть созданы сообщения, имеющие заданное число бит или байтов, которые содержат заданное число бит или байтов для каждого выходного сигнала. Например, в случае ответчика, имеющего датчик ускорения и датчик давления, сообщение может иметь всего восемь (8) бит, причем первые три (3) бита соответствуют данным расстояния, следующие три (3) бита соответствуют данным ускорения, а остальные два (2) бита соответствуют данным давления. Сообщение может быть создано и послано на частоте, которая необходима для данных самого высокого выходного сигнала, при этом данные других выходных сигналов игнорируют или удаляют иным образом, если и/или когда такие данные не используют.Принципиальная электрическая схема 1400 варианта ответчика 1304 показана на фиг.18 и содержит антенный контур 1402, силовую цепь 1404, формирователь 1406, микроконтроллер 1408 и шунтирующую цепь 1410. Как правило, антенный контур 1402 соответствует антенне 1322, показанной на фиг.17. Аналогично, силовая цепь 1404 соответствует силовой цепи 1324, формирователь 1406 соответствует формирователю 1328, микроконтроллер 1408 соответствует микроконтроллеру 1326 и шунтирующая цепь 1410 соответствует шунтирующей цепи 1332. Дополнительно, схема 1400 содержит датчик 1412, который в целом соответствует датчику 1318 на фиг.17. Следует иметь в виду, что могут быть использованы в любом количестве дополнительные датчики любого подходящего вида и/или типа, которые в целом соответствуют датчикам 1330 на фиг.17.Как уже было упомянуто здесь выше, специалисты легко поймут, что схема 1400 содержит различные традиционные электрические компоненты, в том числе (но без ограничения) резисторы, конденсаторы, дроссели, транзисторы и/или другие хорошо известные компоненты. Следует иметь в виду, что эти компоненты имеют главным образом стандартную конструкцию, если специально не оговорено иное. Кроме того, схема 1400 может быть выполнена в виде интегральной схемы на одной подложке, например, такой как кремниевая пластина, или, альтернативно, может быть собрана из дискретных компонентов с использованием любой подходящей технологии изготовления. Кроме того, различные участки схемы 1400 подключены к общей земле, которая показана контактным зажимом 1414, изображенным в виде стрелки.Антенный контур 1402 содержит дроссель 1416 и конденсатор 1418, установленные в параллель между проводами 1420 и 1422. Показанный в виде стрелки контактный зажим 1414 соединен с проводом 1422 рядом с дросселем, который показан на фиг.18 при помощи стандартного символа. Однако следует иметь в виду, что может быть желательна подстройка или оптимизация антенны, чтобы она могла взаимодействовать с другой антенной, например, такой как антенна 1308 приемопередатчика 1302. В таком случае, дроссель 1416 может иметь специфическую форму или конструкцию, например, такую как виток провода, имеющий квадратную или круговую форму или форму петли.Силовая цепь 1404 соединена с антенным контуром 1402 при помощи проводов 1420 и 1422. Диод 1424 и резистор 1426 включены последовательно с проводом 1420. Транзистор 1428 и конденсатор 1430 включены в параллель между проводами 1420 и 1422. Коллекторный вывод 1428 с транзистора 1428 соединен с проводом 1420, а эмиттерный вывод 1428е транзистора 1428 соединен с проводом 1422. Провод 1432 соединяет базовый вывод 1428b транзистора 1428 с проводом 1420 через диод 1434. В соответствии с примерным вариантом, диод 1424 представляет собой диод Шотки, а транзистор 1428 представляет собой стандартный n-р-n транзистор, которые хорошо известны специалистам в данной области.Микроконтроллер 1408 соединен с силовой цепью 1404 при помощи провода 1436, который соединен с проводом 1420 между резистором 1426 и конденсатором 1430, поблизости от коллекторного вывода 1428с. Кроме того, микроконтроллер 1408 имеет электрическую связь с проводом 1420 при помощи провода 1438 через формирователь 1406. Может быть использован микроконтроллер 1408 любого подходящего типа или конфигурации. В качестве примера подходящего микроконтроллера можно привести микроконтроллер типа 68HC05L25, выпускаемый фирмой Freescale Semiconductor, Inc., of Austin, Texas. Этот микроконтроллер содержит процессор, память и тактовый генератор. Альтернативно, может быть использован формирователь 1406 любого подходящего типа или конфигурации.Шунтирующая цепь 1410 содержит реле 1440, подключенное между проводами 1420 и 1422 антенного контура 1402 и проводом 1442, который имеет электрическую связь с микроконтроллером 1408. Следует иметь в виду, что вместо реле 1440 может быть использовано любое подходящее устройство коммутации, например, такое как полевой транзистор (ПТ).Датчик 1412 оперативно взаимодействует с ответчиком 1400 и, в соответствии с одним примерным вариантом, выполнен в виде единого целого с ним. Однако следует четко понимать, что описанные здесь датчики, в том числе (но без ограничения) датчики 1318, 1320', 1330 и 1412 любого подходящего вида, могут быть сконструированы, конфигурированы или установлены любым подходящим образом на взаимодействующем ответчике или как отдельный компонент, установленный или закрепленный иным образом поблизости от него, что не выходит за рамки предлагаемой новой концепции и соответствует ее принципам. Датчик 1412 получает электрическую энергию от силовой цепи 1404 и соединен с ней при помощи проводов 1444 и 1446. В варианте, показанном на фиг.18, провод 1444 соединен с проводом 1420 силовой цепи 1404, а провод 1446 соединен с проводом 1422. Датчик 1412 выполнен с возможностью подачи соответствующего сигнала в микропроцессор 1408 по проводу 1448. Следует иметь в виду, что датчик 1412 показан на фиг.18 как относительно простой датчик, имеющий два провода питания датчика и один провод для выдачи сигнала датчика. Однако следует иметь в виду, что может быть использован датчик любого подходящего вида, типа или конфигурации, что не выходит за рамки предлагаемой новой концепции и соответствует ее принципам, причем при необходимости может быть использовано большее или меньшее число проводов и/или других соединений.Один примерный вариант способа 1500 функционирования системы определения ориентации и обмена информацией в соответствии с предлагаемой новой концепцией, например, такой как система 1300, показан на фиг.19 и содержит операцию 1502 использования приемопередатчика, который позволяет передавать по радио электромагнитную несущую, ответчика, который позволяет принимать и модулировать электромагнитную несущую, и датчика, который имеет связь с ответчиком. В соответствии с примерным вариантом, такие компоненты содержат, например, приемопередатчик 1302, ответчик 1304 и датчик 1318. Другая операция 1504 предусматривает передачу по радио электромагнитной несущей, например, при помощи антенны 1308 приемопередатчика 1302 в направлении антенны 1322 ответчика 1304. Еще одна операция 1506 предусматривает прием электромагнитной несущей при помощи антенны ответчика, например, при помощи антенны 1322 ответчика 1304. Возможная операция 1508 предусматривает накопление электрической энергии, генерируемой на антенне ответчика. Такая операция может быть осуществлена при помощи силовой цепи, например, такой как силовая цепь 1324. Операция 1508 является однако факультативной, так как имеется возможность использования других источников электрический энергии, таких как батареи или другие источники питания, чтобы подавать электрическую энергию на компоненты ответчика и/или датчика.Способ 1500 также содержит операцию 1510 масштабирования (уменьшения) электрического сигнала от антенны ответчика до величины, подходящей для использования в процессоре или микроконтроллере. В соответствии с примерным вариантом, такая операция может быть осуществлена при помощи формирователя 1328. Возможная операция 1512 предусматривает определение расстояния на основании масштабированного электрического сигнала. Другая возможная операция 1514 предусматривает получение данных от датчика, соответствующих входному воздействию на датчик. В одном примерном варианте способа 1500 используют обе операции 1512 и 1514. Однако следует иметь в виду, что в других вариантах может быть использована только одна из этих операций. Дальнейшая операция 1516 предусматривает генерирование данных, соответствующих по меньшей мере расстоянию или данным от датчика. Возможная операция 1518 предусматривает кодирование полученных данных. Еще одна операция 1520 предусматривает избирательное шунтирование антенны ответчика, чтобы модулировать антенну приемопередатчика и передавать данные. В соответствии с примерным вариантом, каждая из операций 1514 и 1516, если осуществляют одну из них или обе, может быть осуществлена при помощи микроконтроллера, например, такого как микроконтроллер 1326, в сочетании с формирователем 1328 и любыми датчиками (например, датчиками 1318 и 1330). В таком примерном варианте операция 1518 может быть осуществлена при помощи микроконтроллера, а операция 1520 может быть осуществлена при помощи микроконтроллера в сочетании с шунтирующей цепью, например, такой как шунтирующая цепь 1332. Другая операция 1522 предусматривает обнаружение модуляции вдоль или поперек антенны приемопередатчика. Еще одна операция 1524 предусматривает выдачу данных, соответствующих обнаруженной модуляции. В соответствии с примерным вариантом, операции 1522 и 1524 могут быть осуществлены при помощи детектора модуляции, например, такого как детектор 1310 модуляции. Дальнейшая возможная операция 1526 предусматривает декодирование данных, в случае использования возможной операции 1518 кодирования. Еще одна операция 1528 предусматривает выдачу данных или других цифровых сигналов, которые несут информацию о расстоянии и/или содержат данные с датчика. В соответствии с примерным вариантом, операции 1526 и 1528 могут быть осуществлены при помощи микроконтроллера, например, такого как микроконтроллер 1312.На фиг.20 показан другой примерный вариант способа 1600 функционирования в соответствии с предлагаемой новой концепцией. Способ 1600 является аналогичным способу 1500, подробно описанному здесь выше со ссылкой на фиг.19, и содержит некоторые операции, которые главным образом идентичны операциям способа 1500. Однако другие операции способа 1600 отличаются от операций способа 1500 и обсуждаются далее более подробно. Способ 1600 содержит операцию 1602 использования приемопередатчика, ответчика и датчика, например, таких как приемопередатчик 1302, ответчик 1304 и датчик 1318. Другая операция 1604 предусматривает передачу по радио электромагнитной несущей, например, от антенны приемопередатчика в направлении антенны ответчика. Еще одна операция 1606 предусматривает прием электромагнитной несущей при помощи антенны ответчика. Возможная операция 1608 предусматривает накопление электрической энергии, генерированной вдоль и/или поперек антенны ответчика. Дальнейшая операция 1610 предусматривает масштабирование электрического сигнала от антенны ответчика до амплитуды, подходящей для использования в процессоре или микроконтроллере.Способ 1600 отличается от способа 1500 тем, что каждый повтор операций способа может избирательно содержать одну или обе операции определения расстояния и получения данных при помощи датчика. Операции 1512 и 1514 способа 1500, которые хотя и показаны как возможные, в соответствии с первым примерным вариантом могут повторяться всякий раз в операциях способа, показанных на фиг.19. Способ 1600 в операции 1612 принятия решения содержит запрос относительно необходимости определения расстояния. В случае положительного (ДА) ответа, осуществляют операцию 1614 определения расстояния. В случае отрицательного (НЕТ) ответа, способ 1600 переходит к операции 1616, которая содержит запрос относительно необходимости получения данных с датчика. В случае положительного (ДА) ответа, осуществляют операцию 1618 получения данных с датчика. Следует иметь в виду, что каждая или обе операции 1616 и 1618 могут быть повторены необходимое число раз, особенно когда имеется множество датчиков. Кроме того, следует иметь в виду, что принятие решения в операциях 1612 и 1616 может быть основано на любых подходящих критериях принятия решения, например, на таких как логические функции и/или временные функции. В соответствии с примерным вариантом, операции 1612 и 1616 принятия решения проводят в течение заданных интервалов или с заданными частотами. Однако следует иметь в виду, что дополнительно или альтернативно могут быть использованы любые другие подходящие критерии.После осуществления операции 1618 или получения отрицательного ответа в операции 1616 осуществляют другую операцию 1620, которая предусматривает выработку данных, соответствующих одному или нескольким значениям операций 1614 и 1618. Возможная операция 1622 предусматривает кодирование данных, полученных в операции 1620. Дополнительная операция 1624 предусматривает избирательное шунтирование антенны ответчика, чтобы модулировать антенну приемопередатчика для передачи данных.Другая операция 1626 предусматривает обнаружение модуляции антенны приемопередатчика. Еще одна операция 1628 предусматривает выдачу данных, соответствующих обнаруженной модуляции. Дополнительная возможная операция 1630 предусматривает декодирование данных, если применяли возможную операцию 1622 кодирования. Еще одна операция 1632 предусматривает выдачу данных или других цифровых сигналов, которые несут информацию относительно определенного расстояния или полученных данных с датчика.Предусмотрена система связи в соответствии с предлагаемой новой концепцией, которая адаптирована к системе подвески транспортного средства, имеющей первый компонент транспортного средства и второй компонент транспортного средства и претерпевающей входное воздействие на подвеску, причем указанная система связи содержит: приемопередатчик, закрепленный на указанном первом компоненте транспортного средства, способный передавать по радио электромагнитное колебание, ответчик, закрепленный на указанном втором компоненте транспортного средства на расстоянии от указанного приемопередатчика и имеющий связь с ним, и датчик, закрепленный на указанном втором компоненте транспортного средства и способный воспринимать указанное входное воздействие от подвески, причем указанный датчик имеет связь с указанным ответчиком и может вырабатывать выходной сигнал датчика, соответствующий указанному входному воздействию (сигналу), при этом указанный ответчик может принимать указанный выходной сигнал от указанного датчика и создавать модуляцию указанного электромагнитного колебания в зависимости от указанного сигнала.Предлагается также система связи в соответствии с предыдущим параграфом, в которой указанный ответчик может создавать указанную модуляцию указанного электромагнитного колебания в зависимости от указанного расстояния указанного ответчика от указанного приемопередатчика, в дополнение к указанному выходному сигналу датчика.Предлагается также система связи в соответствии с любым из двух предыдущих параграфов, в которой указанный ответчик содержит антенну, получающую указанное электромагнитное колебание, и силовую цепь, которая имеет связь с указанной антенной и может передавать электрическую энергию, причем указанный датчик имеет связь с указанной силовой цепью для получения от нее электрической энергии.Предлагается также система связи в соответствии с предыдущим параграфом, в которой указанный приемопередатчик содержит антенну, чтобы передавать по радио указанное электромагнитное колебание, причем указанный приемопередатчик и указанный ответчик имеют магнитную индуктивную связь через указанные антенны.Предлагается также система связи в соответствии с любым из двух предыдущих параграфов, в которой указанный ответчик содержит процессор, который имеет связь с указанным датчиком, причем указанный процессор принимает указанный выходной сигнал от указанного датчика.Предлагается также система связи в соответствии с предыдущим параграфом, в которой указанный процессор имеет связь с указанной силовой цепью, чтобы получать электрическую энергию от нее.Предлагается также система связи в соответствии с любым из двух предыдущих параграфов, в которой указанный ответчик содержит шунтирующую цепь, которая имеет связь с указанным процессором и указанной антенной, причем указанная шунтирующая цепь может модулировать указанное электромагнитное колебание, при этом указанный процессор избирательно подает питание на указанную шунтирующую цепь, чтобы создавать указанную модуляцию указанного электромагнитного колебания.Предлагается также система связи в соответствии с предыдущим параграфом, в которой указанный приемопередатчик содержит антенну и детектор модуляции, который имеет связь с указанной антенной, причем указанная антенна указанного приемопередатчика принимает указанное модулированное электромагнитное колебание, а указанный детектор модуляции может вырабатывать выходной сигнал, соответствующий указанной модуляции.Предлагается также система связи в соответствии с предыдущим параграфом, в которой указанный приемопередатчик содержит процессор, который имеет связь с указанным детектором модуляции и может получать указанный выходной сигнал детектора.Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения и существенное внимание было обращено на структуры и структурные связи между компонентами описанных вариантов, следует иметь в виду, что возможны и другие варианты настоящего изобретения, причем совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки формулы изобретения. Формула изобретения 1. Узел пневматической рессоры, который содержит первый концевой элемент, второй концевой элемент, расположенный с промежутком от первого концевого элемента и испытывающий внешнее входное воздействие, гибкую стенку, закрепленную между первым и вторым концевыми элементами, приемопередатчик, закрепленный на первом концевом элементе и способный передавать по радио электромагнитное колебание, ответчик, закрепленный на втором концевом элементе и способный принимать указанное электромагнитное колебание, и датчик, закрепленный на втором концевом элементе и имеющий связь с ответчиком, причем датчик измеряет внешнее входное воздействие на второй концевой элемент и вырабатывает соответствующий выходной сигнал, причем ответчик способен определять расстояние между первым и вторым концевыми элементами на основании, по меньшей мере, частично, электромагнитного колебания, полученного им, получать выходной сигнал датчика и создавать модуляцию электромагнитного колебания в зависимости от сигнала расстояния и выходного сигнала датчика.2. Узел пневматической рессоры по п.1, в котором датчик выбран из группы, в которую входят акселерометр, реле давления и термопара.3. Узел пневматической рессоры по п.1, который дополнительно содержит второй датчик, закрепленный на первом концевом элементе или на втором концевом элементе.4. Узел пневматической рессоры по п.1, в котором ответчик содержит антенну для приема указанного электромагнитного колебания, силовую цепь, которая имеет связь с антенной и может подводить электрическую энергию, процессор, который имеет связь с силовой цепью, и шунтирующую цепь, которая имеет связь с антенной и с процессором, причем шунтирующая цепь избирательно получает питание от процессора, чтобы модулировать указанное электромагнитное колебание.5. Узел пневматической рессоры по п.4, в котором приемопередатчик взаимодействует с цепью электропитания для подачи питания на приемопередатчик, причем приемопередатчик содержит генератор несущей, антенну, которая имеет связь с генератором несущей и может передавать по радио электромагнитное колебание на основании сигнала несущей, и детектор модуляции, который имеет связь с антенной для обнаружения модуляции электромагнитного колебания и может создавать модуляцию выходного сигнала на основании указанной модуляции.6. Узел пневматической рессоры по п.1, в котором процессор способен конвертировать сигнал расстояния и выходной сигнал датчика в соответствующие данные расстояния и данные датчика и способен вырабатывать информационное сообщение для связи с приемопередатчиком, которое содержит данные расстояния и данные датчика.7. Способ определения параметра элемента подвески транспортного средства, который включает в себяa) использование приемопередатчика, способного передавать по радио электромагнитное колебание,b) использование ответчика, закрепленного на элементе подвески транспортного средства и расположенного на некотором расстоянии от указанного приемопередатчика,c) использование датчика, закрепленного на элементе подвески транспортного средства, поблизости от указанного ответчика, причем датчик вырабатывает выходной сигнал, соответствующий параметру элемента подвески транспортного средства,d) подачу питания на приемопередатчик и передачу по радио электромагнитного колебания,e) получение указанного электромагнитного колебания и тем самым подачу питания на ответчик,f) получение сигнала расстояния в зависимости от расстояния между приемопередатчиком и ответчиком, причем сигнал расстояния основан, по меньшей мере, частично, на электромагнитном колебании, полученном ответчиком,g) выработку выходного сигнала датчика,h) создание модуляции указанного электромагнитного колебания в зависимости от сигнала расстояния и выходного сигнала датчика с помощью ответчика, иi) определение численного значения расстояния и значения параметра элемента подвески транспортного средства на основании указанной модуляции с помощью приемопередатчика.8. Способ по п.7, который дополнительно предусматривает преобразование выходного сигнала датчика и сигнала расстояния в соответствующие данные датчика и данные расстояния, и выработку сообщения, которое содержит данные датчика и данные расстояния.9. Способ по п.8, который дополнительно предусматривает передачу сообщения на приемопередатчик за счет создания избирательной модуляции указанного электромагнитного колебания, причем приемопередатчик обнаруживает указанную избирательную модуляцию и определяет указанное сообщение.10. Способ по п.7, в котором получение сигнала расстояния на этапе f) включает выработку электрического сигнала, имеющего связь с электромагнитным колебанием, полученным ответчиком, и преобразование электрического сигнала в сигнал расстояния.

RU
(11)
2382495
(13)
C1

(51)  МПК H04B1/10   (2006.01)
(12)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2010 – нет данных

(21), (22) Заявка: 2009105585/09, 17.02.2009 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 17.02.2009 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: RU 2110150 C1, 27.04.1998. SU 1506556 A1, 07.09.1989. SU 1774505 A1, 07.11.1992. RU 2132592 С1, 27.06.1999. RU 2179785 C2, 20.02.2002. US 4287475 A, 01.09.1981. EP 0862280 A2, 02.09.1998. US 2005/047486 A1, 03.03.2005. Адрес для переписки: 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 3,

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ

, Бюро изобретательства
(72) Автор(ы): Дворников Сергей Викторович (RU),Кудрявцев Александр Михайлович (RU),Ракицкий Дмитрий Станиславович (RU),Ровчак Александр Юрьевич (RU),Супян Арсений Юрьевич (RU),Устинов Андрей Александрович (RU) (73) Патентообладатель(и): Министерство Обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия связи имени С.М. Буденного (RU)

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ УЗКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ

(57) Реферат: Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам обнаружения узкополосных радиосигналов в условиях априорной неопределенности, и может быть использовано на линиях радиосвязи, работающих в условиях воздействия аддитивных шумов. Техничесий результат – расширение области применения для произвольного класса узкополосных радиосигналов в аддитивных шумах без предварительных знаний их характеристик и параметров шума. Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов заключается в следующей последовательности действий. Принимают аналоговый сигнал и оцифровывают его, затем рассчитывают уровень мощности шума и вычисляют отношение спектральных компонент, соответственно превысивших и не превысивших его, которое сравнивают с предварительно рассчитанным пороговым значением. 1 з.п. ф-лы, 10 ил. Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам обнаружения узкополосных радиосигналов в условиях априорной неопределенности, и может быть использовано на линиях радиосвязи, работающих в условиях воздействия аддитивных шумов.Известен способ обнаружения, реализованный в обнаружителях, описанных в книге Левина Б.Р. Теоретические основы статистической электротехники М.: Сов. радио, 1968, с.345-346, рис.26. Он основан на нелинейной обработке входной реализации z(t) и заключается в следующем. Входная реализация раскладывается на квадратурные составляющие, которые затем пропускаются через две группы фильтров, согласованных с составляющими сигнала. Затем формируются суммы и разности входных значений в каждой группе фильтров, которые поступают двухполупериодные квадратичные детекторы. После этого продетектированные величины суммируются и поступают на безынерционный пороговый элемент. Решение об обнаружении принимается в случае превышения суммы продетектированных величин порогового значения. Недостатком этого способа является то, что он позволяет обнаружить сигнал лишь с известными параметрами.Известен также способ, реализованный в обнаружителе, описанном в книге Информационные технологии в радиотехнических системах: И741 Учебное пособие / В.А.Васин, И.Б.Власов, Ю.М.Егоров и др.; Под ред И.Б.Федорова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003, с.137, рис.3.5. Согласно данному способу входная реализация z(t) дискретизируется и подается на первый вход коррелятора, на второй вход которого подается полезный сигнал s(t). Результат корреляции суммируется на интеграторе и поступает на пороговое устройство, где сравнивается с установленным значением.Недостатком этого способа является то, что он позволяет обнаруживать только сигнал, параметры которого априори известны.Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному является способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов, реализованном в обнаружителе сигналов по патенту RU 2110150 С1, 6 H04B 1/10, G01S 7/292 от 23.01.97 г.В ближайшем аналоге принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi, для чего формируют цифрованный сигнал zi-1, сдвинутый относительно zi на один такт, поcле этого вычисляют коэффициент корреляции К, по формуле,где N – количество дискретных отчетов оцифрованного сигнала zi, затем рассчитывают достаточную статистику по формуле , после этого сравнивают рассчитанные параметры оцифрованного сигнала S с порогом принятия решения Rпop, который вычисляют, используя дополнительную информацию о математическом ожидании обнаруживаемого сигнала Мс, дисперсии шума и величине порогового значения h по формуле и принимают решение о факте обнаружения сигнала, если Rпор<S.Недостатком способа-прототипа является узкая область применения, так как для его реализации необходимо предварительное знание параметров классов распознаваемых сигналов Мс и параметра шума .Целью заявленного технического решения является разработка способа, обеспечивающего расширение области применения для произвольного класса узкополосных радиосигналов в аддитивных шумах без предварительных знаний их характеристик и параметров шума.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе автоматического обнаружения узкополосных сигналов принимают входную реализацию в виде аналогового сигнала z(t). Затем его оцифровывают, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi, сравнивают их с предварительно заданным пороговым значением Rпор и принимают решение о факте обнаружения сигнала. Для расчета параметров оцифрованного сигнала z, формируют его спектральное представление Fj. Для этого над ним выполняют преобразование Фурье. После этого рассчитывают пороговый уровень шума U, путем вычисления удвоенного значения выборочного среднего компонент спектрального представления Fj и сравнивают с ним уровни каждой из спектральной компоненты последовательности Fj. По результатам сравнения формируют первую F1j и вторую F2j последовательности соответственно из спектральных компонент Fj, превысивших пороговый уровень шума U и не превысивших его. Затем раздельно суммируют спектральные компоненты, входящие в первую последовательность F1 и во вторую F2 и вычисляют отношения найденных сумм R=F1j/F2j, которые сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Rпор. Решение о факте обнаружения сигнала принимают при условии, что R>Rпор.Пороговое значение для узкополосных сигналов, обнаруживаемых в полосе от 4 до 10 кГц получено экспериментальным путем, и составляет Rпор=0,14.Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается возможность определения порогового уровня мощности шума в принятой реализации. Это позволяет на основе расчета спектральных компонент выделить показатели превышения этого порога, и на этом основании определить факт присутствия или отсутствия полезного сигнала на фоне шумов, без предварительных сведений о его структуре, что и указывает на расширение области применения заявленного способа.Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:фиг.1 – временная реализация аналогового сигнала длительностью 8 мс, содержащая только шум z(t)=(t);фиг.2 – временная реализация аналогового сигнала длительностью 8 мс, содержащая аддитивную смесь обнаруживаемого сигнала и шума z(t)=s(t)+(t);фиг.3 – дискретизированные по времени и квантованные по напряжению отсчеты принятого аналогового сигнала длительностью 8 мс (соответствует при интервале дискретизации 125 мкс-64 отсчетам);фиг.4 – спектр оцифрованного аналогового сигнала z(t)=(t) длительностью 64 мс с нанесенным пороговым уровнем шума;фиг.5 – спектр оцифрованного аналогового сигнала z(t)=s(t)+(t) длительностью 64 мс с нанесенным пороговым уровнем шума;фиг.6 – распределение спектральных компонент P(Fj) реализации, содержащей шум, с нанесенным значением порогового уровня шума;фиг.7 – спектральные компоненты оцифрованного аналогового сигнала длительностью 64 мс, превысившие пороговый уровень шума;фиг.8 – спектральные компоненты оцифрованного аналогового сигнала длительностью 64 мс, не превысившие пороговый уровень шума;фиг.9 – зависимость значения R=F1j/F2j и Rшум=F1/F2 от отношения мощности сигнала к мощности шума (ОСШ) для обоснования Rпор;фиг.10 – зависимость Р=Р0- – разности вероятности правильного обнаружения Р0 и ошибки первого рода от ОСШ.Существующая проблема автоматического обнаружения узкополосных сигналов заключается в том, что при отсутствии априорных знаний о характеристиках полезного обнаруживаемого сигнала s(t) или параметров шума (t), не представляется возможным определить значение уровня порога Rпор, сравнение с которым характеристик принятой реализации в виде аналогового сигнала z(t), позволило бы однозначно принять решение о том, содержит ли входная реализация аддитивную смесь полезного сигнала и шума z(t)=s(t)+(t), или же в ней содержится только шум z(t)=(t).Реализация заявленного способа объясняется следующим образом.Принимают реализацию в виде аналогового сигнала z(t), например с тракта промежуточной или низкой частоты радиоприемного устройства.Принимаемая реализация будет содержать или только шум (t)-z(t)=(t) (фиг.1), или аддитивную смесь обнаруживаемого полезного сигнала s(t)n шума (t)-z(t)=s(t)+(t) (фиг.2). По виду принятого аналогового сигнала z(t) невозможно определить, содержится ли в нем полезный сигнал s(t). Поэтому целесообразно перейти к спектральному представлению аналогового сигнала z(t), которое характеризуется спектральной плотностью распределения мощности.Известно, что спектральная плотность мощности шума равномерно распределена по всем частотным позициям. Следовательно, и у реализации сигнала z(t)=(t) спектральная плотность мощности также будет равномерно распределена по всем частотным позициям (фиг.4). В то время как у реализации сигнала z(t)=s(t)+(t) спектральная плотность мощности будет иметь большие значения на тех частотах, в пределах которых присутствует энергия сигнала s(t) (фиг.5). В результате возникает возможность по спектральному представлению аналогового сигнала z(t) с большей степенью вероятности принять правильное решение о содержании в нем полезного сигнала s(t). Для перехода к спектральному представлению аналогового сигнала z(t) необходимо его оцифровать и вычислить преобразование Фурье.Процедура оцифровывания аналогового сигнала z(t) предусматривает его дискретизацию, квантование (фиг.3) и кодирование. Процедуры оцифровывания аналоговых сигналов (дискретизация, квантования и кодирование) известны и описаны, например [В.Григорьев. Передача сигналов в зарубежных информационно-технических системах. - СПб.: ВАС, 1998, стр.83-85].После этого из отсчетов оцифрованного сигнала z, формируют его спектральное представление Fj путем выполнения преобразования Фурье. Процедура выполнения преобразования Фурье известна и представлена, например, в [Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Пер. с англ. - М.: Наука, 1974, стр.148-161].Для выделения спектральных компонент, принадлежащих полезному сигналу, рассчитывают пороговый уровень мощности шума U. Целесообразно значение U выбрать таковым, чтобы его могли превысить только спектральные компоненты, принадлежащие полезному сигналу s(t). Проведенные эксперименты показали, что выбор порогового уровня U, равным удвоенному значения выборочного среднего компонент спектрального представления Fj, обеспечивает вероятность превышения его спектральными компонентами реализации, содержащей только шум z(t)=(t), не превышает P(Fj>U)=0,0002 (фиг.6), поэтому в качестве порогового значения шума определим U=2·F – удвоенное значение средней мощности спектрального распределения Fj.Операция расчета средней мощности аналогична вычислению выборочного среднегогде N – количество компонент в преобразовании Фурье [Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Пер. с англ. - М: Наука, 1974, стр.610].Так как рассчитанный пороговый уровень мощности шума U, в общем случае, могут превышать и спектральные компоненты шума, то для повышения достоверности принятия решения по обнаружению полезного сигнала s(t) необходимо определить критерий, указывающий о наличии полезного сигнала s(t) во входной реализации z(t)=s(t)+(t). Учитывая, что суммарная мощность спектральных компонент, превысивших порог U=2·F, для реализации, содержащей только шум z(t)=(t), будет меньше, чем для реализации, содержащей аддитивную смесь полезного сигнала и шума z{t)=s{t)+(t), то в качестве критерия выбирают отношение суммарной мощности спектральных компонент Fj, не превысивших пороговый уровень мощности шума U, к суммарной мощности спектральных компонент Fj, не превысивших его, т.е. R=F1/F2.С этой целью формируют первую F1j (фиг.7) и вторую F2j (фиг.8) последовательности из спектральных компонент Fj. Для этого каждую спектральную компоненту Fj сравнивают с пороговым уровнем шума U. Процедуры сравнения могут быть реализованы, например, на основе пороговых устройств, вариант реализации которого рассмотрен в [В.Тихонов, Н.Кульман. Нелинейная фильтрация и квазикогентный прием сигналов. - М.: Сов. радио, 1975. стр.696]. После чего рассчитывают их мощность путем раздельного суммирования спектральных компонент первой последовательностии второй последовательностейгде N1- количество спектральных компонент, превысивших пороговый уровень шума; N2 – количество спектральных компонент, не превысивших пороговый уровень шума. Операции суммирования, вычисления отношения и сравнения известны и могут быть реализованы, например как изложено в описании ближайшего аналога [Патент РФ 2110150] на стр.15-16, формула 3 и 4.По результатам сравнения значений R=F1/F2 с предварительно заданным пороговым значением Rпор принимают решение о наличии или отсутствии полезного сигнала.Пороговое значение Rпор установлено на основе проведенного эксперимента по расчету R=F1/F2 для различных значений отношения сигнал шум (ОСШ). С этой целью вычисление R=F1/F2 проводилось более 200 раз, в соответствии с требованиями вычисления статистических оценок [Математический энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1988, 847 с; Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике. Пер. с англ. - М.: Наука, 1977, стр.638-643].Затем 200 раз для различных реализаций z{t)=(t), содержащих только шум, также рассчитывалось отношение Rшум=F1/F2 (фиг.4). Искомое пороговое значение Rпор, выбиралось как пересечение R=F1/F2 и Rшум=F1/ZF2. По результатам эксперимента получено значение Rпор в интервале Rпор=0,130,15 (фиг.9).Указанный интервал обусловлен тем, что обнаруженный полезный сигнал может иметь различную спектральную структуру.Эффективность способа обнаружения полезного сигнала s(t) в реализации z(t)=s(t)+(t) оценивалась по величине Р=Р0- – разности вероятности правильного обнаружения Р0 и ошибки первого рода в зависимости от ОСШ (фиг.10). Данный показатель представлен в [Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Пер. с англ. - М.: Наука, 1974, стр.631] ошибка первого рода определена как вероятность ошибочного принятия решения об обнаружении сигнала, при его отсутствии в обрабатываемой реализации.Таким образом, благодаря возможности объективного различия сигнала на фоне шумов с использованием их спектральных представлений обеспечивается обнаружение различных полезных сигналов без предварительных знаний о их структуре, что обуславливает расширение области применения заявленного способа для широкого класса сигналов, т.е. реализуется возможность достижения указанного технического результата. Формула изобретения 1. Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов, заключающийся в том, что принимают аналоговый сигнал z(t), оцифровывают его, для чего последовательно выполняют операции дискретизации, квантования и кодирования, затем рассчитывают параметры оцифрованного сигнала zi, сравнивают полученные параметры с предварительно заданным пороговым значением, и по результатам сравнения принимают решение о факте обнаружения сигнала, отличающийся тем, что для расчета параметров оцифрованного сигнала zi формируют его спектральное представление Fj, путем выполнения над ним преобразования Фурье, рассчитывают пороговый уровень шума U, путем вычисления удвоенного значения выборочного среднего компонента спектрального представления Fj, сравнивают уровни каждой из спектральных компонент из последовательности спектрального представления Fj с вычисленным пороговым уровнем шума U, и формируют первую F1j и вторую F2j последовательности соответственно из спектральных компонент Fj, превысивших пороговый уровень шума U и не превысивших его, затем раздельно суммируют компоненты, входящие в первую F1 и вторую F2 последовательности, после чего вычисляют соотношение R, как отношение найденных сумм R=F1/F2 и сравнивают с предварительно заданным пороговым значением Rпор, а решение о факте обнаружения сигнала принимают при условии, что R>Rпор.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пороговое значение Rпор выбирается в интервале Rпор=0,13-0,15.

RU
(11)
2382494
(13)
C1

(51)  МПК H04B1/10   (2006.01)
(12)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2010 – нет данных

(21), (22) Заявка: 2009105317/09, 16.02.2009 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 16.02.2009 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: RU 2335084 С2, 27.09.2008. RU 2097921 C1, 27.11.1997. RU 2271066 С2, 27.02.2006. DE 2646104 A1, 20.04.1978. Адрес для переписки: 394018, г.Воронеж, ул. Плехановская, 14, ОАО "Концерн "Созвездие"
(72) Автор(ы): Косарев Виктор Николаевич (RU),Парфенов Владимир Иванович (RU),Ужахова Тамара Султановна (RU),Тютюнник Эльвира Александровна (RU) (73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

УСТРОЙСТВО С АДАПТИВНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ ПОМЕХ

(57) Реферат: Использование: в области радиотехники. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости приема. Устройство содержит последовательно соединенные схему накопления (3), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (4), программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) (5) и электронный ключ (7), причем выход схемы накопления (3) соединен с информационным входом электронного ключа (7), выход которого является выходом всего устройства, а также цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) (6), вход которого подключен ко второму выходу ПЛИС, а выход – к информационному входу схемы «запрет» (2), компаратор (1) и вычитающий блок (8), причем информационный вход компаратора (1) и первый вход вычитающего блока (8) объединены и являются входом устройства, при этом управляющий вход компаратора (1) соединен с выходом ЦАП (6), а выход компаратора (1) соединен с запрещающим входом схемы «запрет» (2), выход которой соединен со вторым входом вычитающего блока (8), выход которого соединен с входом схемы накопления (3). 4 ил. Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах радиосвязи и передачи информации.Известны устройства подавления помех, описанные в книге Тузова Г.И., Сивова В.А., Прыткова В.И. и др. «Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами» под ред. Тузова Г.И., изд. «Радио и связь», 1985, с.177 – 184 [1], а также в патентах РФ 2034403, Н04В 1/10, 2204203, Н04В 1/10, недостатками которых являются невысокая степень подавления помех, а также наличие схемы амплитудной селекции, такой как ограничитель снизу. Известно, что подобные схемы эффективны только тогда, когда амплитуда полезного сигнала существенно превышает амплитуду помехи [2].Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является радиостанция с адаптивной компенсацией помех, описанная в патенте РФ 2335084, Р04В 1/10, принятая за прототип.Структурная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:2 – схема «запрет»;3 – схема накопления;4 – аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);5 – программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС);6 – цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);7 – электронный ключ;9 – ограничитель снизу.Устройство-прототип содержит последовательно соединенные ограничитель снизу 9, схему «запрет» 2, схему накопления 3, АЦП 4, ПЛИС 5 и электронный ключ 7, выход которого является выходом устройства, а также ЦАП 6, вход которого подключен ко второму выходу ПЛИС 5, а выход – к управляющему входу ограничителя снизу 9, информационный вход которого соединен с информационным входом схемы «запрет» 2 и является входом устройства. При этом выход схемы накопления 3 соединен с аналоговым входом электронного ключа 7.Устройство-прототип работает следующим образом.Через ограничитель снизу 9 проходят только те импульсы, амплитуда которых превышает пороговый уровень. При этом входной сигнал не проходит через схему «запрет» 2.На управляющем входе ограничителя снизу 9 формируется пороговое напряжение, значение которого оптимально, т.е. на выходе схемы «запрет» 2 обеспечивается отношение амплитуды сигнала к амплитуде помехи, близкое к единице, а на выходе схемы накопления 3 отношение амплитуды сигнала к амплитуде помехи увеличивается в N раз (N – коэффициент, характеризующий эффективность схемы накопления 3). Реализация схемы накопления 3 зависит от типа входного сигнала.Рассмотрим пример работы устройства-прототипа при реализации в качестве оптимизационного метода – метод деления пополам. Радиостанция, передающая информацию, в начале каждого цикла передачи передает служебную информацию – кодовый сигнал, состоящий из нескольких одинаковых кодовых групп, объемом до 10 бит.На первом шаге в радиостанции, принимающей информацию, на управляющий вход ограничителя снизу 9 с ЦАП 6 поступает напряжение, значение которого максимально.В этом случае на вход схемы накопления 3 с выхода схемы «запрет» 2 поступает принятая смесь сигнала и помехи без изменения. Первая группа кодового сигнала с выхода АЦП 4 поступает в ПЛИС 5, где сравнивается с копией кодового сигнала. Если результат сравнения (коэффициент совпадения) превышает пороговое значение коэффициента совпадения, определяемое расчетным путем, то цифровое значение порогового напряжения, вырабатываемое в ПЛИС 5, не изменяется. В противном случае в ПЛИС 5 рассчитывается цифровое значение напряжения, равное среднему значению первого и второго промежуточных значений порогового напряжениягде UT – текущее значение порогового напряжения,Un1 – первое промежуточное значение порогового напряжения,Un2 – второе промежуточное значение порогового напряжения.На первом шаге первое промежуточное значение порогового напряжения принимается равным максимальному значению порогового напряжения, второе промежуточное значение порогового напряжения принимается равным минимальному значению порогового напряжения.Полученное значение напряжения фиксируется как текущее значение порогового напряжения.На последующих шагах расчет значений порогового напряжения осуществляется следующим образом.При обработке очередной группы кодового сигнала на вход схемы накопления 3 с выхода схемы «запрет» 2 поступает часть аддитивной смеси сигнала и помехи, не превысившей порог.Кодовый сигнал и помеха в цифровом виде с выхода АЦП 4 поступают в ПЛИС 5, где сравниваются с копией кодового сигнала. Если результат сравнения (коэффициент совпадения) превышает порог совпадения, то цифровое значение порогового напряжения, вырабатываемое в ПЛИС 5, не изменяется, процесс поиска оптимального значения порогового напряжения останавливается, на первом выходе ПЛИС 5 формируется единичное напряжение, открывающее электронный ключ 7.Если коэффициент совпадения не превысил порог совпадения, то процесс поиска оптимального значения порогового напряжения продолжается и заключается в следующем. Здесь возможны две ситуации.1. Если коэффициент совпадения превышает коэффициент совпадения, полученный на предыдущем шаге, то в качестве первого промежуточного значения запоминается текущее значение напряжения, полученное на предыдущем шаге:UT1=UT(n-1),где UT(n-1) – текущее значение напряжения, полученное на предыдущем шаге,n – номер текущего шага процесса.2. Если коэффициент совпадения не превышает коэффициент совпадения, полученный на предыдущем шаге, то в качестве второго промежуточного значения запоминается текущее значение напряжения, полученное на предыдущем шаге:UT2=UT(n-1)Текущее значение порогового напряжения рассчитывается по формуле (1).Процесс продолжается до тех пор, пока коэффициент совпадения не станет равным или не превысит пороговое значение коэффициента совпадения или пока не будут исчерпаны все кодовые группы служебного сообщения.После чего осуществляется прием информации, причем в приемном устройстве радиостанции, принимающей информацию, используется оптимальное значение порогового напряжения.Недостатками устройства-прототипа являются низкая степень подавления помех в условиях априорной неопределенности информации о мощности помехи и сигнала, а также потеря полезной информации о сигнале из-за ограничения полезного сигнала.Для устранения указанных недостатков в устройство с адаптивной компенсацией помех, содержащее последовательно соединенные схему накопления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) и электронный ключ, причем выход схемы накопления соединен с информационным входом электронного ключа, выход которого является выходом всего устройства, а также цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), вход которого подключен ко второму выходу ПЛИС, а выход – к информационному входу схемы «запрет», согласно изобретению введены компаратор и вычитающий блок, причем информационный вход компаратора и первый вход вычитающего блока объединены и являются входом устройства, при этом управляющий вход компаратора соединен с выходом ЦАП, а выход компаратора соединен с запрещающим входом схемы «запрет», выход которой соединен со вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен с входом схемы накопления.Структурная схема заявляемого устройства приведена на фиг.2, где обозначено:1 – компаратор;2 – схема «запрет»;3 – схема накопления;4 – аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);5 – программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС);6 – цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);7 – электронный ключ;8 – вычитающий блок.Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные компаратор 1 и схему «запрет» 2, выход которой соединен со вторым входом вычитающего блока 8, выход которого через последовательно соединенные схему накопления 3, АЦП 4 и ПЛИС 5 соединен с управляющим входом электронного ключа 7, выход которого является выходом устройства. Кроме того, второй выход ПЛИС 5 соединен с входом ЦАП 6, выход которого соединен с управляющим входом компаратора 1 и информационным входом схемы «запрет» 2. Информационный вход компаратора 1 и первый вход вычитающего блока 8 объединены и являются входом устройства, при этом выход схемы накопления 3 соединен с информационным входом электронного ключа 7.Предлагаемое устройство работает следующим образом.На управляющий вход компаратора 1 поступает пороговое напряжение и сравнивается с входным. В результате сравнения с выхода компаратора 1 импульсы напряжения поступают на запрещающий вход схемы «запрет» 2 в случае, если Uвх<A. На информационный вход схемы «запрет» 2 подается напряжение, которое является выходным ЦАП 6. Импульсное напряжение передается с информационного входа схемы «запрет» 2 только в том случае, если отсутствует напряжение на ее запрещающем входе. А это происходит только при Uвх>A. Следовательно, на выход схемы «запрет» 2 пройдут только те импульсные сигналы, для которых справедливо соотношениеUвх>AВ ПЛИС 5 цифровыми методами осуществляется вычисление порогового напряжения. Для этого могут быть использованы различные подходы, например, как и в устройстве-прототипе, с использованием метода деления пополам, или каким-либо аналогичным. В результате на выходе ПЛИС 5 формируется пороговое значение напряжения, которое и подается далее на ЦАП 6:A=Kmax|UC|,где А – пороговое напряжение;UC – напряжение полезного сигнала;К – коэффициент.В предлагаемом устройстве происходит ограничение амплитуды помех до уровня полезного сигнала. В результате на выходе вычитающего блока 8 имеем:где x(t) – аддитивная смесь помехи и полезного сигнала;А – пороговое напряжение;y(t) – выход с вычитающего устройства 8.Из формулы (2) следует, что при отсутствии помехи выходной сигнал совпадает с входным.Покажем, что количество информации, содержащееся в одном отсчете выходного сигнала заявляемого устройства, относительно полезного сигнала превышает аналогичное количество информации в устройстве-прототипе. В дальнейшем рассматривается количество информации, содержащееся всего в одном отсчете, а не во всем непрерывном сигнале, исключительно из-за сложности выкладок в последнем случае. Принципиальные выводы останутся неизменными и в этом более общем случае. Итак, рассматриваем отсчеты в те моменты времени, когда импульсная помеха присутствует. Очевидно, для тех моментов времени, когда помеха отсутствует, количество информации о полезном сигнале как для заявленного устройства, так и устройства-прототипа будут одинаковыми. Кроме того, для простоты вычислений будем полагать отсчеты полезного сигнала и помехи – независимыми нормальными центрированными случайными величинами с дисперсиями D1 и D2 соответственно. Тогда в соответствии с [3] количество информации, содержащееся в одном отсчете сигнала х относительно исходного сигнала s, будет определяться разностью энтропийгдедифференциальная энтропия сигнала х,условная дифференциальная энтропия (энтропия шума).Рассчитаем количество информации для заявляемого устройства J1(D1,D2) и для устройства-прототипа J2(D1,D2) по формулам (3)-(5). Предварительно вычислим плотности вероятностей сигналов на выходе предлагаемого устройства и обычного ограничителя. На фиг. 3а и фиг.3б изображены амплитудные характеристики (зависимости выходного сигнала от входного) для обычного ограничителя по уровню и для заявляемого устройства соответственно.Оба эти устройства можно рассматривать как нелинейные безынерционные элементы.При этом несложно показать, что, если р(х) – это плотность вероятности входного сигнала, то плотность вероятности сигнала на выходе ограничителя имеет вид:где – дельта-функция Дирака.Аналогично можно показать, что плотность вероятности сигнала на выходе заявленного устройства может быть представлена в видеЭти функции используются далее для расчета плотностей вероятностей W(x) и W(x|s).На фиг.4 изображена зависимость X(D1,D2)=J1(D1,D2)/(Dl,D2), представляющая собой отношение двух количеств информации и, следовательно, показывающая, во сколько раз количество информации, содержащееся в выходном сигнале (фиг.4) заявляемого устройства относительно полезного сигнала, больше, чем в выходном сигнале двустороннего ограничителя. На этом графике под номером 1 изображена зависимость X(D, D), под номером 2 – X(D,10) и под номером 3 – X(D/2,D). Из анализа этого графика следует, что количество информации, содержащееся в выходном сигнале заявляемого устройства, больше, чем на выходе двустороннего ограничителя (в прототипе), причем с ростом дисперсии входного сигнала разница между ними становится все больше.Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает уменьшение влияния помехи на радиоприемное устройство за счет уменьшения «помеховых выбросов» в реализации наблюдаемых данных без потери полезной информации.Источники информации1. Тузов Г.И., Сивов В.А., Прытков В.И. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами; под ред. Г.И.Тузова. М.: «Радио и связь», 1985.2. Максимов М.В., Бобнев М.П., Кривицкий Б.Х. и др. Защита от радиопомех. М.: «Сов. радио», 1976.3. Душин В.К. Теоретические основы информационных процессов и систем. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К0», 2003. Формула изобретения Устройство адаптивной компенсации помех, содержащее последовательно соединенные схему накопления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) и электронный ключ, причем выход схемы накопления соединен с информационным входом электронного ключа, выход которого является выходом всего устройства, а также цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), вход которого подключен ко второму выходу ПЛИС, а выход – к информационному входу схемы «запрет», отличающееся тем, что введены компаратор и вычитающий блок, причем информационный вход компаратора и первый вход вычитающего блока объединены и являются входом устройства, при этом управляющий вход компаратора соединен с выходом ЦАП, а выход компаратора соединен с запрещающим входом схемы «запрет», выход которой соединен со вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен с входом схемы накопления.

RU
(11)
2382493
(13)
C2

(51)  МПК H03M13/00   (2006.01)
(12)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2010 – нет данных

(21), (22) Заявка: 2007107795/09, 01.08.2005 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 01.08.2005 (30) Конвенционный приоритет: 02.08.2004 US 10/909б7563 (43) Дата публикации заявки: 10.09.2008 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: US 6539367 B1, 25.03.2003. RU 2007042 C1, 30.01.1994. RU 2190296 C2, 29.09.2002. US 6751770 B2, 15.06.2004. US 6167552 А, 26.12.2000. US 6671852 B2, 30.12.2003. (85) Дата перевода заявки PCT на национальную фазу: 02.03.2007 (86) Заявка PCT: US 2005/027526 20050801 (87) Публикация PCT: WO 2006/017555 20060216 Адрес для переписки: 129090, Москва, ул. Б.Спасская, 25, стр.3, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", пат.пов. Ю.Д.Кузнецову, рег. 595
(72) Автор(ы): РИЧАРДСОН Том (US),НОВИЧКОВ Владимир (US) (73) Патентообладатель(и):

КВЭЛКОММ ИНКОРПОРЕЙТЕД

(US)

ЭФФЕКТИВНЫЕ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПАМЯТИ СПОСОБЫ ДЕКОДИРОВАНИЯ КОДОВ С НИЗКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ КОНТРОЛЯ ПО ЧЕТНОСТИ

(LDPC)

И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТИХ СПОСОБОВ

(57) Реферат: Изобретение относится к передаче данных и может быть использовано в системах передачи данных, в которых используются коды с исправлением ошибок. Технический результат – повышение надежности передачи информации по каналу. Описаны способы и устройство для воплощения эффективных по использованию памяти декодеров кодов с LDPC. В соответствии с изобретением информацию сохраняют в уплотненном состоянии для операций обработки контрольных вершин. Состояние контрольной вершины полностью обновляют, а потом подвергают процессу извлечения для генерирования сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных. Знаки сообщений, принимаемых от вершин переменных, можно хранить с помощью блока обработки контрольных вершин согласно изобретению для использования при извлечении сообщений. Процессор контрольных вершин может обрабатывать сообщения в порядке вершин переменных, тем самым обеспечивая обработку сообщений процессором контрольных вершин и процессором вершин переменных в одном и том же порядке, уменьшая или исключая потребность в буферизации и/или переупорядочении сообщений, передаваемых между контрольными вершинами и вершинами переменных. 2 н. и 34 з.п. ф-лы, 8 ил. Почти во всех формах электронных систем связи и хранения данных используются коды с исправлением ошибок. Коды с исправлением ошибок компенсируют вносимую ненадежность передачи информации в этих системах путем внесения избыточности в поток данных. Математические основы исправления ошибок были заложены Шенноном. Шеннон разработал математическую идею канала, в соответствии с которой искажение сигналов в системах связи моделируется как стохастический процесс. Наиболее важным результатом Шеннона является теорема о канале с шумом, которая определяет для канала «пропускную способность» – качество, конкретно указывающее максимальную скорость, с которой можно надежно передавать информацию по каналу. Надежная передача на скоростях, приближающихся к пропускной способности, требует использования кодов с исправлением ошибок. Таким образом, коды с исправлением ошибок предназначены для достижения достаточной надежности при одновременном как можно большем приближении к пропускной способности. Сложность воплощения кода с исправлением ошибок является дополнительным фактором, который вступает в силу в практических приложениях кодов с исправлением ошибок. Последние достижения в системах кодирования с исправлением ошибок, являющиеся результатом изобретения турбо-кодов и последующего повторного открытия и разработки кодов с низкой плотностью контроля по четности (LDPC), позволяют предложить системы кодирования с гибкой сложностью, позволяющие довольно близко подойти к пропускной способности по Шеннону.Коды с МПКЧ хорошо отображаются двудольными графами, которые часто называют графами Таннера, такими, как граф 100, показанный на фиг.1. В графах Таннера одно множество вершин – вершины 102 «переменных» – соответствует битам кодового слова, а другое множество вершин – вершины 106 «ограничений», иногда называемые «контрольными» вершинами, – соответствуют множеству ограничений контроля по четности, которые и определяют код. Ребра 104 в графе связывают вершины переменных с вершинами ограничений. Вершина переменной и вершина ограничения называются соседями, если они соединены ребром в графе. Обычно предполагают, что две вершины соединены, по меньшей мере, одним ребром. Коды с МПКЧ можно эквивалентно представить, воспользовавшись матрицей 202 контроля по четности. На фиг.2 приведен пример представления матрицы контроля по четности, при этом вектор x, обозначенный позицией 206, является кодовым словом, если и только если Нх=0.С каждой вершиной переменной связан один бит кодового слова. В некоторых случаях некоторые из этих битов могут быть «выколоты». Выколотые биты могут быть желательными в некоторых структурах кодов, и они исключаются из передаваемого кодового слова.Последовательность битов, имеющая однозначное соответствие с последовательностью вершин переменных, является кодовым словом кода, если и только если для каждой вершины ограничения биты, соседствующие с этим ограничением (посредством своей связи с вершинами переменных) в сумме дают нуль по модулю два, т.е. имеется четное количество таких битов.Декодеры и алгоритмы декодирования, используемые для декодирования кодовых слов, состоящих из кодов с LDPC, работают, обмениваясь сообщениями в пределах графа по ребрам и обновляя эти сообщения путем проведения вычислений в вершинах на основе входящих сообщений. Такие алгоритмы далее будут обобщенно именоваться алгоритмами передачи сообщений. Каждая вершина переменной в графе изначально снабжена битом мягкого решения, который называется «принимаемым значением» и указывает оценку соответствующего значения бита, определяемую путем наблюдений, например, за каналом связи. В идеальном случае оценки для отдельных битов статистически независимы. На практике этот идеал может нарушаться, а зачастую и нарушается. Набор принимаемых значений составляет «принимаемое слово». В контексте этой заявки принимаемым словом можно обозначить сигнал, наблюдаемый, например, приемником в системе связи.Количество ребер, соединенных с вершиной, т.е. вершиной переменной или вершиной ограничения, называется «степенью» вершины. «Однородным» графом или кодом является тот, для которого все вершины переменных имеют одну и ту же степень, скажем, j, и все вершины ограничений имеют одну и ту же степень, скажем, k. В этом случае можно сказать, что код является (j, k)-однородным кодом. Это были коды, которые первым рассмотрел Галлагер (Gallager, 1961). В отличие от «однородного» кода неоднородный код имеет вершины ограничений и/или вершины переменных с разными степенями. Например, некоторые вершины переменных могут иметь степень 4, другие – степень 3, а еще одни – степень 2.Хотя представление и/или воплощение неоднородных кодов может оказаться сложнее, показано, что неоднородные коды с LDPC могут обеспечить превосходные рабочие параметры исправления и обнаружения ошибок по сравнению с однородными кодами с LDPC.Следует понять, что принимаемые слова, генерированные в соответствии с кодированием кодами с LDPC, можно обрабатывать, проводя на этих словах операцию декодирования кодов с LDPC, например операции исправления и обнаружения ошибок, для генерирования восстановленной версии исходного кодового слова. Восстановленное кодовое слово можно затем подвергнуть декодированию данных, чтобы восстановить исходные данные, которые были закодированы. Процесс декодирования данных может быть, например, простым выбором конкретного подмножества битов из восстановленного кодового слова.Как упоминалось выше, операции декодирования кодов с LDPC обычно предусматривают применение алгоритмов передачи сообщений. Существует много потенциально полезных алгоритмов передачи сообщений, так что использование таких алгоритмов не ограничивается декодированием кодов с LDPC.Чтобы облегчить понимание изобретения, рассматриваемого в нижеследующих разделах, приведем теперь краткое математическое описание доверительного распространения.Доверительное распространение для (двоичных) кодов с LDPC можно выразить следующим образом. Сообщения, передаваемые по ребрам графа, интерпретируются как логарифмические правдоподобия log(p0/p1), где рх обозначает вероятность того, что бит будет принимать значение x. Биты мягкого решения, предоставляемые декодеру приемником, также задаются в форме логарифмического правдоподобия. Таким образом, принимаемые значения, т.е. элементы принимаемого слова, представляют собой логарифмические правдоподобия соответствующих битов, обусловленные наблюдением битов, предоставляемых каналом связи. В общем случае сообщение m представляет логарифмическое правдоподобие m, а принимаемое значение y представляет логарифмическое правдоподобие y. Для проколотых битов принимаемое значение y логарифмического правдоподобия задают равным 0, указывая, что p0=p1=1/2.Рассмотрим правила передачи сообщений согласно доверительному распространению. Сообщения обозначаются символом mC2V, если это сообщения от контрольных вершин к вершинам переменных, и символом mV2C, если это сообщения от вершин переменных к контрольным вершинам. Рассмотрим вершину переменной с d ребрами. Пусть для каждого ребра j=1,,d символ mC2V(i) обозначает входящее сообщение на ребре i. При инициализации процесса декодирования зададим mC2V=0 для каждого ребра. В общем случае исходящие сообщения из узлов переменных задаются следующим образом:Исходящее кодированное значение мягкого решения из вершины (не сообщение на ребре), соответствующее этой операции, задается следующим образом: . Исходящее твердое решение, связанное с этим выводимым значением, получается из знака для xout.В контрольных вершинах зачастую удобнее представлять сообщения с использованием их «знаков» и модулей. Поэтому пусть для сообщения m выражение mp GF[2] обозначает «четность» сообщения, т.е. mp = 0, если m 0, и mp = 1, если m < 0. Кроме того, пусть выражение mp[0,] обозначает модуль сообщения m. Таким образом, имеем m = -1mpmr. В контрольной вершине обновления для сообщений mp и mr разделены. Для контрольной вершины степени d, имеем:где все сложение производится по GF[2], игде сложение является действительным, и определяем функцию F(x)=: ln cth(x/2). Отметим, что F представляет собой и собственное обратное значение, т.е. F-1(x)= F(x).Алгоритмом, часто упоминаемым в литературе по кодам с LDPC, является так называемый алгоритм минимальной суммы. Операцию обновления в контрольных вершинах в этом алгоритме можно математически выразить следующим образом:Таким образом, надежность сообщения C2V равна минимальной надежности сообщений V2C, входящих из других ребер. Чтобы воплотить этот алгоритм, достаточно сохранить в контрольной вершине наименьшую и вторую наименьшую надежность (они могут быть одним и тем же значением, если это значение возникает, по меньшей мере, для двух входящих сообщений), и наименование ребра, предоставляющего входящее сообщение наименьшей надежности. Надежность исходящего сообщения C2V на ребре, от которого исходит наименее надежное входящее сообщение, равна второй наименьшей надежности входящих сообщений, а надежность исходящего сообщения C2V на всех остальных ребрах равна наименьшей надежности.В патенте США 6633856 описана архитектура декодера кодов с LDPC. В этой архитектуре сообщения от контрольных вершин к вершинам переменных хранятся в памяти. Если, например, сообщение содержит 5 бит, а контрольная вершина имеет степень К, то емкость памяти, используемой для этих сообщений, составляет 5К бит.С точки зрения воплощения и затрат в общем случае желательно воплощать декодер кодов с LDPC так, чтобы он был относительно простым в проектировании и требовал относительно малого количества аппаратных средств. Основным компонентом во многих конструкциях декодеров является память. Было бы желательно, если бы объем памяти, необходимый для воплощения декодера, поддерживался бы малым или минимальным, чтобы таким образом снизить затраты на аппаратные средства.Хотя уменьшение памяти является важным моментом, при снижении объема памяти зачастую требуется избегать конструкции, которая могла бы вносить неприемлемые задержки при обработке, что приводило бы к невозможности соответствия одному или нескольким реально существующим временным ограничениям декодирования.Виду рассмотрения, проведенного выше, должно стать очевидным, что для воплощения декодеров кодов с LDPC и/или производства декодера кодов с LDPC, выполненного с возможностью проведения операций декодирования с относительно малым объемом памяти, были бы желательны эффективные по использованию памяти способы и устройства. Кроме того, желательны и были бы выгодны способы, позволяющие избежать внесения излишних задержек в процесс декодирования кодов с LDPC, предусматривающий воплощение эффективного по использованию памяти декодера.Раскрытие изобретенияНастоящее изобретение касается способов и устройств для проведения операций декодирования кодов с LDPC с эффективным использованием памяти. Различные признаки настоящего изобретения касаются способов обработки контрольных вершин и устройств для осуществления этих способов, которые воплощаются с эффективным использованием памяти, например с использованием методов уплотнения и/или разуплотнения информации одного или более сообщений. Дополнительные признаки настоящего изобретения касаются предотвращения и/или уменьшения задержек в эффективных по использованию памяти декодерах кодов с LDPC, т.е. в декодере того типа, который описывается в данной заявке, за счет использования кодов с LDPC, имеющих структуру кода, которая предотвращает внесение значительных задержек в процесс декодирования.Автор данной заявки понял, что вычисление контрольных вершин в декодерах кодов с LDPC обладает тем свойством, что надежности исходящих сообщений могут принимать только два значения, а одно из этих значений выдается только по одному ребру, и что это свойство можно использовать для эффективного хранения информации сообщений из контрольных вершин и для эффективного воплощения блока обработки контрольных вершин. Воспользовавшись этим свойством, можно не хранить полное сообщение во время обработки контрольных вершин, что позволяет уменьшить вместимость запоминающего устройства до объема, который потребуется для обработки и построения выводимых сообщений, когда обработка контрольных вершин, соответствующая некоторой вершине, завершена. Пользуясь уплотнением сообщений, требования к памяти для блока обработки контрольных вершин можно существенно снизить по сравнению с воплощениями, когда уплотнение сообщений в соответствии с изобретением не используется.Различные признаки настоящего изобретения касаются блоков обработки контрольных вершин. В этих блоках обработки информация, соответствующая сообщениям, связанным с каждой контрольной вершиной, хранится в уплотненном формате. Для этого используется память состояний контрольных вершин, включающая в себя, например, один элемент данных для каждой контрольной вершины. Информация о состоянии для контрольной вершины включает в себя информацию, создаваемую из вводимых сообщений для этой конкретной контрольной вершины, а не всего набора сообщений для этой контрольной вершины. Таким образом, информация о состоянии представляет собой уплотненную информацию набора сообщений. Уплотненная информация, соответствующая каждой контрольной вершине, обновляется при приеме каждого вводимого сообщения, например сообщения от вершины переменной к контрольной вершине. Прием вводимых сообщений возможен в любом порядке, например вводимые сообщения для каждой отдельной контрольной вершины не обязательно получать и обрабатывать последовательно. Таким образом, в соответствии с изобретением можно обработать вводимое сообщение, соответствующее одной контрольной вершине, затем – вводимое сообщение, соответствующее другой контрольной вершине, и не требуется сначала получить все вводимые сообщения для другой контрольной вершины. Это обеспечивает прием и обработку сообщений от вершин переменных к контрольным вершинам в порядке ребер вершин переменных, противоположном тому порядку, в котором ребра появляются на стороне контрольных вершин графа кода с LDPC. Таким образом, если предположить появление сообщений в элементе обработки вершин переменных в порядке вершин переменных, то отпадает необходимость переупорядочения генерированных сообщений перед обработкой в блоке обработки контрольных вершин согласно изобретению.После обработки полного набора сообщений от вершин переменных к контрольным вершинам, соответствующего отдельной контрольной вершине, осуществляется доступ к информации сообщений, соответствующей полному набору сообщений, связанному с контрольной вершиной, и обработка этой информации, например, ее подвергают процессам разуплотнения, также называемым в данной заявке процессами извлечения. Процесс извлечения обуславливает генерирование полного набора сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных, формируемых отдельной контрольной вершиной, например, так, как диктуется воплощаемой конкретной структурой кода и положением отдельной контрольной вершины в этой структуре кода.В некоторых вариантах осуществления хранимое состояние для каждой контрольной вершины включает в себя два значения, например первое и второе значения. Эти значения могут быть значениями модулей сообщений. Состояние также включает в себя информацию о положении ребер, связанную с одним из упомянутых значений. Эта информация представляет состояние, используемое для генерирования модульной части исходящего сообщения, формируемого конкретной контрольной вершиной. В дополнение к информации о модуле сообщения, которая представляет собой информацию о надежности, для каждой контрольной вершины хранится значение накопленного знакового бита. Этот накопленный знаковый бит генерируется посредством операции «исключающее ИЛИ» над знаковым битом каждого вводимого сообщения, поступающего в контрольную вершину, которая обрабатывается, с последним значением генерированного накопленного знакового бита, чтобы генерировать знаковый бит для каждого выводимого сообщения.В одном конкретном варианте осуществления дополнительную информацию о знаковом бите сохраняют для каждого вводимого сообщения, которое получают в соответствии с контрольной вершиной. В таком варианте осуществления вводимый знаковый бит сохраняется для каждого сообщения, принимаемого по ребру контрольной вершины. Поэтому в таком варианте осуществления помимо накопленного знакового бита для каждой контрольной вершины сохраняют вводимый знаковый бит для каждого ребра контрольной вершины, при этом каждое ребро соответствует отличающемуся вводимому сообщению.Хотя полный набор вводимых сообщений, соответствующий отдельной контрольной вершине, нужно обработать перед генерированием выводимых сообщений из этой конкретной отдельной контрольной вершины, за счет использования структуры кода, в которой контрольные вершины не получают вводимые сообщения из вершин переменных, которые будут обрабатываться гораздо позже в течение процесса декодирования, выводимые сообщения, по меньшей мере, для некоторых контрольных вершин можно генерировать без необходимости обработки сообщений из полного множества вершин переменных, представленных в воплощаемой структуре графа. Пользуясь кодом, который учитывает выгоды осуществления обработки контрольных вершин, присутствующих в одной части графа, таким образом, что они не зависят от сообщений из вершин переменных, которые будут обрабатываться гораздо позже, можно уменьшить и/или минимизировать временные задержки, связанные с генерированием выводимых сообщений контрольных вершин.Выводимые сообщения контрольных вершин для некоторой контрольной вершины можно генерировать сразу же после того, как обработан полный набор вводимых сообщений, например, по одному вводимому сообщению для каждого ребра контрольной вершины. Чтобы генерировать выводимое сообщение контрольной вершины, которое служит в качестве вводимого сообщения для вершины переменной, блок обработки контрольных вершин согласно настоящему изобретению считывает состояние контрольной вершины, связанное с контрольной вершиной, о выводимом сообщении которой идет речь. Исходя из хранимой информации о состоянии и модулях, например о первом и втором значениях модулей и идентификаторе ребра, блок обработки контрольных вершин обрабатывает состояние с тем, чтобы извлечь, например генерировать, завершенное выводимое сообщение для одного ребра, например сообщение, идущее от контрольной вершины к вершине переменной. Этот процесс будет повторяться для каждого ребра контрольной вершины до тех пор, пока не будет сгенерирован полный набор выводимых сообщений. Обработка информации о состоянии контрольной вершины, в сущности, представляет собой операцию разуплотнения.В некоторых вариантах осуществления используют алгоритм минимальной суммы для хранения информации о модуле (надежности) сообщения в уплотненном состоянии. В таких вариантах осуществления для каждой контрольной вершины сохраняют минимальное значение модуля сообщения, второе минимальное значение модуля сообщения и информацию, указывающую ребро, которому соответствует минимальное значение модуля сообщения. Эта информация является добавочной к информации накопленного знакового бита. Эта информация обновляется каждый раз при приеме вводимого сообщения, соответствующего конкретной контрольной вершине, которой соответствует информация, до тех пор, пока не будет обработано каждое из вводимых сообщений для конкретной контрольной вершины.Чтобы генерировать модульную часть исходящего сообщения, соответствующую ребру, это ребро сравнивают с хранимым идентификатором ребра, который указывает ребро, по которому получено минимальное значение сообщения. Если ребро, для которого генерируется исходящее сообщение, не соответствует хранимому идентификатору ребра, минимальное значение сообщения используют как модуль исходящего сообщения. Если хранимый идентификатор ребра соответствует ребру, для которого генерируется исходящее сообщение, то используют второе минимальное значение как модуль исходящего сообщения. Таким образом, модули исходящих сообщений, генерируемые контрольной вершиной, будут иметь либо минимальное значение, либо второе минимальное значение, при этом второе минимальное значение выдается по единственному ребру, которое обусловило подачу минимального значения модуля, принимаемого контрольной вершиной.С вычислительной точки зрения, это сводится к проведению операции мультиплексирования (выбора) между двумя возможными надежностями, А и В, где А и В – два возможных значения модулей исходящих сообщений, например минимальное или второе минимальное значения модулей принимаемых сообщений, которые получены конкретной контрольной вершиной. Второе значение В модуля исходящего сообщения выбирают для модульной части исходящего сообщения, если ребро (соединение вершины переменной с контрольной вершиной) соответствует хранимому индексу ребра, указывающему то ребро, по которому было получено значение А модуля (минимальное значение). В противном случае выдается минимальное значение А амплитуды.Знаковый бит для исходящего сообщения можно генерировать многими путями. В одном возможном варианте осуществления значение накопленного знакового бита, соответствующее некоторой контрольной вершине, объединяется, например, посредством операции «исключающее ИЛИ», с хранимым принимаемым значением знакового бита, соответствующим ребру, для которого генерируется исходящее сообщение, чтобы получить значение знакового бита исходящего сообщения для такого ребра. Этот процесс повторяется подобно процессу генерирования исходящего сообщения для каждого ребра, для которого генерируется исходящее сообщение.С точки зрения воплощения способ обработки контрольных вершин согласно настоящему изобретению обладает преимуществом уменьшения объема памяти, необходимого для воплощения обработки контрольных вершин, посредством использования уплотнения сообщений. С точки зрения воплощения это может оказаться существенным, в частности, тогда, когда контрольные вершины могут иметь большие количества ребер, как в случае со многими робастными кодами с LDPC, которые используются в настоящее время и, вероятно, будут использоваться в будущем.Рассмотрим, например, случай 5-битовых сообщений, которые включают в себя один знаковый бит и 4 бита модуля. При вышеописанных допущениях выводимую информацию из каждой контрольной вершины можно сжать приблизительно до К+8+log2K бит, где К – количество входящих и исходящих сообщений. В примере с 5-битовом сообщением К бит памяти будут использоваться для хранения знаковых битов, соответствующих каждому из К вводимых сообщений, 8 бит будут использоваться для хранения каждого из двух возможных значений модулей, которые можно предположить в выводимых сообщениях, например минимальное значение модуля вводимого сообщения и следующее наименьшее значение модуля вводимого сообщения, а log2K бит используются для указания ребра (сообщения), прием по которому должен происходить со вторым значением надежности, тогда как прием по другим ребрам будет происходить с минимальным значением модуля вводимого сообщения. Если число К велико, как будет в случае кодов с LDPC для больших скоростей передачи, то использование этого метода хранения информации о сообщениях может привести к существенной экономии по сравнению с воплощениями, предусматривающими хранение полных множеств битов, соответствующих каждому принимаемому сообщению, как часть процесса генерирования выводимых сообщений.Хотя для генерирования исходящих сообщений на основании хранимого состояния, включающего в себя, например, минимальный модуль сообщения, второй минимальный модуль сообщения, положение ребра, соответствующее минимальному модулю сообщения, и хранимые знаковые биты, соответствующие каждому из ребер, необходима некоторая дополнительная обработка по сравнению с вариантами осуществления, предусматривающими хранение полных сообщений, но – в свою очередь – возможна существенная экономия памяти.Блок обработки контрольных вершин согласно настоящему изобретению обладает дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что сообщения от вершин переменных к контрольным вершинам, служащие в качестве вводимых для блока обработки контрольных вершин, можно принимать и обрабатывать вне связи с каким-либо конкретным порядком обработки сообщений. Выводимые сообщения генерируются после завершения обработки каждого из вводимых сообщений для контрольной вершины.Многочисленные дополнительные признаки и преимущества изобретения станут понятными из нижеследующего подробного описания.Краткое описание чертежейНа фиг.1 представлен граф, иллюстрирующий возможный код с LDPC и включающий в себя десять вершин переменных и пять контрольных вершин.На фиг.2 приведено альтернативное представление кода с LDPC согласно фиг.1, которое показывает код посредством использования матричного представления в качестве альтернативы представлению в виде графа, показанному на фиг.1.На фиг.3 изображен блок обработки вершин ограничений, воплощенный в соответствии с изобретением.На фиг.4 изображен декодер кодов с LDPC, воплощенный в соответствии с настоящим изобретением.На фиг.5 изображен еще один декодер кодов с LDPC, воплощенный с использованием N параллельных элементов обработки вершин ограничений и вершин переменных в соответствии с настоящим изобретением.На фиг.6 изображена возможная структура кода с LDPC, которую можно использовать для управления декодированием, например, в декодере согласно фиг.4.На фиг.7 изображена еще одна возможная структура кода с LDPC, которую можно использовать для управления декодированием, например, в возможном декодере согласно фиг.4, в соответствии с настоящим изобретением.На фиг. 8 изображены результаты осуществления операции декодирования на множестве вводимых значений с использованием декодера согласно фиг.4 и структуры кода с LDPC, изображенной на фиг.7.Подробное описаниеНижеследующие (3) родственные заявки упоминаются в этом описании для справок и должны рассматриваться как часть настоящей заявки: заявка 09/975331 на патент США, поданная 10 октября 2001 г. под названием METHODS AND APPARATUS FOR DECODING LDPC CODES («

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДЕКОДИРОВАНИЯ КОДОВ С

LDPC»); заявка 10/117264 на патент США, поданная 4 апреля 2002 г. под названием NODE PROCESSORS FOR USE IN PARITY CHECK DECODERS («

ПРОЦЕССОРЫ ВЕРШИН

,

ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДЕКОДЕРАХ С КОНТРОЛЕМ ПО ЧЕТНОСТИ

»); и заявка 10/618325 на патент США, поданная 11 июля 2003 г. под названием METHODS AND APPARATUS FOR DECODING LDPC CODES («

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ КОДОВ С

LDPC»).Различные варианты осуществления настоящего изобретения касаются способов и устройств, которые обеспечивают простое, например, с малой сложностью аппаратных средств, воплощение архитектуры декодера кодов с LDPC. Способы и устройства согласно изобретению обладают преимуществом соблюдения закономерности, в соответствии с которой при некоторых алгоритмах надежности, посылаемые от контрольной вершины, принимают одно из двух возможных значений и одно из этих значений посылается вдоль только одного ребра сообщения. Это случай, например, алгоритма минимальной суммы. Те же условия могут существовать для других алгоритмов, которые можно использовать для хранения информации сообщений, выраженных кодами с LDPC, в сжатой форме, например алгоритмов, которые наряду с алгоритмом минимальной суммы обладают тем свойством, что надежности, посылаемые от некоторой контрольной вершины, могут принимать только два возможных значения, а одно из этих значений посылается как раз по тому ребру сообщения, которое связано с контрольной вершиной.В соответствии с изобретением с каждой контрольной вершиной в структуре кода с LDPC, используемой для управления декодированием, связано состояние S. Это состояние будет включать в себя информацию о надежности (модуле сообщения) для входящих сообщений в текущей итерации декодирования, причем эта информация будет использоваться для генерирования исходящих сообщений. Пусть символ Sk обозначает состояние, которое предположительно включает в себя сообщения m1, , mk. Тогда, задав функцию G обновления состояния, состояние для заданной контрольной вершины, возникающее в результате обработки принимаемого сообщения от вершины переменной к контрольной вершине, соответствующего контрольной вершине, можно выразить следующим образом:Sk+1 = G(mk+1, Sk).В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения операция обновления состояния осуществляется над состоянием, которое представляет модульную часть набора сообщений, соответствующую контрольной вершине, в уплотненной форме. Таким образом, операция обновления состояния предусматривает уплотнение входящих сообщений.В случае воплощения, в котором используется алгоритм минимальной суммы для хранения информации сообщения в уплотненном формате, хранимое состояние сообщения может быть представлено, например, в форме (mA, mB, A, s). Если mA – минимальная надежность входящего сообщения (его минимальный модуль), рассматривавшаяся до сих пор контрольной вершиной, которой соответствует упомянутое состояние, а mB – вторая наименьшая надежность, рассматривавшаяся до сих пор, то А обозначает ребро, по которому проходило входящее сообщение надежности mA, и тем самым указывает, какое ребро сообщения обусловило подачу минимального значения mA, а s обозначает операцию «исключающее ИЛИ» над знаками входящих сообщений, соответствующих контрольной вершине, которой соответствует информация о состоянии.Осуществляя обновления информации о состоянии, соответствующей контрольным вершинам, с использованием функции G, а также обеспечивая воплощение декодера, в котором оказываются возможными хранение и выборка состояния, соответствующего отдельным контрольным вершинам, для обновления входящими сообщениями в зависимости от того, в какую контрольную вершину направлено сообщение, можно сделать порядок сообщений, поступающих в процессор контрольных вершин, по существу, произвольным. Таким образом, в соответствии с изобретением сообщения от вершин переменных к контрольным вершинам могут прибывать в порядке вершин переменных в процессор контрольных вершин, при этом сообщения обрабатываются в том порядке, в котором они принимаются. Это позволяет создать декодеры кодов с LDPC, такие, как декодеры 400 и 500, изображенные на фиг.4 и 5, воплощаемые в соответствии с изобретением, в которых обе стороны (вершин переменных и контрольных вершин), которые воплощаются в виде процессоров вершин переменных и контрольных вершин, соответственно обновляются в порядке вершин переменных. Более того, и элементы обработки вершин переменных, и элементы обработки контрольных вершин могут работать и работают параллельно, например – одновременно, в некоторых вариантах осуществления.Такие воплощения декодера согласно настоящему изобретению обеспечивают существенную экономию на требованиях к памяти по сравнению с воплощениями декодера, в которых обработка вершин переменных осуществляется в порядке сообщений вершин переменных, обработка контрольных вершин осуществляется в порядке сообщений контрольных вершин, а память используется для хранения и обеспечения переупорядочения сообщений, проходящих между процессорами контрольных вершин и вершин переменных.Описав некоторые из основных принципов и преимуществ конструкции декодера кодов с LDPC согласно настоящему изобретению, перейдем теперь к описанию возможных блоков и декодеров кодов с LDPC, которые воплощают один или несколько признаков настоящего изобретения.На фиг.3 изображен блок 300 обработки вершин ограничений, также известный под названием «блок обработки контрольных вершин» и воплощенный в соответствии с настоящим изобретением. Блок 300 принимает сообщения (V2C) от вершин переменных к контрольным вершинам через вход 302, а информацию управления – через вход 324 управляющего сигнала, и генерирует сообщения (C2V) от контрольных вершин к вершинам переменных, которые выводятся через выход 322. Блок 300 обработки контрольных вершин хранит информацию о сообщениях, которую можно использовать для генерирования сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных, в уплотненном формате.Блок 300 обработки контрольных вершин включает в себя блок 310 памяти состояний контрольных вершин, блок 309 управления, элемент 308 обработки контрольных вершин, память 312 знаков сообщений, буферную память 314 состояний контрольных вершин и блок 316 извлечения контрольных вершин, которые соединены друг с другом так, как показано на фиг.3. В иллюстрируемом варианте осуществления значение знака для каждого принимаемого сообщения V2C отделено от значения модуля. Значение модуля сообщения подается в процессор 308 контрольных вершин через вход 304, а значение знака, соответствующее каждому принимаемому сообщению, подается в элемент 308 обработки контрольных вершин, а также сохраняется в памяти 312, которая хранит знаковый бит, который нужно использовать впоследствии при генерировании исходящих сообщений С2V на основании хранимого состояния 321, 323.Для каждой контрольной вершины в структуре кода, которая используется для управления декодированием, память 310 состояний контрольных вершин включает в себя единственный элемент 321, 323 памяти состояний, который используется для хранения состояния для конкретной контрольной вершины, которой соответствует этот элемент памяти. Каждая память 321, 323 состояний контрольных вершин сохраняет информацию о состоянии, соответствующую одной контрольной вершине, в соответствии со структурой графа кода с LDPC, используемой для управления декодированием.В примере, показанном на фиг.3, состояние хранится в сжатом представлении, соответствующем вышеописанному алгоритму минимальной суммы. Элемент данных сбрасывается в начале обработки контрольных вершин в соответствии с элементом данных для каждой итерации обработки, соответствующей сообщениям ребер, включенным в одно полное представление графа кода с LDPC, используемое для управления декодированием. Обработка контрольных вершин от одной итерации до другой итерации графа может происходить перед завершением первой итерации, например сразу же после завершения полного множества вершин переменных, соответствующих одной контрольной вершине. В таком случае сброс информации 321, 323 о состоянии всех множеств контрольных вершин не будет происходить одновременно. Вместо этого состояние контрольной вершины, соответствующее некоторой контрольной вершине, будет полностью обновлено, а затем произойдет его сброс после подачи в буферную память состояний контрольных вершин для использования при генерировании сообщений C2V.Каждый элемент 321, 323 данных состояния соответствует одной контрольной вершине в структуре графа, используемой для управления декодированием. Каждый элемент 321, 323 данных состояния включают в себя S – одно значение бита, которое является результатом операции «исключающее ИЛИ» на знаковых битах, соответствующих каждому принимаемому сообщению V2C, направленному в контрольную вершину, которой упомянутый элемент данных соответствует, минимальное значение mA, указывающее минимальный модуль принимаемого сообщения, соответствующий конкретной контрольной вершине, второе минимальное значение mB модуля сообщения, соответствующее конкретной контрольной вершине, и индекс IA, указывающий ребро сообщения, по которому было принято наименьшее минимальное значение mA.Вход 324 управляющего сигнала принимает управляющий сигнал, который используется для управления работой блока обработки контрольных вершин в зависимости от количества ребер графа, а значит – и сообщений, которые будут переданы между элементами обработки вершин переменных и контрольных вершин. Сигнал 324 управления включает в себя информацию, указывающую, какое ребро, а значит – и какое сообщение V2C, принимается на входе 302 в конкретный момент времени. Этот же сигнал можно использовать для запуска генерирования сообщений C2V в случаях, когда имеется фиксированная или известная взаимосвязь между тактированием вводимых сообщений V2C и тактированием желательных выводимых сообщений C2V, что обычно и бывает. Управляющий сигнал 324 подается в блок 309 управления, память 312 знаков сообщений и считывающий блок 316 извлечения (обработки) контрольных вершин. Блок 309 управления использует принимаемый управляющий сигнал, чтобы определить, какой контрольной вершине соответствует принимаемое сообщение V2C. На основании принимаемой информации управления блок управления определяет, какой набор информации 321, 232 о состоянии контрольных вершин должен считываться из памяти 310 состояний контрольных вершин с целью обновления. Таким образом, блок управления определяет на основании информации о ребре ту контрольную вершину, которой соответствует принимаемое сообщение. Сразу же после того как процессор контрольных вершин обновляет полученную в результате выборки информацию о состоянии с использованием информации о принимаемом сообщении, как будет описано ниже, обновленное состояние записывается обратно в элемент 321, 323 данных состояния контрольной вершины, из которого была произведена информация о состоянии с целью его обновления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока блок 309 управления не выдаст в элемент 308 обработки контрольных вершин сигнал, указывающий, что состояние контрольной вершины, связанное с конкретной контрольной вершиной, полностью обновлено с использованием последнего сообщения V2C, направленного в эту контрольную вершину в течение конкретной итерации обработки. При полностью обновленном состоянии контрольной вершины процессор контрольных вершин произведет сброс значений в упомянутом состоянии контрольной вершины, записывая значения по умолчанию в состояние контрольной вершины и выдавая полностью обновленное состояние контрольной вершины в буферную память 314 состояний контрольных вершин, используемую для извлечения сообщений. Буферная память 314 состояний контрольных вершин «узнает» о том, какой элемент данных нужно сохранять в обновленной информации о контрольной вершине, на основании управляющего сигнала, полученного с входа 324.Память 310 состояний контрольных вершин включает в себя вход 327 сообщений об обновленном состоянии контрольных вершин, предназначенный для приема информации о состоянии, которую надо сохранить, и вход 327 управления для приема управляющего сигнала, указывающего, к какому набору информации 321, 323 о состоянии контрольных вершин надо осуществить доступ, а также надо ли сохранять или считывать обновленную информацию о состоянии из указанного набора информации о состоянии контрольных вершин. Информация 321 или 323 о состоянии контрольных вершин, считываемая из памяти состояния контрольных вершин, выводится через выход 329 и подается на вход состояния элемента 308 обработки контрольных вершин, где она используется на операции обновления состояния.Операция обновления состояния, осуществляемая процессором 308 контрольных вершин на наборе информации о состоянии контрольных вершин, выборка которой осуществлялась из памяти в зависимости от информации, включенной в принимаемое сообщение V2C, является следующей: модуль mr принимаемого сообщения C2V сравнивается с минимальным модулем mA в полученной в результате выборки информации о состоянии, соответствующей контрольной вершине, к которой направлено принимаемое сообщение.Если mr меньше mA, то mB задают равным mA, чтобы создать обновленное значение mA, а mA задают равным mr, вследствие чего mr становится обновленным минимумом, а предыдущий минимум становится текущим вторым минимумом для контрольной вершины. Кроме того, индекс I указывает ребро сообщения, которому соответствует минимум mA, чтобы указать то ребро сообщения, по которому было принято сообщение, подлежащее обработке, например сообщение, обеспечивающее обновленное минимальное значение модуля.Если mr меньше mB, но больше mA, то mB задают равным mr, не изменяя mA или I.Если mr равно или больше mB, то считанные из памяти значения mA, mB и I не изменяются, а обновленное состояние будет включать в себя значения этих элементов, которые считаны из памяти.Независимо от относительной величины значения принимаемого сообщения и хранимых минимумов накопленный знаковый бит S для контрольной вершины будет обновляться с каждым получаемым в результате выборки сообщением за счет осуществления операции «исключающее ИЛИ» над знаковым битом в принимаемом сообщении, причем этот знаковый бит считывается из сохраненного элемента данных состояния контрольной вершины. Результат операции «исключающее ИЛИ» становится знаковым битом S обновленного элемента данных для контрольной вершины, который записываются обратно в память в случае контрольной вершины, которая не была полностью обновлена, или подается в буферную память 314 состояний контрольных вершин в случае полностью обновленного элемента данных контрольной вершины. Как упоминалось выше, в случае полностью обновленного элемента данных контрольной вершины в элемент 321, 323 данных контрольной вершины, из которого было считано состояние контрольной вершины, будут записаны значения по умолчанию, что приведет к сбросу информации для другой итерации обработки графа. Значения по умолчанию для минимума mA и второго минимума mB обычно будут максимальными значениями, которые могут быть присвоены этим элементам.Задавая вышеописанный метод обработки контрольных вершин и обновления состояний, следует отдавать себе отчет в том, что элемент 308 обработки контрольных вершин может обрабатывать сообщения от вершин переменных к контрольным вершинам в произвольном порядке, например в порядке ребер вершин переменных, а не контрольных вершин. Это позволяет элементу 308 обработки контрольных вершин обрабатывать сообщения V2C в том порядке, в котором они естественно генерируются в результате работы процессоров вершин переменных, с учетом того, что процессоры вершин переменных обычно работают в порядке ребер вершин переменных.Поскольку полностью обновленная информация о состоянии для контрольной вершины присутствует в виде представления информации, необходимой для генерирования выводимых сообщений C2V, в уплотненном формате, для построения реальных сообщений C2V, выдаваемых через выход 322, используется дополнительная обработка. Считывающий блок 316 обработки, например извлечения контрольных вершин, генерирует полные сообщения C2V исходя из состояния, хранимого в памяти 314 состояний контрольных вершин и хранимых значений знаков, которые хранятся в памяти 312, причем одно значение 313, 315 знака сохраняется для каждого принимаемого сообщения V2C.Таким образом, по сравнению с воплощениями, где сообщения не хранятся в уплотненном формате, для «считывания» сообщения C2V требуется дополнительная обработка, чтобы осуществить разуплотнение, которое не потребовалось бы, если бы не использовался уплотненный формат хранения. Хранимые значения 313, 315 знаков входящих сообщений считываются непосредственно из памяти знаков. Каждое значение знака, считываемое из памяти 312, подвергается операции «исключающее ИЛИ» с полностью обновленной суммой S, соответствующей контрольной вершине, для получения знака исходящего сообщения, соответствующего ребру сообщения, связанному в исходящим сообщением C2V. Таким образом, знак исходящего сообщения для ребра сообщения генерируется исходя из знака сообщения, принятого по ребру сообщения, а накапливаемое значение S знака, соответствующее операции «исключающее ИЛИ» для полного набора сообщений, соответствует контрольной вершине, с которой соединено упомянутое ребро сообщения в графе кода с МПКЧ. Надежность, например модульная часть сообщения, извлекается из минимального значения, второго минимального значения и значения индекса сообщения, включенных в хранимое состояние для контрольной вершины. Если считываемый индекс ребра соответствует А, то выдается надежность mA, в противном случае выдается надежность mB. Существует много возможностей представления индекса А, который служит в качестве идентификатора ребра сообщения. Хотя простое число ребер является одним возможным путем представления индекса А, можно также использовать и другие схемы нумерации и/или способы индексации ребер.Модуль сообщения, генерируемый блоком 316 извлечения сообщений, выдается на выходе 318 модуля, а знак исходящего сообщения выдается на выходе 320, которые объединены для формирования полного сообщения, выдаваемого через выход 322.Описав предлагаемый блок 300 обработки контрольных вершин согласно настоящему изобретению в связи с фиг.3, перейдем теперь к приводимому со ссылками на фиг.4 описанию использования этого блока в возможном декодере кодов с LDPC, воплощаемом в соответствии с изобретением.На фиг.4 показан возможный декодер 400 кодов с LDPC, воплощенный с использованием блока 300 обработки контрольных вершин, показанного на фиг.3. Декодер 400 осуществляет и обработку вершин переменных, и обработку контрольных вершин в порядке ребер вершин переменных. Декодер 400 включает в себя помимо блока 300 обработки контрольных вершин блок 402 управления декодером, элемент 404 обработки вершин переменных, буфер 406 ввода мягких решений, буфер 412 вывода мягких и жестких решений, блок 408 контроля ограничений и логическую схему 410 управления итерациями.Вводимые значения, которые надо декодировать, подаются в буфер 406 ввода мягких решений перед загрузкой в элемент 404 обработки вершин переменных. Блок 402 управления декодером реагирует на генерирование управляющих сигналов декодера в соответствии с сохраняемой информации об управлении декодированием, соответствующей структуре графа кода с LDPC, используемой на операциях управления декодированием. Блок управления декодером генерирует управляющие сигналы, используемые для управления работой блока обработки контрольных вершин, рассмотренной выше в связи с фиг.3, а также работой элемента обработки вершин переменных. Под управлением блока управления декодером элемент обработки вершин переменных последовательно загружается частями вводимых данных, подлежащих обработке, например значением принимаемого сообщения, включающим в себя информацию о модуле и знаковый бит. Во время начальной итерации сообщения ограничений, которые должны быть обработаны элементом 404 обработки вершин переменных, не существуют, а сообщения V2C генерируются путем обработки вводимых данных. Сообщения V2C генерируются и выдаются исходя из вводимых данных в порядке ребер сообщений вершин переменных. Генерируемые сообщения V2C, включающие в себя значение модуля и знака, подаются на вход 302 сообщений V2C блока 300 обработки контрольных вершин. Эти сообщения также подаются в блок 408 контроля ограничений, а буфер вывода мягких и жестких решений с попеременным переключением принимает знаковый бит, связанный с каждым генерируемым сообщением V2C. Блок 408 контроля ограничений осуществляет контроль, определяя, удовлетворяют ли значения знаков принимаемых сообщений, соответствующие одной итерации графа декодера, предварительно определенному ограничению декодирования, например осуществляет контроль по четности. Если это происходит в конце итерации передачи сообщения, на протяжении которой было генерирован один полный набор сообщений V2C и C2V, блок 408 контроля ограничений определяет, удовлетворителен ли контроль по четности. Блок 408 генерирует сигнал завершения декодирования, если обнаруживает, что текущая итерации декодирования передачи сообщения привела к успешному декодированию, или, если декодирование не определено как успешное, генерирует сигнал завершения итерации. Сигнал, генерируемый блоком 408 контроля ограничений, подается в логическую схему 410 управления итерациями. В конце каждой итерации сохраненные значения знаков, соответствующие ребрам графа, могут быть выданы из буфера 412 вывода в качестве мягких решений в предположении, что контроль ограничений привел к неудовлетворительному результату, или в качестве жестких решений – в случае, если контроль ограничений привел к удовлетворительному результату.Логическая схема 410 управления итерациями просигнализирует о безуспешном декодировании, выдавая сигнал таймаута после проведения предварительно выбранного числа итераций передачи сообщения, которые не привели к удовлетворительному сигналу контроля по четности, или просигнализирует об успешном декодировании, если контроль по четности дал удовлетворительный результат, перед таймаутом. Таким образом, логическая схема 410 управления предусматривает функцию таймаута, которая приведет к прекращению декодирования I в случае, если декодирование не завершилось успешно в пределах предварительно выбранного числа итераций декодирования.Декодер 400 кодов с LDPC осуществляет операции обработки и вершин переменных, и контрольных вершин, делая это в порядке ребер вершин переменных и тем самым уменьшая потребность в хранении сообщений между элементами 308, 404 обработки вершин переменных и контрольных вершин по сравнению с другими системами, в которых обработка контрольных вершин осуществляется в порядке ребер контрольных вершин, а обработка вершин переменных осуществляется в порядке ребер вершин переменных. Кроме того, как будет рассмотрено ниже, путем тщательного выбора структуры графа кода с LDPC можно организовать перекрытие при обработке каждой итерации структуры графа кода с LDPC без необходимости обеспечения полного набора дублирующих элементов 321, 323 данных памяти состояний вершин ограничений.Итерация декодирования с использованием декодера 400 может происходить следующим образом. Осуществляется обновление вершин переменных по одной за раз. Сообщения считываются из памяти выводимых состояний контрольных вершин и памяти знаков, и формируются исходящие сообщения контрольных вершин. Эти сообщения суммируются в вершинах переменных, а затем вычитаются из суммы, следуя стандартной обработке вершин переменных. По мере формирования исходящих сообщений они посылаются непосредственно в процессор контрольных вершин, который также осуществляет выборку соответствующего частного состояния из памяти. Это состояние обновляется и возвращается в память частичных состояний. Если сообщение V2C является последним для ограничения в текущей итерации, то это состояние можно записать в память выводимых состояний и сбросить память частичных состояний.Блок 300 обработки контрольных вершин согласно настоящему изобретению и обычную систему декодера кодов с LDPC, показанную на фиг.4, можно легко адаптировать в соответствии с настоящим изобретением для поддержки использования многочисленных элементов обработки вершин ограничений и вершин переменных, которые скомпонованы и работают параллельно. На фиг.5 показано, что декодер 500 работает с использованием N вершин ограничений, схем извлечения состояний и элементов обработки вершин переменных, работающих параллельно. Показанные на фиг.5 блок 308' контроля ограничений, логическая схема 310' управления итерациями и буферы 312' и 306' работают так же или аналогично тому, как работают элементы со сходными позициями, описанные в связи с фиг.4. Другие элементы в блоке 300' обработки контрольных вершин тоже работают так же или аналогично тому, как работают элементы со сходными позициями, не включающими в себя символ «'», описанные в связи с фиг.4. Однако в варианте осуществления, показанном на фиг.5, элемент 308' включает в себя N процессоров 308 ограничений, расположенных параллельно, а память 324 состояний вершин ограничений также предназначено для работы с увеличенным в N раз количеством наборов состояний контрольных вершин, тогда как блок 316' извлечения состояний вершин ограничений включает в себя N схем извлечения сообщений. Отметим, что память 310', поддерживая доступ к N наборам информации о состоянии одновременно, не обязательно должна включать в себя все дополнительные элементы данных состояний по сравнению с вариантом осуществления согласно фиг.4, поскольку количество элементов данных состояния определяется количеством контрольных вершин в графе, а не тем, сколько вершин воплощено параллельно.Вариант осуществления согласно фиг.5 включает в себя блок 502 управления декодером, предназначенный для поддержки N операций широкого декодирования на основе использования описания малых графов и информации управления, указывающей, как изменить малый граф, чтобы генерировать больший граф, предназначенный для управления декодированием. Изменения, вносимые в малый граф, могут быть воплощены в виде переупорядочений, например циклических сдвигов, сообщений, передаваемых между элементами обработки вершин ограничений и контрольных вершин, при этом передача наборов из N сообщений проходит параллельно. В частности, в варианте осуществления согласно фиг.5 переключатели 530, 526, 528 используются для управления переупорядочением сообщений, когда те передаются между различными элементами декодера 500. Переупорядочение зависит от информации описания графа, хранимой в управляющей логической схеме 518, а сигналы циклического сдвига, генерируемые памятью 522 карты перестановок, зависят от счетчика 520 столбцов, запускаемого управляющей логической схемой 518. Управляющие сигналы циклического сдвига, используемые для управления переупорядочением сообщений, подаваемых в блок 300' обработки контрольных вершин, генерируются путем задержки посредством линии 524 задержки некоторых сигналов циклического сдвига, используемых для управления изменяемым переупорядочением сообщений, подаваемых на вход элементов 504 обработки вершин переменных.Описав блок 300 обработки контрольных вершин и различные декодеры 400 и 500 кодов с LDPC, воплощаемые в соответствии с настоящим изобретением, перейдем теперь к рассмотрению различных признаков, касающихся схемы графа, структуры кода LDPC и воплощений декодирования с использованием конкретных структур графов в декодерах, воплощающих настоящее изобретение.При воплощении декодера так, как описано на фиг.5, для высокоскоростных приложений малый граф, который описывается хранимой информацией описания графа и иногда называется проектируемым графом, обычно будет довольно малым, т.е. он будет иметь малое количество вершин переменных. Как показано на чертеже, изображенная архитектура осуществляет одно проектируемое обновление ребра за цикл синхронизации, что соответствует обработке N сообщений во время каждого цикла синхронизации. Если декодирование завершенной итерации графа должно оканчиваться перед тем, как можно будет начать следующую, в декодирующую систему будут вноситься задержки. Конвейерная задержка представляет собой дополнительные циклы синхронизации, необходимые для завершения операций декодирования на каждом из ребер после того, как каждое ребро инициировало обработку. Если конвейерная задержка велика по сравнению с размером проектируемого графа, то эта дополнительная задержка сможет достаточно замедлить декодер.Вместе с тем благодаря разумной схеме графа можно смягчить проблему задержки независимо от того, где – в декодере 400 или параллельном декодере 500 – она возникает.Предположим, что множество проектируемых вершин V переменных можно разделить на несколько множеств, например, по меньшей мере, на множества SV1 и SV2, где SV1 предшествует SV2, а множество проектируемых контрольных вершин С можно разделить, по меньшей мере, на два множества SC1 и SC2 таким образом, что контрольные вершины в SC1 соединены ребрами в графе только с вершинами переменных в SV1. Затем, если обработка осуществляется в порядке вершин переменных, то первыми будут обрабатываться сообщения, соответствующие вершине V1 переменной, затем – сообщения, соответствующие вершине V2 переменной, затем – сообщения, соответствующие вершине V3 переменной, и так далее. В таком случае обработка сообщений, соответствующих первому множеству SC1 контрольных вершин, будет завершена к моменту, когда будет обработана последняя вершина переменной в SV1, или до этого момента, если последняя контрольная вершина в SC1 не соединена с последним ребром последней вершины переменной в SV2. Получаемое состояние полного завершения, соответствующее контрольным вершинам во множестве SC1, можно хранить в памяти состояний контрольных вершин для использования при генерировании сообщений V2C, когда начинается обработка сообщений V2C из вершины V1 переменной для следующей итерации графа. Таким образом, следующую итерацию обработки графа можно начинать, когда блок 300 обработки вершин ограничений еще обрабатывает сообщения V2C, соответствующие незавершенной итерации обработки графа.Это оказывается возможным потому, что когда обработка сообщений из первого множества SV1 вершин переменных начинается на итерации n+1, ограничения в С1 уже полностью обновлены на итерации n. Ограничение графа наличием разделения этого типа обеспечивает перекрытие последовательных итераций во времени, вследствие чего возникает возможность эффективного уменьшения и/или исключения издержек, обусловленных конвейерной задержкой.На фиг.6 показаны код с LDPC и соответствующая структура 600 графа с такими свойствами. Показанный на фиг.6 граф включает в себя 8 контрольных вершин 602, обозначенных символами С1-С8, и 16 вершин переменных, обозначенных символами V1-V16. Отметим, что к моменту, когда сообщения из вершин V1-V12 переменных, включенных во множество SV1 вершин переменных, обрабатываются блоком 300 обработки вершин ограничений, состояние, соответствующее первым 4-м вершинам С1-С4 ограничений, будет полностью обновлено. Это полностью обновленное состояние будет передано в буферную память 314 вершин ограничений с удалением элементов данных вершин ограничений, соответствующих вершинам С1-С4 ограничений, которые надо использовать на следующей итерации обработки графа. Таким образом, поскольку обработка применительно к вершинам ограничений во множестве SC2, т.е. вершинам С5, С6, С7 и С8 ограничений, продолжается в течение одной итерации, сообщения C2V для этой итерации, соответствующие вершинам во множестве SC1, будут генерироваться, и в то же время возникнет возможность начать обработку вершин ограничений для следующей итерации, перекрывающуюся с происходящей обработкой, связанной с текущей итерацией.Способы и устройства, предусматривающие применение декодера кодов с LDPC, согласно настоящему изобретению пригодны, в частности, для получения кодов для высокой скорости передачи данных, когда количество контрольных вершин зачастую существенно меньше, чем количество ребер в графе. В таком случае проявится тенденция к тому, что память состояний, используемая в соответствии с настоящим изобретением, станет существенно меньше, чем память ребер, которая потребовалась бы в противном случае, если бы в целях обработки вершин ограничений обеспечивалось хранение полных сообщений.Фиг.7 иллюстрирует относительно простой граф, который будет использоваться для пояснения обработки посредством декодера, например обработки, которая происходит, когда декодер 400 согласно фиг.4 используется для декодирования возможного набора вводимых данных, имеющих значения 0, -1, 5 и 4 сообщений, которые загружаются в вершины переменных во время первой итерации обработки графа.Показанный на фиг.7 граф 700 включает в себя в общей сложности три контрольных вершины 702 и четыре вершины 706 переменных, соединенные друг с другом ребрами, количество которых составляет 9, в порядке вершин переменных от 0 до 8. Отметим, что если бы ребра были пронумерованы со стороны контрольных вершин, то ребра имели бы другую последовательность нумерации, потому что они появляются в контрольных вершинах в другом порядке, нежели в вершинах переменных. Сообщения передаются назад и вперед между вершинами 706 переменных и контрольными вершинами 702 по изображенным ребрам. Контрольные вершины 702 включают в себя с первой по третью контрольные вершины 710, 712, 714, а вершины 706 переменных включают в себя с первой по четвертую вершины 720, 722, 724, 726 переменных.На фиг.8 показаны разные результирующие значения использования декодера 400 и структуры кода, показанной на фиг.7. Фиг.8 иллюстрирует результаты двух полных итераций обработки посредством декодера, следующих за начальной итерацией, используемой для загрузки принимаемых сообщений (0, -1, 5 и 4) в декодер 400 и начальной обработки этих сообщений. Знак «минус» используется перед вторым вводимым значением, чтоб указать отрицательный знаковый бит, эквивалентный биту «1» и связанный с сообщением, тогда как отсутствие знака «минус» указывает положительный знаковый бит, эквивалентный биту «0». Таким образом, второе сообщение -1 имеет отрицательный знаковый бит, тогда как первое, третье и четвертое сообщения имеют положительный знаковый бит. В конце первой итерации обработки элементы данных памяти состояний, соответствующие С1, С2 и С3, будут включать в себя значения, показанные вверху фиг.8, в наборе значений 802 элементов данных памяти состояний.Итерация начинается извлечением сообщений V2C. На начальной итерации выделяемые сообщения C2V задаются равными 0. В качестве части текущей итерации эти сообщения суммируются в вершинах переменных и генерируются сообщения V2C. Эти сообщения принимаются процессором контрольных вершин, который обновляет состояние контрольных вершин, связанное с текущей итерацией. Итерация завершается, когда обновлены все состояния контрольных вершин.На той части чертежа, которая находится под набором значений 802 элементов данных памяти состояний, каждая строка соответствует обработке, связанной с отличающимся ребром сообщения, например извлечению сообщения C2V, генерированию сообщения V2C, которое должно быть передано вдоль указываемого ребра, и обновлению состояния контрольной вершины, связанной с заданным ребром. Каждая итерация предусматривает генерирование и обработку по одному сообщению C2V на ребро графа согласно фиг.7, а также генерирование и обработку одного сообщения V2C для каждого ребра.Вообще говоря, столбцы 810, 812, 816 и 820 иллюстрируют извлечение сообщений C2V с использованием результатов, которые проявились на предыдущей итерации декодирования. Столбец 822 показывает суммы вершин переменных, которые являются суммами всех сообщений, входящих в вершину переменной, и принимаемого значения, связанного с вершиной переменной.Столбец 824 показывает сообщение V2C, которое будут генерироваться по соответствующему ребру в итерации. Оно равно сумме вершин переменных за вычетом входящего сообщения C2V. Эти сообщения C2V будут приниматься процессором вершин ограничений и использоваться для обновления информации о состоянии, как показано в столбцах 826, 828, 830. Столбцы 826, 828, 830 показывают, как обрабатываемое состояние контрольной вершины обновляется во время текущей итерации обработки в ответ на прием каждого сообщения V2C, показанного в столбце 824.Информация 810 показывает состояние контрольных вершин, генерированное во время предыдущей итерации обработки графа, считанной из буферной памяти 314 состояний вершин ограничений, для генерирования сообщений С2V. Это полностью обновленное состояние, соответствующее каждой контрольной вершине, которое генерируется во время предыдущей итерации обработки, используется для генерирования сообщений C2V, которые обрабатываются процессором 304 вершин переменных на текущей итерации графа для генерирования сообщений V2C. Столбец 812 иллюстрирует знаковый бит, соответствующий сообщению V2C из предыдущей итерации, который идет по ребру и выборка которого осуществляется из памяти 312 знаковых битов для построения сообщения C2V в текущей итерации обработки, которое будет введено в процессор вершин переменных, генерирующий сообщение V2C для текущей итерации обработки. Столбец 814 иллюстрирует обновленный знаковый бит, генерируемый состоянием вершины ограничения, извлекаемым посредством операции «исключающее ИЛИ» над хранимым знаковым битом 812 из предыдущего принимаемого сообщения V2C и хранимым накопленным знаковым битом S, генерируемым на предыдущей итерации и получаемым из состояния, соответствующего контрольной вершине (С1, С2 или С3), которой соответствует ребро сообщения, связанное с сообщением C2V. Столбец 816 указывает результат контроля, проводимого блоком извлечения состояний вершин ограничений для того, чтобы определить, следовало ли выдавать первый минимум mA или второй минимум mB во время предыдущей итерации обработки. Упомянутый контроль предусматривает сравнение индекса ребра сообщения C2V, генерируемого с индексом I ребра, соответствующим хранимому первому минимуму. Здесь «Y» указывает результат «Да», означающий, что индекс ребра соответствует ребру, которое обеспечивало передачу минимального модуля в предыдущей итерации, а «N» указывает результат «Нет», означающий, что индекс ребра не соответствует ребру, которое обеспечивало передачу минимального модуля в предыдущей итерации. Столбец 812 иллюстрирует результат выбора значения mA или mB, которое должно быть использовано в качестве модуля исходящего сообщения C2V. Столбец 820 показывает реальное сообщение C2V, которое будет передано по указанному ребру для использования процессором 304 вершин переменных во время текущей итерации. Процессор 304 вершин переменных генерирует сумму сообщений C2V, принимаемых во время итерации обработки. Результирующая сумма вершин переменных, показанная в столбце 822, затем используется для генерирования сообщения C2V, подаваемого в блок 300 обработки вершин ограничений по ребру сообщения, например, для обработки вершины ограничения во время текущей итерации.По изображению блока обработки вершин ограничений можно сказать, что информация, показанная в столбцах 810, 812, 814, 816, 818, 820 и 822, отображает операции, которые происходят на основании результата, вычисленного на предыдущей операции обработки графа. Как сказано выше, при условии тщательной проработки схемы графа в нем может быть обеспечено некоторое перекрытие, когда эти операции проходят на протяжении одной итерации обработки графа и когда происходит обновление состояния сообщения для следующей итерации обработки вершин ограничений.Столбец 824 иллюстрирует сообщение V2C, которое будет принято и обработано во время второй и третьей итераций, проводимых блоком обработки вершин ограничений и соответствующих обработке возможных вводимых данных с использованием структуры графа, показанной на фиг.7. Каждая итерация графа предусматривает обработки девяти сообщений V2C, соответствующих сообщениям, передаваемым по ребрам Е0-Е8. Обработка сообщений блоком 300 обработки вершин ограничений происходит в порядке ребер вершин переменных. В начале этой обработки произойдет повторная инициализация памяти ограничений, соответствующей контрольным вершинам. В предположении отсутствия перекрытия на итерациях обработки состояние каждой из контрольных вершин С1, С2 и С3 будет повторно инициализировано для приема первого сообщения V2C, соответствующего ребру Е0. Каждый из столбцов 826, 828, 830 показывает хранимое состояние, соответствующее одной из контрольных вершин С1, С2, С3 соответственно, после его обновления принимаемым сообщением V2C, при этом каждая строка соответствует обработке отличающегося сообщения V2C. Содержимое состояния, обновленное в ответ на некоторое конкретное сообщение, например сообщение, передаваемое по ребру, которому соответствует строка, показано полужирным шрифтом. Символы Х используются в столбцах 826, 828, 830, чтобы показать значения, которые заданы равными начальному значению. Эти значения являются «безразличными» значениями, поскольку они не будут использоваться в генерируемом выводимом сообщении С2V.Отметим, что в конце второй итерации полностью обновленные состояния С1, С2, С3 сообщения будут обновлены с достижением значений (mA=0, mB=4, I=2, S=0) для С1, (mA=1, mB=3, I=1, S=1) для С2, и (mA=1, mB=3, I=3, S=1) для С3. В конце третьей итерации полностью обновленные состояния С1, С2, С3 сообщения будут обновлены с достижением значений (mA=1, mB=3, I=2, S=0) для С1, (mA=0, mB=3, I=1, S=0) для С2, и (mA=3, mB=3, I=3, S=0) для С3.Хотя состояние не показано как стираемое после завершения обработки сообщений для контрольных вершин, в вариантах осуществления, где между итерациями обработки графа имеется перекрытие, сброс состояния, соответствующего полностью обновленной вершине ограничения, должен быть сохранен в буферной памяти 324 состояний вершин ограничения, а сброс информации о состоянии – в памяти состояний вершин ограничений. В примере, показанном на фиг.8, такой сброс не показан просто для того, чтобы облегчить понимание последовательности обновления состояний вершин ограничения, а также понимания того, как генерируется полный набор информации об обновленном состоянии во время обработки, связанной с полной итерацией графа.При задании различных структур кодов, с которыми можно использовать декодер и способы согласно настоящему изобретению, оказывается возможной значительная гибкость применительно к величине перекрытия, которое может возникать между итерациями обработки. Чтобы уменьшить задержки при декодировании в связи с перекрытиями применительно к проведению обработки контрольных вершин в соответствии с различными итерациями декодирования, структуру кода можно выбрать обеспечивающей перекрытие в итерациях обработки графа, составляющее 10%, 20%, 30%, 40% или более.Теперь будут описаны различные воплощения возможного способа декодирования и их возможные варианты.Один возможный способ проведения операций декодирования кодов с малой плотностью и контролем по четности включает в себя этапы, на которых: сохраняют в памяти информацию о состоянии сообщений, соответствующую сообщениям, принимаемым множеством контрольных вершин; принимают вводимое сообщение для контрольной вершины, направленное в одну из упомянутого множества контрольных вершин; на основании контрольной вершины, в которую направлено упомянутое принимаемое сообщение, выбирают один из упомянутого множества наборов информации о состоянии для использования на операции обновления состояния; осуществляют выборку из упомянутой памяти выбранного набора информации о состоянии сообщений и обновляют выбранный набор информации о состоянии сообщений в зависимости от упомянутого принимаемого сообщения. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором записывают упомянутый обновленный набор информации о состоянии сообщений в ячейку памяти, из которой была произведена выборка упомянутой информации о состоянии сообщений, и последовательно повторяют упомянутые этапы приема, выбора, выборки и обновления для каждого из множества сообщений, принимаемых в первой последовательности, соответствующей порядку, в котором ребра, соответствующие упомянутым принимаемым сообщениям, соединены с обрабатываемыми вершинами переменных в графе, отображающем код с LDPC. В некоторых воплощениях последовательность, соответствующая порядку, в котором ребра, соответствующие упомянутым принимаемым сообщениям, соединены с обрабатываемыми вершинами переменных в графе, отображающем код с LDPC, отличается от второй последовательности, в которой ребра, соответствующие упомянутым принимаемым сообщениям, соединены с обрабатываемыми вершинами переменных в графе, отображающем код с LDPC. Возможный способ дополнительно включает в себя этап, на котором осуществляют операцию извлечения сообщения от контрольной вершины к вершине переменной, по меньшей мере, на одном наборе информации о состоянии, соответствующем контрольной вершине, для которой принят полный набор сообщений от вершин переменных к контрольным вершинам, причем операцию извлечения осуществляют много раз для генерирования множества сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных, при этом сообщения от контрольных вершин к вершинам переменных, направляемые в отдельную одну из упомянутого множества вершин переменных, генерируют последовательно для получения последовательности сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных, направляемой в упомянутую отдельную одну из упомянутого множества вершин переменных.В возможном способе полностью обновленное состояние генерируют для каждой контрольной вершины перед сохранением полностью обновленного состояния в буферной памяти для использования в процессе извлечения сообщений C2V. Полностью обновленное состояние – это состояние, которое обновлено полным набором сообщений V2C, соответствующим контрольной вершине, которой соответствует упомянутое состояние. Во время обработки, соответствующей полному графу, будут обновляться многочисленные наборы данных состояния. Многочисленные итерации декодирования, соответствующие графу, обычно осуществляются с каждой итерацией, соответствующей обработке одного полного набора сообщений, используемых для отображения кода с LDPC, используемого для управления декодированием. Состояние контрольной вершины можно обновлять в соответствии с различными итерациями обработки графа в течение одного и того же периода времени при допущении, что состояние контрольной вершины для последующей итерации уже было полностью обновлено в течение предыдущей итерации.Таким образом, в некоторых воплощениях способ включает в себя обновление еще одного набора состояния, соответствующего упомянутой первой контрольной вершине, в качестве части второй итерации обработки сообщений от вершин переменных к контрольным вершинам перед тем, как полностью завершить упомянутое обновление состояния упомянутой, по меньшей мере, одной контрольной вершины в графе, во время упомянутой первой итерации обработки декодирования.В качестве части способа декодирования, облегчающей перекрытие итераций обработки графа, в некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя буферизацию упомянутого полностью обновленного состояния, соответствующего упомянутой первой контрольной вершине, и извлечение сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных из упомянутого буферизованного полностью обновленного состояния. Этап извлечения сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных из упомянутого буферизованного полностью обновленного состояния включает в себя в некоторых воплощениях генерирование множества исходящих сообщений из упомянутого полностью обновленного состояния и хранимой информации о знаке, соответствующего множеству сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных, используемых для генерирования упомянутого полностью обновленного состояния.Некоторые возможные способы декодирования включают в себя полное завершение обновления состояний для первого множества контрольных вершин перед завершением обновлений состояний, соответствующих второму множеству контрольных вершин, при этом обновление состояния для контрольной вершины является полностью завершенным, когда состояние для контрольной вершины обновлено один раз для каждого из множества ребер сообщений, соответствующих упомянутой контрольной вершине. В некоторых воплощениях каждое из первого и второго множеств контрольных вершин включает в себя, по меньшей мере, 20% общего количества контрольных вершин в графе кода с LDPC, отображающего воплощаемую структуру кода с LDPC, используемую для управления декодированием.Операцию обновления состояния можно осуществлять как часть обновления состояния, соответствующего первому множеству контрольных вершин. В некоторых воплощениях обновление первого множества контрольных вершин осуществляют в течение первого периода времени с использованием первого набора сообщений от вершин переменных к контрольным вершинам, при этом способ дополнительно включает в себя: обновление информации о состоянии, соответствующей второму множеству контрольных вершин, во время второго периода времени, причем упомянутое второе множество контрольных вершин включает в себя только контрольные вершины, которые не включены в упомянутое первое множество контрольных вершин, при этом упомянутый второй период времени следует за упомянутым первым периодом времени. В таких воплощениях информацию о контрольных вершинах можно извлекать в разные моменты времени. В одном воплощении способ включает в себя извлечение сообщений от контрольных вершин к вершинам переменных из обновленной информации о состоянии, соответствующей упомянутому первому множеству контрольных вершин, в течение упомянутого второго периода времени. В некоторых воплощениях, которые реализуют этот признак тактирования, первый и второй периоды времени одинаковы по продолжительности. Первый и второй периоды времени могут быть – и часто бывают – отделены друг от друга третьим периодом времени, в течение которого происходит обновление состояния, соответствующего третьему набору контрольных вершин. Это часто происходит, когда используют большие графы, включающие в себя много вершин. В некоторых воплощениях каждое из первого и второго множеств контрольных вершин включает в себя, по меньшей мере, 10% контрольных вершин в графе, соответствующем коду с LDPC, используемому для управления декодированием. В других воплощениях каждое из первого и второго множеств контрольных вершин включает в себя, по меньшей мере, 20% контрольных вершин в графе, соответствующем коду с LDPC, используемому для управления декодированием. В некоторых воплощениях первый период времени составляет менее 40% того времени, которое требуется для обработки N сообщений от вершин переменных к контрольным вершинам, где N равно суммарному количеству ребер сообщений в графе, с