| "НОУ-ХАУ"-всё гениально и просто! |
| главная | изобретения | идея №5 |
открытия |
| передачи голосовых данных по одной радиочастоте |
|
|
| описание | автор | Проект формата многоканальной передачи голосовых данных по одной радиочастоте:
Идея многоканальной передачи данных (например голосовых) по одной радиочастоте позволит повысить пропускную способность беспроводных линий связи и заключается в следующем. На рабочей частоте передается амплитудно-модулированный сигнал делящийся на блоки(b), такты(t) и разряды(r) с амплитудой дискретизированной (n={0,1,2,,к}). Каждый блок передает информацию сопоставимую с 1 колебанием звуковой волны и начинается с синхроимпульса (sy) амплитудой (к), исходя из которого абонентские системы корректируют коэффициенты дискретизации, для безошибочной фильтрации своего канала. Каждая абонентская система имеет свой уникальный идентификатор (number), состоящий из последовательного набора значений (Например: number1={a1,a2,..,as}, где один из элементов ar={u1,u2,..,ur} каждое значение <k). Количество тактов в блоке определяет дискретизацию конечного звукового сигнала (чем больше, тем качественнее звук, однако тем более сложно обрабатывать сигнал). Каждый такт передает абоненту 1 бит информации только в том случае, если в соответствующем разряде идентификатора абонента в такте значение амплитуды сигнала соответствует хотя бы одному значению идентификатора абонента {u1,u2,..,ur}, каждый следующий бит в данном блоке складывается с предыдущим. Т.о. при достижении конца блока накапливается дискретная величина звукового сигнала за 1 период звуковой волны, который затем либо воспроизводится, либо обрабатывается как информационный сигнал, а счетчик величины дискретного сигнала в блоке обнуляется. Многоканальность обеспечивается достаточно простым принципом, суть которого в том, что одновременно сигнал для нескольких абонентов передается основываясь на десятичном представлении двоичного числа, где разряды представления определяют абонента (пример схема 2).С количеством разрядов (наименьших, единичных обрабатываемых системой сигналов) в такте, а также с максимальной величиной дискретизации сигнала связанно максимальное количество абонентов этой системы. Итак, принимаемый абонентом сигнал состоит из блоков, которые начинаются с синхроимпульса, далее передается несколько тактов, в свою очередь состоящих из нескольких разрядов и опять… Частота с которой должен передаваться сигнал по радиочастоте (несущей) будет зависеть от этих параметров, т.е. f(несущая)=(КУЧ)*((r*t+1)*f(звук), где КУЧ – коэффициент умножения частоты; f(звук) – частота звуковая. Из вышесказанного следует, что абонентские системы должны постоянно работать в режиме приема-фильтрации сигнала. Значит, для экономии энергии нужно понижать мощность приемников абонентских станций, и повышать мощность передающих станций, а также снижать частоту сигнала.   На схеме 2 показан общий вид сигнала с информацией (например звуковой) передаваемой для сети из трех абонентов. В этом варианте все очень упрощено: для трех абонентов достаточно величины дискретизации сигнала k равного 8, и лишь по одному разряду r в такте (если мы хотим увеличить количество абонентов, нам придется варьировать показателем величины дискретизации и количеством разрядов в такте для обеспечения уникальности идентификатора абонента (number). Таким образом идентификатор абонента в большой сети может иметь вид ({a1,a2,..,{u1,u2,..,um},..,as}), где {u1,u2,..,um}- множество значений соответствующего разряда идентификатора при которых передаваемые данные могут относится к этому абоненту. Если дискретное значение амплитуды передаваемого сигнала в соответствующем разряде идентификатора rs равно хотя бы одному значению из {u1,u2,..,um}, то абонент добавляет в двоичном счетчике 1 бит. Если до конца такта значение не совпало, то абонент в двоичном счетчике ставит 0. Таким образом до конца блока, а в конце блока накапливается полное значение (например амплитуды звукового сигнала, который в данный период времени нужно воспроизвести динамиком). Вернемся к схеме 2. Красный сигнал - синхроимпульс, все абоненты его "слышат", обнуляют свои счетчики, устанавливают "максимальный уровень" k и готовы "фильтровать" поток данных. Абонент №1 имеет идентификатор number1={1,3,5,7}, второй абонент number2={2,3,6,7}, третий абонент number3={4,5,6,7}. Первый такт, первый и единственный разряд в данной схеме: величина амплитуды сигнала равна 7, исходя из двоичного принципа, это значит, что в этот момент сигнал передается для всех 3-х абонентов, все три абонента в первом двоичном разряде ставят 1. Второй такт, значение амплитуды 4, значит в этот момент сигнал нужен только абоненту №3, он во втором разряде ставит 1 а №1,2 ставят 0. Третий такт, значение 2, следовательно №1,3 ставят 0, №2 - 1 и т.д. Восьмой такт - последний в блоке b1. В этот момент абоненты обрабатывают накопленный сигнал (например воспроизводят звук). Для абонента накопленный сигнал (громкость - амплитуда звукового колебания) равен 209, для №2 - 93, для №3 - 35. И затем начинается второй блок b2, синхросигнал, и т.д. при 8-битном качестве звука В данном примере амплитуду сигнала будем дискретизировать 17 уровнями (от 0 до 16), это позволит нам в 3 разрядах передать данные для 12 абонентов, т.к. в каждом разряде могут передаваться данные для 4-х абонентов (см. Таблицу 1).  В нашем примере идентификатор абонента будет иметь следующий вид number={a1,a2,a3}, где один из элементов as={u1,u2,..,u8}, s={1,2,3}. В идентификаторе самое важное это разряд в представлении, именно его позиция определяет в большей степени его индивидуальность, другие разряды a1, a2,..,as, кроме его определяющего, абонентом просто игнорируются. Во вторую очередь абонента определяет значения амплитуд. В данном случае абоненты будут иметь идентификаторы numberX= num1={{1,3,5,7,9,11,13,15}, , }; num2={{2,3,6,7,10,11,14,15}, , }; num3={{4,5,6,7,12,13,14,15}, , }; num4={{8,9,10,11,12,13,14,15}, , }; num5={ ,{1,3,5,7,9,11,13,15}, }; num6={ ,{2,3,6,7,10,11,14,15}, }; num7={ ,{4,5,6,7,12,13,14,15}, }; num8={ ,{8,9,10,11,12,13,14,15}, }; num9={ , ,{1,3,5,7,9,11,13,15}}; num10={ , ,{2,3,6,7,10,11,14,15}}; num11={ , ,{4,5,6,7,12,13,14,15}}; num12={ , ,{8,9,10,11,12,13,14,15}}; На следующей схеме изображен фрагмент сигнала базовой станции для рассматриваемой сети из 12 абонентов:  Итак, рассмотрим первый блок b1, такт за тактом, разряд за разрядом. Абоненты (n1-n12) будут принимать следующие значения:Такт 1. Такт 2.r1=4, => n1=0, n2=0, n3=1, n4=0; r2=12, => n5=0, n6=0, n7=1, n8=1; r3=15, => n9=1, n10=1, n11=1, n12=1; Такт 3r1=3, => n1=1, n2=1, n3=0, n4=0; r2=5, => n5=1, n6=0, n7=1, n8=0; r3=8, => n9=0, n10=0, n11=0, n12=1; Такт 4.r1=11, => n1=1, n2=1, n3=0, n4=1; r2=9, => n5=1, n6=0, n7=0, n8=1; r3=1, => n9=1, n10=0, n11=0, n12=0; Такт 5.r1=13, => n1=1, n2=0, n3=1, n4=1; r2=6, => n5=0, n6=1, n7=1, n8=0; r3=10, => n9=0, n10=1, n11=0, n12=1; Такт 6.r1=5, => n1=1, n2=0, n3=1, n4=0; r2=9, => n5=1, n6=0, n7=0, n8=1; r3=12, => n9=0, n10=0, n11=1, n12=1; Такт 7.r1=3, => n1=1, n2=1, n3=0, n4=0; r2=2, => n5=0, n6=1, n7=0, n8=0; r3=5, => n9=1, n10=0, n11=1, n12=0; Такт 8.r1=8, => n1=0, n2=0, n3=0, n4=1; r2=14, => n5=0, n6=1, n7=1, n8=1; r3=10, => n9=0, n10=1, n11=0, n12=1; Итого за один блок накоплена следующая величина сигнала: n1 =01111101=125, n2=01001101=77, n3=00110010=50, n4=10011001=153, n5=00101100=44, n6=11010001=209, n7=10010111=151, n8=10101011=171, n9=01001010=74, n10=10010011=147, n11=01100010=98, n12=10110110=182;В конце блока абонентская система воспроизведет звуковой сигнал величиной равной накопленной в счетчике величине продолжительностью такой, чтобы закончить непосредственно перед воспроизведением звукового сигнала считанного в следующем блоке. Частота звукового сигнала будет определяться скоростью передачи блоков (постоянная) модулированная значениями амплитуды (громкости) звукового сигнала. Синхроимпульс имеет амплитуду равную 16 и является самым большим по величине амплитуды сигналом. Слукин Алексей Александрович май 2004 года. alexadms@mail.ru |
Слукин Алексей |
