RU2574080C2 - Method for parallel multi-frequency transmission of digital information using combined multi-position frequency and phase modulation in frequency subchannels - Google Patents
Method for parallel multi-frequency transmission of digital information using combined multi-position frequency and phase modulation in frequency subchannels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574080C2 RU2574080C2 RU2014114702/07A RU2014114702A RU2574080C2 RU 2574080 C2 RU2574080 C2 RU 2574080C2 RU 2014114702/07 A RU2014114702/07 A RU 2014114702/07A RU 2014114702 A RU2014114702 A RU 2014114702A RU 2574080 C2 RU2574080 C2 RU 2574080C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- subcarriers
- frequency
- modulation
- phase
- modulated
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Описание изобретенияDescription of the invention
Изобретение относится к технике многочастотной передачи цифровой информации по каналам связи. Предлагаемый способ целесообразно использовать для реализации модемов в системах цифровой связи. Способ передачи включает комбинирование цифровой многочастотной и многопозиционной фазовой модуляции N OFDM поднесущих, разделенных для модуляции на кластеры (группы) по L поднесущих. В каждом кластере символы многочастотной модуляции передаются выбором R из L поднесущих, из которых P затем модулируются по фазе, a R-P поднесущих остаются немодулированными. На приемной стороне, после выделения в схеме OFDM квадратурных компонент поднесущих, демодуляция выполняется в два этапа: сначала некогерентно демодулируются символы многочастотной модуляции, определив R поднесущих, на втором этапе, используя опорные колебания, сформированные из квадратурных компонент немодулированных R-P поднесущих, когерентно демодулируют P фазомодулированных поднесущих. Технический результат заключается в повышении спектральной эффективности и помехоустойчивости способов многочастотной передачи цифровой информации, не требующих включения в состав передаваемого сигнала специальных тренировочных сигналов или пилот-тонов для оценки состояния канала. Преимущества предлагаемого способа в полной мере реализуются при надежной и устойчивой передаче цифровой информации по каналам с изменяющимися во времени параметрами (быстрыми замираниями).The invention relates to techniques for multi-frequency transmission of digital information over communication channels. The proposed method is advisable to use for the implementation of modems in digital communication systems. The transmission method includes combining digital multi-frequency and multi-position phase modulation of N OFDM subcarriers, divided for modulation into clusters (groups) of L subcarriers. In each cluster, multi-frequency modulation symbols are transmitted by selecting R from L subcarriers, of which P is then phase modulated, and R-P subcarriers remain unmodulated. On the receiving side, after quadrature subcarrier components are selected in the OFDM scheme, demodulation is performed in two stages: first, multi-frequency modulation symbols are incoherently demodulated by defining R subcarriers, in the second stage, using reference oscillations formed from quadrature components of unmodulated RP subcarriers, coherently demodulate P phase modulated subcarriers. The technical result consists in increasing the spectral efficiency and noise immunity of the methods of multi-frequency transmission of digital information that do not require the inclusion of special training signals or pilot tones in the composition of the transmitted signal to assess the state of the channel. The advantages of the proposed method are fully realized with reliable and stable transmission of digital information over channels with time-varying parameters (fast fading).
Настоящее изобретение относится к технике передачи цифровой информации и может быть использовано для реализации модемов в системах цифровой связи. В том числе для одновременной передачи двух и более цифровых информационных потоков разного назначения. Из существующего уровня развития техники известны множество систем передачи цифровой информации, которые осуществляют многочастотную параллельную передачу символов, отображающих цифровую информацию, полученных путем многопозиционной модуляции многочастотных OFDM поднесущих. Структурная схема такой системы показана на фиг. 1.The present invention relates to techniques for transmitting digital information and can be used to implement modems in digital communication systems. Including for the simultaneous transmission of two or more digital information flows for various purposes. From the current level of technology there are many systems for transmitting digital information, which carry out multi-frequency parallel transmission of characters representing digital information obtained by multi-position modulation of multi-frequency OFDM subcarriers. A block diagram of such a system is shown in FIG. one.
Широко известным примером может служить система цифрового телевидения [1]. Другие примеры содержатся в патенте US 7702045 В2, класс H04L 27/06 "Method for estimating wireless channel parameters", дата патента 20.04.2010 г., в патенте US 665442901, класс H04L 25/02, опубликован 25.11.2008 г. "Pilot-aided channel estimation for OFDM in wireless systems". Bo всех вышеприведенных примерах способы оценки состояния канала базируются на включении в состав передаваемого многочастотного сигнала тренировочных символов или пилот-тонов, параметры которых известны на приемной стороне, и, следовательно, они не переносят полезные, т.е. информационные данные, а служат для определения характеристик канала, используя для этого методы статистического оценивания. Недостатками вышеперечисленных технических решений являются значительные затраты как вычислительных ресурсов и ресурсов пропускной способности систем OFDM на передачу пилот-тонов и получения достоверных оценок состояния канала с быстроизменяющимися (в масштабе длительности OFDM символа) параметрами.A widely known example is the digital television system [1]. Other examples are contained in US patent 7702045 B2, class H04L 27/06 "Method for estimating wireless channel parameters", patent date 04/20/2010, in patent US 665442901, class H04L 25/02, published on 11/25/2008, "Pilot -aided channel estimation for OFDM in wireless systems ". In all of the above examples, methods for assessing the channel state are based on the inclusion of training symbols or pilot tones, the parameters of which are known on the receiving side, and, therefore, do not transfer useful ones, i.e. information data, and serve to determine the characteristics of the channel, using statistical estimation methods for this. The disadvantages of the above technical solutions are the significant cost of both computational resources and bandwidth resources of OFDM systems for the transmission of pilot tones and obtaining reliable estimates of the channel state with rapidly changing (in the scale of the OFDM symbol duration) parameters.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ комбинированной (гибридной) модуляции, описанный в [2], в котором N поднесущих системы OFDM, для осуществления многопозиционной частотной модуляции (MFSK) разбиваются на К кластеров содержащих по 4 поднесущих в каждом из них. Поступающий битовый информационный поток распределяется по кластерам: каждому кластеру адресуется пара последовательных бит (дибит) информационного потока, значения дибита, в соответствии с кодом Грея, определяют номер одной из поднесущих в кластере, которая фактически передается в составе группового сигнала OFDM (см. фиг. 2), производя тем самым модуляцию 4FSK.Closest to the claimed technical solution is the combined (hybrid) modulation method described in [2], in which N subcarriers of the OFDM system, for implementing multi-position frequency modulation (MFSK), are divided into K clusters containing 4 subcarriers in each of them. The incoming bit information stream is distributed into clusters: a pair of consecutive bits (dibits) of the information stream is addressed to each cluster, the dibit values, in accordance with the Gray code, determine the number of one of the subcarriers in the cluster, which is actually transmitted as part of the OFDM group signal (see Fig. 2), thereby producing 4FSK modulation.
Для повышения спектральной эффективности системы фазы поднесущих модулируются по закону относительной (дифференциальной) фазовой модуляции (DPSK): значение фазы поднесущей в k-м кластере изменяется относительно значения фазы поднесущей в (k-1)-м кластере в соответствии со значениями бит дополнительного информационного потока. Структурная схема, поясняющая принцип работы прототипа, приведена на фиг. 3.To increase the spectral efficiency of the system, the phases of the subcarriers are modulated according to the law of relative (differential) phase modulation (DPSK): the value of the phase of the subcarrier in the k-th cluster changes relative to the phase value of the subcarrier in the (k-1) -th cluster in accordance with the bit values of the additional information stream . A block diagram explaining the principle of operation of the prototype is shown in FIG. 3.
Процесс демодуляции выполняется в два этапа: на первом определяются переданные поднесущие и соответствующие им дибиты
Заявляемый способ передачи цифровой информации получает основной технический результат в виде сочетания повышения спектральной эффективности и помехоустойчивости надежных и устойчивых способов передачи цифровой информации, не требующих включения в состав передаваемого сигнала специальных тренировочных сигналов или пилот-тонов для реализации на приемной стороне использования специальных процедур оценки параметров канала. Предлагаемый способ возможно использовать для передачи двух потоков данных, поступающих от двух источников. Для этого N-общее число частотных подканалов многочастотной системы разделяют на N/L кластеров (групп), каждый из которых содержит L подканалов. В каждом кластере одновременно параллельно передается по R подканалам комбинация из R тональных поднесущих, отображающая один из возможных символов многотональной многопозиционной частотной модуляции. Общее число символов возможных для передачи в отдельном кластере равно
Другой пример кластера с размером L=8 и R=4 тональными поднесущими Р=2 фазомодулированными поднесущими при передаче поднесущих с частотами fn1<fn2<fn3<fn4, опорными выбирают поднесущие с частотами fn2; fn4. Если организовано целое число кластеров N/L, то число бит передаваемых одновременно равно:Another example of a cluster with the size L = 8 and R = 4 tonal subcarriers P = 2 phase-modulated subcarriers when transmitting subcarriers with frequencies f n1 <f n2 <f n3 <f n4 , the subcarriers with frequencies f n2 are selected as reference; f n4 . If an integer number of N / L clusters is organized, then the number of bits transmitted simultaneously is equal to:
где . - означает целую часть.where . - means the whole part.
Структурная схема модулятора, работа которого описана выше приведена на фиг. 5.The block diagram of the modulator, the operation of which is described above is shown in FIG. 5.
На приемной стороне демодулятор в каждом кластере после разделения OFDM сигнала на отдельные поднесущие и записи квадратурных компонент поднесущих в буферную память выполняет операции последовательно в два этапа: на первом этапе некогерентно демодулируются R поднесущих путем сравнения и выбора R наибольших значений из
Структурная схема, поясняющая работу демодулятора поднесущих одного кластера, приведена на фиг. 6.A block diagram illustrating the operation of a subcarrier demodulator of one cluster is shown in FIG. 6.
Фазовую модуляцию и соответственно демодуляцию возможно осуществить в режиме иерархической модуляции [1, 3]. Для этого на передающей стороне поток информационных данных, подлежащих многократной фазовой модуляции, разделяют на подпотоки низкого и высокого приоритета и в схеме MPSK символы этих потоков отображаются со значениями фаз в соответствии с иерархией данных [1, 3]. Смещение, обусловленное изменением фазовых углов при иерархической модуляции, учитывается в схеме демодулятора, выполняющего разделение подпотоков высокого и низкого приоритета.Phase modulation and, accordingly, demodulation can be implemented in the hierarchical modulation mode [1, 3]. To do this, on the transmitting side, the information data stream subject to multiple phase modulation is divided into low and high priority substreams and in the MPSK scheme the symbols of these streams are displayed with phase values in accordance with the data hierarchy [1, 3]. The offset due to a change in the phase angles during hierarchical modulation is taken into account in the demodulator scheme, which separates the high and low priority sub-flows.
Источники информацииInformation sources
1. Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2), DVB Document A122, June 2008.1. Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2), DVB Document A122, June 2008.
2. M. Wetz, I. PeriǺ¡a, W. Teich and J. Lindner. OFDM-MFSK with Differentially Encoded Phases for Robust Transmission over Fast Fading Channels. 11th International OFDM-Workshop, Hamburg, Germany, August 2006.2. M. Wetz, I. PeriǺ¡a, W. Teich and J. Lindner. OFDM-MFSK with Differentially Encoded Phases for Robust Transmission over Fast Fading Channels. 11th International OFDM-Workshop, Hamburg, Germany, August 2006.
3. A. Schertz, Ch. Weck. Hierarchical modulation - the transmission of two independent DVB-T multiplexes on a single frequency. EBU TECHNICAL REVIEW, April 2003 p/ 1-13.3. A. Schertz, Ch. Weck. Hierarchical modulation - the transmission of two independent DVB-T multiplexes on a single frequency. EBU TECHNICAL REVIEW, April 2003 p / 1-13.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114702/07A RU2574080C2 (en) | 2014-04-14 | Method for parallel multi-frequency transmission of digital information using combined multi-position frequency and phase modulation in frequency subchannels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114702/07A RU2574080C2 (en) | 2014-04-14 | Method for parallel multi-frequency transmission of digital information using combined multi-position frequency and phase modulation in frequency subchannels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014114702A RU2014114702A (en) | 2015-10-20 |
RU2574080C2 true RU2574080C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2774894C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-06-24 | Публичное акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ПАО "Интелтех") | Method for noise-resistant data transmission to globally remote objects |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001065703A2 (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Inari, Inc. | High data-rate powerline network system and method |
WO2007118573A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Telefunken Radio Communication Systems Gmbh & Co. Kg | Digital transmission method |
RU2357364C2 (en) * | 2004-06-18 | 2009-05-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Multiplexing for cellular communication system with several carrier frequencies |
CN103036841A (en) * | 2012-12-07 | 2013-04-10 | 桂林电子科技大学 | Methods of broadband wireless communication, emission and receiving under fast fading channels |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001065703A2 (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Inari, Inc. | High data-rate powerline network system and method |
RU2357364C2 (en) * | 2004-06-18 | 2009-05-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Multiplexing for cellular communication system with several carrier frequencies |
WO2007118573A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Telefunken Radio Communication Systems Gmbh & Co. Kg | Digital transmission method |
CN103036841A (en) * | 2012-12-07 | 2013-04-10 | 桂林电子科技大学 | Methods of broadband wireless communication, emission and receiving under fast fading channels |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
M. WETZ, et al. OFDM-MFSK with Differentially Encoded Phases for Robust Transmission over Fast Fading Channels. 11th International OFDM-Workshop, Hamburg, Germany, August 2006. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2774894C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-06-24 | Публичное акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ПАО "Интелтех") | Method for noise-resistant data transmission to globally remote objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2338326C2 (en) | Method and device for transmission of upstream communication line acknowledgement information in ofdma communication system | |
CN1980214B (en) | Sending method, sending device, receiving method, receiving device | |
US9680669B2 (en) | Wireless interference mitigation | |
US9155024B2 (en) | Radio transmitting apparatus, radio receiving apparatus, and pilot generating method | |
JP4430714B2 (en) | Method and apparatus for uplink high-speed feedback information transmission in orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) communication system | |
KR20070000320A (en) | Method and apparatus for transceiving downlink data to combining receive data in ofdm system | |
CN106712826B (en) | Data transmission method and device | |
JP6814198B2 (en) | Modulation method, demodulation method and equipment for multi-user information transmission | |
CA2720191A1 (en) | Overlay modulation of cofdm using phase and amplitude offset carriers | |
JP2011250451A (en) | Information transmission method for transmitting coded signal in multicarrier communication | |
WO2000052861A1 (en) | Transmitting device and method, and providing medium | |
WO2008069556A1 (en) | Amplitude-differential phase shift keying modulation apparatus and method | |
RU2574080C2 (en) | Method for parallel multi-frequency transmission of digital information using combined multi-position frequency and phase modulation in frequency subchannels | |
US7764712B2 (en) | Radio transmitting apparatus, radio receiving apparatus, radio transmitting method and radio receiving method | |
Khare et al. | Effect of Doppler frequency and ber in FFT based OFDM system with Rayleigh fading channel | |
US20060002288A1 (en) | Transmission apparatus and method and providing medium thereof | |
KR100959899B1 (en) | Wireless signal transmission method | |
CN104468453A (en) | Phase blind estimation method suitable for optical orthogonal frequency division multiplexing transmission system | |
KR20110043438A (en) | Broadcast signal transmitting and receiving device and method | |
KR101100208B1 (en) | Apparatus and method for transmitting data using multiple carriers | |
US8976899B2 (en) | Apparatus and method for transmitting/receiving data in mobile communication system | |
CN101091345A (en) | Wireless transmitting device, wireless receiving device, wireless transmitting method, and wireless receiving method | |
Mishra et al. | Enhancing Quality of Service using OFDM Technique for Next Generation Network | |
KR20080094430A (en) | Signal Transceiver and Transceiver Method | |
JP2009124762A (en) | Transmitter |