RS66224B1 - Postupak i sistem cdma bezbednosnog kodiranјa, i postupak i sistem cdma bezbednosnog dekodiranјa - Google Patents

Description

Opis

OBLAST TEHNIKE

[0001] Predmetna objava pripada tehničkoj oblasti železničke komunikacije, a posebno se odnosi na postupak i sistem CDMA bezbednosnog kodiranja i dekodiranja.

STANJE TEHNIKE

[0002] Da bi se prilagodila brzom razvoju kineskih brzih železnica i putničkih linija i da bi garantovala bezbednost železničkog transporta, Kina je uspešno razvila kineski sistem kontrole vozova, koji je podeljen na nivoe primene 0-4 prema funkcionalnim zahtevima i konfiguraciji.

[0003] Kontinuiranim razvojem kineskih železnica na evropskom železničkom tržištu, postepeno se uočava da sistemi upravljanja vozovima železnica u Evropi imaju složen sistem, a različiti sistemi upravljanja vozovima nisu u potpunosti kompatibilni, pa je stoga neophodno da se razvije odgovarajući način prenosa signala i uređaj koji ispunjavaju zahteve za međusobnu povezanost i komunikaciju evropskog sistema kontrole rada železnice.

[0004] Postojeći evropski sistem kontrole rada vozova ima loše performanse protiv smetnji, pogodan je samo za prenos na kratke udaljenosti, ima visok procenat bitova primljenih sa greškom i visok prag osetljivosti prijema, nije sposoban za višestruki prijem, itd., zbog upotrebe signalnih sistema kao što su modulacija sa frekventnim pomerajem (FSK - Frequency Shift Keying), modulacija faznim pomerajem (PSK - Phase Shift Keying) i slično.

[0005] US2003/161411 A1 stavlja na uvid javnosti dvofazni ultraširokopojasni predajnik koji komunicira dvofazni vremenski modulisani UVB signal dvofaznom vremenski modulisanom koherentnom prijemniku. Predajnik vrši operaciju kodiranja izvora i kanala na podacima u koderu. Izvorno kodiranje može biti diferencijalno kodiranje. Izlaz kodera se obezbeđuje digitalnom koderu, koji proizvodi dužinu i digitalni kod koji kodira podatke sa određenim korisničkim kodom za pojedinačnog korisnika ili uslugu. Dužina i tip koda mogu biti tipični kodovi poput onih koji se koriste u CDMA sistemima. Izlaz digitalnog kodera se obezbeđuje dvofaznom selektoru talasa i analognom koderu, koji preslikava odgovarajuće izlaze iz digitalnog kodera u određeni analogno kodiran vremenski malotalasni niz. Izlaz selektora i kodera se obezbeđuje kolu za predkondicioniranje koje može proći filtre i čistiti signal pre pojačanja i prenosa.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0006] Da bi se zadovoljile potrebe stanja tehnike, predmetna objava obezbeđuje postupak i sistem CDMA bezbednosnog kodiranja i dekodiranja, koji može da ispuni zahteve za međusobnim povezivanjem i interkomunikacijom evropskog sistema kontrole rada železnice, i rešava problem koji postojeći evropski sistem kontrole rada železnice ima: loše performanse protiv smetnji, pogodan je samo za prenos na kratke udaljenosti, ima visok procenat bitova primljenih sa greškom i visok prag osetljivosti prijema, nije sposoban za višestruki prijem, itd., zbog upotrebe signalnih sistema kao što su modulacija sa frekventnim pomerajem (FSK), modulacija faznim pomerajem (PSK) i slično.

[0007] Predmetna objava je sprovedena kroz tehnička rešenja definisana u priloženim patentnim zahtevima.

[0008] U poređenju sa najbližim stanjem tehnike, tehničko rešenje predmetne objave ima sledeće korisne efekte:

[0009] Predmetna objava obezbeđuje postupak CDMA bezbednosnog kodiranja. Prvo, digitalni signal se prima za generisanje signala osnovnog opsega, zatim se signal osnovnog opsega kodira da bi se dobio kodirani signal osnovnog opsega, a zatim se izvodi CDMA kodiranje na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio CDMA kodirani signal. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja je novi postupak CDMA bezbednosnog kodiranja i dekodiranja koji je usklađena sa modulom prenosa u kružnoj ruti evropskog sistema kontrole rada železnice, što doprinosi međusobnom povezivanju i međusobnoj komunikaciji evropskog sistema kontrole rada železnice.

[0010] Predmetna objava obezbeđuje postupak CDMA bezbednosnog kodiranja i dekodiranja, tako da prenos vazdušnog interfejsa voz-zemlja na železničkom signalnom uređaju evropskog sistema kontrole rada železnice koristi CDMA signalni sistem, i u poređenju sa konvencionalnim signalnim sistemima, kao što je npr. FSK, PSK i slično, CDMA signalni sistem ima prednosti visokih performansi protiv smetnji, izuzetno nizak procenat bitova primljenih sa greškom, veće udaljenosti prenosa, ekstremno nizak prag osetljivosti prijema, višestruki prijem i slično.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

[0011] Da bi se jasnije objasnila tehnička rešenja predmetne objave ili tehnička rešenja u stanju tehnike, slike nacrta koji treba da se koriste u opisu tehničkih rešenja ili stanja tehnike biće ukratko predstavljeni u nastavku. Očigledno, slike nacrta u sledećem opisu su samo neka od tehničkih rešenja predmetne objave. Prosečan stručnjak u tehnici može dobiti druge slike nacrta na osnovu ovih slika nacrta bez kreativnih napora.

Slika 1 je opšti shematski dijagram toka postupka CDMA bezbednosnog kodiranja prema predmetnim tehničkim rešenjima;

Slika 2 je strukturni blok dijagram generisanja signala osnovnog opsega predmetnih tehničkih rešenja;

Slika 3 je strukturni blok dijagram obrade sprege analognog signala i kodiranog digitalnog signala prema predmetnim tehničkim rešenjima;

Slika 4 prikazuje strukturni blok dijagram kodiranja signala osnovnog opsega;

Slika 5 je strukturni blok dijagram CDMA kodiranja predmetnih tehničkih rešenja; i Slika 6 je strukturni blok dijagram CDMA dekodiranja predmetnih tehničkih rešenja.

DETALJAN OPIS

[0012] Tehnička rešenja predmetne objave će biti jasno i potpuno opisana u daljem tekstu u vezi sa tehničkim rešenjima predmetne objave. Očigledno, opisana tehnička rešenja su samo deo tehničkih rešenja predmetne objave, a ne sva tehnička rešenja.

[0013] Opšta CDMA tehnologija je standard mobilne komunikacije, koji se uglavnom primenjuje u oblasti industrijskog modula za prenos podataka. Koristi korelaciju sekvence koda da bi se postigla komunikacija sa višestrukim pristupom, a prenosni prenosnik je modulisan i digitalnim signalom osnovnog opsega i adresnim kodom. Podela se sprovodi i identifikuje prema različitim strukturama šablona koda, a pseudo-slučajni kod se generalno bira kao adresni kod. Opšta CDMA tehnologija je bežična komunikaciona tehnologija šireg spektra koja se pojavljuje u procesu digitalne mobilne komunikacije i ima karakteristike visoke stope iskorišćenja spektra, visokog kvaliteta glasa, visoke poverljivosti, niske stope prekida poziva, niskog elektromagnetnog zračenja, velikog kapaciteta, široke pokrivenosti i slično.

[0014] Tehničko rešenje obezbeđuje sistem CDMA bezbednosnog kodiranja, sistem CDMA bezbednosnog kodiranja koji uključuje uređaj za generisanje signala osnovnog opsega, uređaj za kodiranje osnovnog opsega i uređaj za CDMA kodiranje.

[0015] Pri čemu uređaj za generisanje signala osnovnog opsega uključuje jedinicu za D/A konverziju, jedinicu za diferencijalno dvofazno kodiranje, jedinicu za kondicioniranje i pojačavanje, jedinicu za međusobnu spregu, jedinicu za regrupisanje, jedinicu za obradu, jedinicu za poređenje, kontrolnu jedinicu, jedinicu za praćenje podataka, jedinicu za prikaz i jedinicu za izolovano uzorkovanje.

[0016] Kada ulazni terminal jedinice za D/A konverziju prima prvi taktni signal, izlazni terminal jedinice za D/A konverziju komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za kondicioniranje i pojačavanje, a izlazni terminal jedinice za kondicioniranje i pojačavanje komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za međusobnu spregu.

[0017] Ulazni terminal diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje prima signal podataka i drugi taktni signal, a izlazni terminal diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za međusobnu spregu.

[0018] Izlazni terminal jedinice za međusobnu spregu je konfigurisan da emituje signal osnovnog opsega.

[0019] Ulazni terminal jedinice za praćenje podataka prima izlazni signal diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje i vrši zaštitu od kratkog spoja na izlaznim signalima diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje i jedinice za D/A konverziju i izlazni terminal jedinice za praćenje podataka šalje informacije o praćenju na jedinicu za prikaz.

[0020] Ulazni terminal jedinice za regrupisanje prima izlazni signal jedinice za diferencijalno dvofazno kodiranje, izlazni terminal jedinice za regrupisanje komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za obradu, izlazni terminal jedinice za obradu komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za poređenje, izlazni terminal jedinice za poređenje komunicira sa ulaznim terminalom kontrolne jedinice i ulaznim terminalom diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje, a izlazni terminal kontrolne jedinice komunicira sa ulaznim terminalom diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje.

[0021] Izolovana jedinica za uzorkovanje komunicira sa izlaznim terminalom jedinice za međusobnu spregu, izolovana jedinica za uzorkovanje uključuje paralelni opadajući transformator i serijski strujni transformator, paralelni opadajući transformator vrši naponski izolovano uzorkovanje na izlaznom signalu osnovnog opsega jedinice za međusobnu spregu, a serijski strujni transformator vrši strujno izolovano uzorkovanje na izlaznom signalu osnovnog opsega jedinice za međusobnu spregu.

[0022] Uređaj za kodiranje osnovnog opsega uključuje jedinicu za smetnje, jedinicu za konverziju podataka, jedinicu za skremblovanje i jedinicu za proračun; ulazni terminal jedinice za smetnje prima signal osnovnog opsega, izlazni terminal jedinice za smetnje komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za konverziju podataka, izlazni terminal jedinice za konverziju podataka komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za skremblovanje, izlaz terminal jedinice za skremblovanje komunicira sa ulaznim terminalom jedinice za proračun, a izlazni terminal jedinice za proračun je konfigurisan da emituje kodirani signal osnovnog opsega.

[0023] Uređaj za CDMA kodiranje uključuje jedinicu za dekodiranje, jedinicu za diferencijalnu modulaciju, jedinicu za modulaciju proširenog spektra, jedinicu za modulaciju prenosnika, jedinicu za pojačavanje i filtriranje signala i jedinicu fazno zatvorene petlje.

[0024] Kada jedinica za dekodiranje uključuje diferencijalnu dvofaznu jedinicu za dekodiranje i Barkerovu jedinicu za dekodiranje;

Jedinica za modulaciju proširenog spektra uključuje modul za pokretanje koda proširenog spektra i modul za CDMA modulaciju;

Jedinica za modulaciju prenosnika uključuje izvor signala prenosnika i modul za BPSK modulaciju; i

Jedinica za pojačavanje i filtriranje signala uključuje pojačalo snage i filtar.

[0025] Prvi ulazni terminal diferencijalne dvofazne jedinice za dekodiranje prima kodirani signal osnovnog opsega, izlazni terminal diferencijalne dvofazne jedinice za dekodiranje komunicira sa prvim ulaznim terminalom Barkerove jedinice za dekodiranje, izlazni terminal Barker jedinice za dekodiranje komunicira sa prvim ulaznim terminalom jedinice za diferencijalnu modulaciju, izlazni terminal jedinice za diferencijalnu modulaciju komunicira sa prvim ulaznim terminalom modula za CDMA modulaciju, prvi ulazni terminal modula za pokretanje koda proširenog spektra je konfigurisan da podesi kod proširenog spektra, a izlazni terminal modula za pokretanje koda proširenog spektra komunicira sa drugim ulaznim terminalom modula za CDMA modulaciju.

[0026] Izlazni terminal modula za CDMA modulaciju komunicira sa prvim ulaznim terminalom modula za BPSK modulaciju, izlazni terminal prenosnika signala komunicira sa drugim ulaznim terminalom modula za BPSK modulaciju, a izlazni terminal modula za BPSK modulaciju je povezan na ulazni terminal pojačivača snage, izlazni terminal pojačavača snage je povezan sa ulaznim terminalom filtra, a izlazni terminal filtra emituje CDMA kodirani signal.

[0027] Ulazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje prima kodirani signal osnovnog opsega, a jedinica fazno zatvorene petlje ima više izlaznih terminala; prvi izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje komunicira sa drugim ulaznim terminalom diferencijalne dvofazne jedinice za dekodiranje, drugi izlazni terminal komunicira sa drugim ulaznim terminalom Barkerove jedinice za dekodiranje, treći izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje komunicira sa drugim izlaznim terminalom jedinice za diferencijalnu modulaciju i drugim izlaznim terminalom modula za pokretanje koda proširenog spektra, a četvrti izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje komunicira sa trećim ulaznim terminalom modula za pokretanje koda proširenog spektra.

[0028] Kao što je prikazano na sl. 1, dat je postupak za izvođenje CDMA kodiranja korišćenjem sistema CDMA bezbednosnog kodiranja, koji je posebno opisan na sledeći način:

S1: uređaj za generisanje signala osnovnog opsega prima digitalni signal za generisanje signala osnovnog opsega, kao što je prikazano na sl.2, konkretno:

Jedinica za D/A konverziju prima prvi taktni signal, prvi taktni signal, na primer, dolazi iz modula polja programabilnih kapija (FPGA), FPGA modul je poželjno smešten u funkcionalni modul sa dvostrukim poređenjem 2 od 2 i bezbednosnom samoproverom, a jedinica za D/A konverziju konvertuje prvi taktni signal da bi se dobio analogni signal i emituje analogni signal; slika pokazuje da postoje dva prva taktna signala, jedinica za D/A konverziju prima dva prva taktna signala, D/A modul za konverziju generiše analogne signale od dva primljena prva taktna signala pomoću digitalnog brojača, a konkretno, digitalni brojač koristi jedan od prvih taktnih signala kao signal podataka, a drugi prvi taktni signal kao takt za brojanje, i digitalni brojač vrši mešovitu akumulaciju na izlaznom terminalu, a zatim generiše analogne signale kroz obradu operacijepojačavanja; i analogni signali se prenose u jedinicu za međusobnu spregu nakon što su podvrgnuti nizu kondicione obrade operacije i pojačanja i „push-pull-a“ jedinice za kondicioniranje i pojačavanje.

[0029] Diferencijalna dvofazna jedinica za kodiranje prima signal podataka i drugi taktni signal, signal podataka na primer dolazi od CPU jedinice, CPU jedinica je poželjno smeštena u funkcionalni modul sa dvostrukim poređenjem 2 od 2 i bezbednosnom samoproverom, drugi taktni signal dolazi i od FPGA modula, diferencijalno dvofazno kodiranje se vrši na signalu podataka da bi se dobio kodirani digitalni signal, a kodirani digitalni signal je izlaz; slike nacrta pokazuju da jedinica za diferencijalno dvofazno kodiranje prima četiri signala podataka za diferencijalno dvofazno kodiranje, a konkretno, JK „flip-flop“ je konfigurisan da izvrši diferencijalno dvofazno hardversko kodiranje na četiri signala podataka dvostrukom frekvencijom brzine prenosa podataka kako bi dobio kodirane digitalne signale, a kodirani digitalni signali se prenose do jedinice za međusobnu spregu.

[0030] Jedinica za međusobnu spregu prima analogni signal i kodirani digitalni signal, i obavlja obradu sprege analognog signala i kodiranog digitalnog signala da bi se dobio signal osnovnog opsega, i konkretno, izvode se mešanje i superpozicija dva u jedan na analognom signalu i kodiranom digitalnom signalu sintetičkim transformatorom sa specifičnim odnosom transformacije. Primera radi, kao što je prikazano na sl.3, prvi primarni namotaj (ulazni terminali 1 i 2) unose analogne signale, drugi primarni namotaj (ulazni terminali 3 i 5) unose kodirane digitalne signale, a sekundarni kalem (izlazni terminali 7 i 9) emituje mešovite i superponovane signale osnovnog opsega, pri čemu je odnos navoja prvog primarnog namotaja u odnosu na sekundarni namotaj 35/92, a odnos zavoja drugog primarnog navoja prema sekundarnom 104/92 (odnosno 26/23), a zatim je zadovoljena potreba za stvaranjem aliasa izlaza amplitude signala od 14-18V i amplitude signala od 20-23V, čime se generiše signal osnovnog opsega koji je u skladu sa evropskom standardnom regulativom, a na primer, bitovi signala osnovnog opsega su 830 bita ili 210 bita.

[0031] Kao poželjno tehničko rešenje, tehničko rešenje dalje koristi jedinicu za praćenje podataka za prijem kodiranog digitalnog signala i nadgledanje kodiranog digitalnog signala, a izlaz analognog signala i kodiranog digitalnog signala se prekida ako rezultat praćenja pokaže da je kodirani digitalni signal signal kratkog spoja, a konkretno: jedinica za praćenje podataka prati kodirani digitalni signal na način da upoređuje kodirani digitalni signal sa unapred zadatom graničnom vrednošću, a ako je kodirani digitalni signal veći od unapred zadate granične vrednosti, označava da je kodirani digitalni signal signal kratkog spoja, i u tom trenutku jedinica za praćenje podataka šalje poruku upozorenja jedinici za D/A konverziju i diferencijalnoj dvofaznoj jedinici za kodiranje kako bi olakšala jedinici za D/A konverziju i diferencijalnoj dvofaznoj jedinici za kodiranje da prekine izlaz analognog signala i kodiranog digitalnog signala, kako bi se realizovala zaštita izlaznih signala diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje i jedinice za D/A konverziju, čime se garantuje sigurnost izlaznog signala jedinice za međusobnu spregu.

[0032] Takođe, jedinica za displej prima rezultate nadzora jedinice za praćenje podataka (sl. 2 pokazuje da je primljeno 8 rezultata praćenja), i ako rezultat praćenja pokaže da je kodirani digitalni signal signal kratkog spoja, jedinica za displej će na odgovarajući način prikazati stanje kratkog spoja; a ako rezultat praćenja pokaže da je kodirani digitalni signal, signal otvorenog kola, jedinica za displej na odgovarajući način prikazuje stanje otvorenog kola, i stoga je pogodno za spoljno osoblje da posmatra interna stanja otvorenog i kratkog spoja.

[0033] Dalje, kao poželjno tehničko rešenje, tehničko rešenje dalje koristi jedinicu za regrupisanje da ponovo prikupi kodirani digitalni signal. Konkretno, jedinica za regrupisanje ponovo prikuplja 8 kodiranih digitalnih signala, jedinica za regrupisanje prenosi 8 kodiranih digitalnih signala jedinici za obradu, jedinica za obradu prima i dekodira regrupisane kodirane digitalne signale da bi dobila dekodirane digitalne signale, a dekodirani digitalni signali se prenose u jedinicu za poređenje, jedinica za poređenje upoređuje dekodirane digitalne signale sa signalom podataka, ako su dekodirani digitalni signali konzistentni sa signalom podataka, kodirani digitalni signali izlaze direktno kroz diferencijalnu dvofaznu jedinicu za kodiranje, a ako su dekodirani digitalni signali u suprotnosti sa signalom podataka, kodirani digitalni signali se prekidaju pod kontrolom kontrolne jedinice, a konkretno, kontrolna jedinica prenosi četiri kontrolna signala do diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje, i izlaz kodiranih digitalnih signala se prekida nakon što jedinica za diferencijalno dvofazno kodiranje primi kontrolne signale, što dalje garantuje tačnost izlaznog signala jedinice za međusobnu spregu.

[0034] Dalje, kao poželjno tehničko rešenje, tehničko rešenje dalje koristi izolovanu jedinicu za uzorkovanje za obavljanje izolovanog uzorkovanja signala osnovnog opsega, a posebno, jedinica za izolovano uzorkovanje je konfigurisana da izvodi naponsko izolovano uzorkovanje na signalu osnovnog opsega modula za međusobnu spregu kroz paralelni opadajući transformator i strujno izolovano uzorkovanje kroz serijski strujni transformator, a detektuje se abnormalan izlaz podataka osnovnog opsega, čime se garantuje efikasan izlaz podataka jedinice za međusobnu spregu.

[0035] S2: jedinica za kodiranje osnovnog opsega kodira signal osnovnog opsega da bi se dobio kodirani signal osnovnog opsega; konkretno:

Jedinica za smetnje prima signal osnovnog opsega (primer korisničkih podataka od 830 bita ili 210 bita kao što je prikazano na sl.4) i vrši obradu smetnji da bi dobila poremećene podatke i šalje ih jedinici za konverziju podataka; konkretno, 32-bitni registar pomeranja linearne povratne sprege karakterističnog polinoma h (x) = =x<32>+x<31>+x<30>+x<29>+x<27>+x<25>+ ... 1 se koristi za obradu smetnji na korisničkim podacima od 830 bita ili 210 bita, gde je početna vrednost S karakterističnog polinoma jednaka (2801775573·B)mod2<32>, a B je decimalni prikaz izabranih 12 bitova poremećaja.

[0036] Jedinica za konverziju podataka prima poremećene podatke i vrši konverziju podataka da bi dobila konvertovane podatke i šalje ih jedinici za skremblovanje. Primera radi, poremećeni podaci se konvertuju iz 10 bitova u 11 bitova da bi se dobili konvertovani podaci od 913 bitova ili 23 1 bita; konkretno, poremećeni podaci se grupišu u redosledu izlaza po kodnoj reči po 10 bitova, a zatim se unapred definisana tabela konverzije iz 10 bitova u 11 bitova koristi za obavljanje konverzije podataka za svaku kodnu reč od 10 bitova iz 10 bitova u 11 bitova. Postupak konverzije je opisan na sledeći način: binarna kodna reč od 10 bitova je predstavljena decimalnim x, zatim se x-ti 11-bitni blok podataka pronalazi iz definisane tabele konverzije, a 11-bitni blok podataka je tada kodna reč od 11 bitova koja se dobija nakon konverzije 10-bitne kodne reči.

[0037] Jedinica za skremblovanje prima konvertovane podatke i dodaje kontrolne bitove i bitove poremećaja konvertovanim podacima da bi se dobili skremblovani podaci i šalje ih jedinici za proračun. Primera radi, kontrolni bitovi su 3 bita, a bitovi poremećaja su 12 bitova.

[0038] Jedinica za proračun prima šifrovane podatke, bira dodatne bitove za skremblovanje koji ispunjavaju uslove, izračunava bitove za proveru, a zatim dodaje dodatne bitove za isecanje (trimovanje) i bitove za proveru skremblovanim podacima da bi dobila kodirani signal osnovnog opsega sa specifičnim bitovima, i na primer, dodatni bitovi za isecanje su 10 bitova, bitovi za proveru su 85 bitova, a bitovi kodiranog signala osnovnog opsega su 1023 bita ili 341 bit.

[0039] S3: Uređaj za CDMA kodiranje sprovodi CDMA kodiranje na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi dobio CDMA kodirani signal, kao što je prikazano na sl.5, koji uključuje: S3-1: dekodiranje kodiranog signala osnovnog opsega (tj. korisničkih podataka na sl. 5) da bi se dobio dekodirani signal osnovnog opsega, konkretno kako sledi:

Prvi ulazni terminal diferencijalne dvofazne jedinice za dekodiranje prima kodirani signal osnovnog opsega, izvodi diferencijalno dvofazno dekodiranje na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi dobio početni dekodirani signal, i na primer, diferencijalna dvofazna jedinica za dekodiranje izvodi dekodiranje diferencijalnog dvofaznog nivoa (DBPL) na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio početni dekodirani signal.

[0040] Prvi ulazni terminal Barkerove jedinice za dekodiranje prima početni dekodirani signal i izvodi Barkerovo dekodiranje na početnom dekodiranom signalu da bi dobio dekodirani signal osnovnog opsega (označen kao binarni podaci na sl. 5), i na primer, Barkerova jedinice za dekodiranje konvertuje početni dekodirani signal u Barkerov kod 11100010010 11-bitnog podintervala, zatim se Barkerov kod 1110001001011-bitnog podintervala demodulira u logičku 1, a inverzni kod Barkerovog koda 11-bitnog podintervala se demodulira u logičku 0 za dobijanje dekodiranog signala osnovnog opsega.

[0041] S3-2: modulacija se izvodi na dekodiranom signalu osnovnog opsega, modulacija uključuje diferencijalnu modulaciju, modulaciju proširenog spektra i modulaciju prenosnika sekvencijalno, i konačno se dobija signal frekvencije prenosnika, koji je posebno opisan na sledeći način:

S3-2-1: prvi ulazni terminal jedinice za diferencijalnu modulaciju prima kodirani signal osnovnog opsega i vrši diferencijalnu modulaciju na dekodiranom signalu osnovnog opsega da bi dobio diferencijalno modulisani signal, i posebno, jedinica za diferencijalnu modulaciju vrši DBPL modulaciju na dekodiranom signalu osnovnog opsega za dobijanje diferencijalno modulisanog signala (sl. 5 prikazuje diferencijalne podatke) i šalje ga na CDMA modulacioni modul.

S3-2-2: jedinica za modulaciju proširenog spektra vrši modulaciju šireg spektra na diferencijalno modulisanom signalu da bi dobila signal sa proširenim spektrom, konkretno: Modul za pokretanje koda proširenog spektra je konfigurisan da generiše adresni kod za CDMA modulaciju proširenog spektra, a zatim se adresni kod (to jest, sekvenca podintervala na sl. 5) šalje modulu za CDMA modulaciju. Primera radi, bitovi adresnog koda su 472-bitni.

[0042] Prvi ulazni terminal modula za CDMA modulaciju prima diferencijalno modulisani signal, a njegov drugi ulazni terminal prima adresni kod, a modulacija šireg spektra direktnog niza se vrši na signalu diferencijalne modulacije i adresnom kodu da bi se dobio modulisani signal proširenog spektra (to jest, modulacioni podinterval na sl.5), a modulisani signal proširenog spektra se prenosi na modul za BPSK modulaciju.

[0043] S3-2-3: jedinica za modulaciju prenosnika vrši modulaciju prenosnika na modulisanom signalu proširenog spektra da bi dobila signal frekvencije prenosnika; konkretno:

Izvor signala prenosnika generiše prenosnik za modulaciju prenosnika, a prenosnik se šalje modulu za BPSK modulaciju.

[0044] Modul za BPSK modulaciju prima signal prenosnika i modulirani signal proširenog spektra za modulaciju prenosnika, tako da se modulirani signal proširenog spektra širi N puta da bi se dobio signal frekvencije prenosnika (to jest, CDMA signal na sl.5). Poželjno je da modul za BPSK modulaciju koristi prenosnik za proširivanje modulisanog signala proširenog spektra za 3 puta da generiše signal frekvencije prenosnika od 13,545 MHz.

[0045] S3-3: jedinica za pojačavanje i filtriranje signala vrši pojačavanje i obradu filtriranja signala frekvencije prenosnika, konkretno,

pojačavač snage obavlja obradu pojačavanja na signalu frekvencije prenosnika bez izobličenja snage, a zatim prenosi pojačani signal filtru, a filtar prima pojačani signal za obradu filtriranjem kako bi se garantovao kvalitet prenosa signala frekvencije prenosnika, tj. procenat greške u bitovima je manji od 10<-5>, neželjena amplitudna modulacija nije veća od 7% itd., i konačno se dobija signal kodiran u CDMA, to jest, signal kodiran u CDMA (tj. signal linije petlje na sl.5) koji je u skladu sa sistemom signala koji prima prenosni modul linije petlje evropskog sistema upravljanja radom vozova.

[0046] Kao poželjno tehničko rešenje, ovo tehničko rešenje dalje koristi jedinicu fazno zatvorene petlje da garantuje sinhronizaciju obrade kodiranog signala osnovnog opsega, konkretno, ulazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje je konfigurisan da prima kodirani signal osnovnog opsega.

[0047] Tada prvi izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje emituje signal na drugi ulazni terminal diferencijalne dvofazne jedinice za dekodiranje, drugi izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje emituje signal na drugi ulazni terminal Barkerove jedinice za dekodiranje, treći izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje emituje signal na drugi izlazni terminal jedinice za diferencijalnu modulaciju i drugi izlazni terminal modula za pokretanje koda proširenog spektra, i četvrti izlazni terminal jedinice fazno zatvorene petlje emituje signal na treći ulazni terminal modula za pokretanje koda proširenog spektra, čime kontroliše fazu i frekvenciju u povezanim procesima obrade signala diferencijalne dvofazne jedinice za dekodiranje, Barkerove jedinice za dekodiranje, jedinice za diferencijalnu modulaciju i modul za pokretanje koda proširenog spektra da ostanu sinhronizovani sa onima ulaznog kodiranog signala osnovnog opsega.

[0048] U skladu sa postupkom CDMA kodiranja, ovo tehničko rešenje dalje obezbeđuje sistem za CDMA dekodiranje i postupak dekodiranja. Dekodirani kod proširenog spektra se prenosi do modula za prenos linije petlje preko vazdušnog interfejsa u signalnom sistemu različitom od FSK preko evropskog standardnog transpondera signalnog uređaja, a modul za prenos linije petlje vrši CDMA dekodiranje sa dekodiranim kodom proširenog spektra, i primera radi, evropski standardni transponder koji se koristi u ovom tehničkom rešenju je svedeni evropski standardni transponder koji je u skladu sa ss-036.

[0049] Konkretno, kao što je prikazano na sl. 6, jedinica za CDMA dekodiranje uključuje pojasno propusni filter (BPF - Band-Pass Filter), A/D modul, digitalni modul za konverziju na niže vrednosti, modul za obradu interferencije signala osnovnog opsega i modul za demodulaciju, modul digitalne konverzije na niže nivoe uključujući niskopropusni filter (LPF - Low-Pass Filter) i modul za uzorkovanje.

[0050] Postupak za CDMA dekodiranje posebno uključuje:

prijem CDMA kodiranog signala (tj. r(t) na sl.6) pomoću propusnog filtera, izvođenje vanpojasnih šumova i potiskivanja signala smetnji na CDMA kodiranom signalu, a zatim prenošenje filtriranog signala na A/D modul.

[0051] A/D modul realizuje uzorkovanje propusnosti srednjeg opsega, dobija digitalni signal srednje frekvencije i prenosi ga do modula digitalne konverzije na niže vrednosti; pri čemu A/D modul koristi kristal od 108,38 MHz za uzorkovanje, sa širinom bita od 14 bita, a brzina uzorkovanja je 8 puta veća od signala CDMA prenosnika, koji se može prilagoditi scenarijima signala sa velikim DC pomakom i visokim dinamičkim opsegom.

[0052] Modul digitalne konverzije na nižu frekvenciju prima digitalni signal srednje frekvencije i pretvara signal srednje frekvencije u signal osnovnog opsega, to jest, frekvencija prenosnika signala srednje frekvencije se uklanja da bi se vratila u CDMA kodirani signal osnovnog opsega. U cilju boljeg potiskivanja signala rafalnih smetnji, obrada interferencije se vrši na digitalnom signalu srednje frekvencije kako bi se smanjila sinhronizacija prenosnika i greške pri preuzimanju koda. Obrada interferencije signala srednje frekvencije se realizuje u modulu digitalne konverzije na niže vrednosti, konkretno, digitalni signal srednje frekvencije prolazi kroz niskopropusni filter, a niskopropusni filter ima karakteristiku ravnog transponovanog opsega i karakteristiku grupnog kašnjenja, tako da ciljni signal može da prođe kroz niskopropusni filter bez izobličenja/distorzije, a u međuvremenu ima veoma strm prelazni opseg, tako da se može obezbediti veoma dobra sposobnost supresije susednog kanala. Uoobičajeni opseg mogućnosti supresije susednog kanala niskopropusnog filtra je 30-90dB, a digitalni signal srednje frekvencije potisnut niskopropusnim filterom se uzorkuje od strane modula za uzorkovanje da bi se vratio u CDMA kodirani signal osnovnog opsega.

[0053] I kao rezervna kopija prikazana na slikama nacrta, ovo tehničko rešenje deli digitalni signal srednje frekvencije na dva kanala za obradu smetnji, odnosno, obrada interferencije signala srednje frekvencije se realizuje kroz kanal I i kanal Q, redom, tako da se izbegne kada je jedan od kanala neispravan, i da drugi kanal može normalno da obavlja operaciju obrade interferencije signala srednje frekvencije. Modul za obradu interferencije signala osnovnog opsega eliminiše moguće smetnje susednog kanala i jednotonske signala interferencije i slično linije evropske petlje iz CDMA kodiranog signala osnovnog opsega da bi filtrirao komponentu frekvencije konvertovanu naniže.

[0054] Modul za demodulaciju rekonstruiše CDMA kodirani signal osnovnog opsega prema poznatom broju adresnog koda proširenog spektra da bi dobio CDMA dekodirani signal, a slike nacrta pokazuju upotrebu BPSK demodulacionog režima.

[0055] Gorenavedena tehnička rešenja se koriste samo za prikaz, a ne za ograničavanje tehničkih rešenja predmetnog pronalaska. Iako je predmetni pronalazak detaljno opisan u vezi sa gorenavedenim tehničkim rešenjima, njegov obim je definisan samo priloženim patentnim zahtevima.

Claims (12)

Patentni zahtevi

1. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja, koji obuhvata sledeće korake:

prijem prvog taktnog signala i pretvaranja prvog taktnog signala u analogni signal; prijem signala podataka i drugog taktnog signala, i izvođenja diferencijalnog dvofaznog kodiranja na signalu podataka da bi se dobio kodirani digitalni signal;

nakon kondicioniranja i pojačavanja analognog signala, spregu analognog signala sa kodiranim digitalnim signalom, da bi se dobio željeni signal osnovnog opsega, pri čemu se mešanje i superpozicija dva u jedan vrši na analognom signalu i kodiranom digitalnom signalu pomoću sintetičkog transformatora sa specifičnim odnosom transformacije; kodiranja signala osnovnog opsega da bi se dobio kodirani signal osnovnog opsega, pri čemu jedinica za smetnje prima signal osnovnog opsega i vrši obradu smetnji da bi dobila poremećene podatke i šalje ih jedinici za konverziju podataka, jedinica za konverziju podataka prima poremećene podatke i vrši konverziju podataka da bi dobila konvertovane podatke, i šalje ih u jedinicu za skremblovanje, jedinica za skremblovanje prima konvertovane podatke i dodaje kontrolne bitove i bitove poremećaja konvertovanim podacima, kako bi se dobili kodirani podaci, i šalje kodirane podatke u jedinicu za proračun; jedinica za proračun prima šifrovane podatke, bira dodatne bitove za skremblovanje koji ispunjavaju specifične uslove, izračunava kontrolne bitove, a zatim dodaje dodatne bitove za isecanje i kontrolne bitove kodiranim podacima da bi se dobio kodirani signal osnovnog opsega sa specifičnim bitovima;

i

sprovođenje CDMA kodiranja na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio kodirani CDMA signal.

2. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 1, koji dalje obuhvata korake:

regrupisanja kodiranog digitalnog signala;

dekodiranja regrupisanog kodiranog digitalnog signala da bi se dobio dekodirani digitalni signal;

upoređivanja dekodiranog digitalnog signala sa signalom podataka i prekid izlaza kodiranog digitalnog signala ako je dekodirani digitalni signal u suprotnosti sa signalom podataka; i

izlaz kodiranog digitalnog signala ako je dekodirani digitalni signal konzistentan sa signalom podataka.

3. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 1, pre prijema analognog signala i kodiranog digitalnog signala i obavljanja obrade međusobne sprege analognog signala i kodiranog digitalnog signala, koji dalje obuhvata korake:

prijema kodiranog digitalnog signala, praćenje kodiranog digitalnog signala i prekidanje izlaza analognog signala i kodiranog digitalnog signala ako rezultat praćenja pokaže da je kodirani digitalni signal, signal kratkog spoja.

4. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 1, pri čemu izvođenje CDMA kodiranja na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio CDMA kodirani signal posebno obuhvata korake:

sekvencijalnog izvođenja diferencijalnog dvofaznog dekodiranja i Barkerovog dekodiranja na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio dekodirani signal osnovnog opsega; izvođenja diferencijalne modulacije na dekodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio diferencijalno modulisani signal;

generisanje adresnog koda za modulaciju proširenog spektra, i izvođenje modulacije proširenog spektra direktnog niza na diferencijalno modulisanom signalu i adresnom kodu da bi se dobio modulisani signal proširenog spektra;

generisanje prenosnika za modulaciju prenosnika i izvođenje modulacije prenosnika na modulisanom signalu proširenog spektra i prenosniku, tako da se modulisani signal proširenog spektra širi N puta, da bi se dobio signal frekvencije prenosnika; i izvođenja obrade pojačanja snage i filtriranja na signalu frekvencije prenosnika da bi se dobio CDMA kodirani signal.

5. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 4, koji dalje obuhvata: prijem, putem fazno zatvorene petlje, kodiranog signala osnovnog opsega; i

kontrolisanje, putem fazno zatvorene petlje, frekvencije i faze u procesima diferencijalnog dvofaznog dekodiranja, Barkerovog dekodiranja, diferencijalne modulacije i generisanja adresnog koda prema kodiranom signalu osnovnog opsega, koje treba da se sinhronizuju sa onima kodiranog signala osnovnog opsega.

6. CDMA bezbednosni sistem kodiranja, koji sadrži uređaj za generisanje signala osnovnog opsega, uređaj za kodiranje osnovnog opsega i uređaj za CDMA kodiranje; pri čemu uređaj za generisanje signala osnovnog opsega sadrži jedinicu za D/A konverziju, jedinicu za diferencijalno dvofazno kodiranje, jedinicu za kondicioniranje i pojačavanje i jedinicu za međusobnu spregu;

jedinica za D/A konverziju je konfigurisana da prima prvi taktni signal i konvertuje prvi taktni signal da dobije analogni signal;

jedinica za diferencijalno dvofazno kodiranje je konfigurisana da prima signal podataka i drugi taktni signal i izvodi diferencijalno dvofazno kodiranje na signalu podataka da bi se dobio kodirani digitalni signal;

jedinica za kondicioniranje i pojačavanje je konfigurisana da vrši kondicioniranje i pojačavanje analognog signala da bi se dobio kondicionirani pojačani analogni signal; jedinica za međusobnu spregu je konfigurisana da izvrši obradu sprege kondicioniranog i pojačanog analognog signala i kodiranog digitalnog signala kako bi se dobio željeni signal osnovnog opsega, pri čemu se mešanje i superpozicija dva u jedan vrše na analognom signalu i kodiranom digitalnom signalu pomoću sintetičkog transformatora sa specifičnim odnosom transformacije;

uređaj za kodiranje osnovnog opsega je konfigurisan da kodira signal osnovnog opsega da bi dobio kodirani signal osnovnog opsega, uključujući jedinicu za smetnje, jedinicu za konverziju podataka, jedinicu za skremblovanje i jedinicu za proračun, pri čemu je jedinica za smetnje konfigurisana da prima signal osnovnog opsega i vrši obradu smetnji radi dobijanja poremećenih podataka i slanja u jedinicu za konverziju podataka, jedinica za konverziju podataka je konfigurisana da prima poremećene podatke i vrši konverziju podataka da bi dobila konvertovane podatke i šalje ih jedinici za skremblovanje, jedinica za skremblovanje je konfigurisana da prima konvertovane podatke, i dodaje kontrolne bitove i bitove smetnji u konvertovane podatke, kako bi se dobili skremblovanje podatke, i šalje skremblovanje podatke u jedinicu za proračun; jedinica za proračun je konfigurisana da prima skremblovanje podatke, bira dodatne bitove za skrambovanje koji ispunjavaju specifične uslove, izračunava kontrolne bitove, a zatim dodaje dodatne bitove za isecanje i bitove za proveru u kodirane podatke da bi se dobio kodirani signal osnovnog opsega sa specifičnim bitovima; i

uređaj za CDMA kodiranje je konfigurisan da sprovodi CDMA kodiranje na signalu kodiranom u osnovnom opsegu da bi se dobio CDMA kodirani signal.

7. Sistem CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 6, pri čemu uređaj za generisanje signala osnovnog opsega dalje sadrži jedinicu za regrupisanje, jedinicu za obradu, jedinicu za poređenje i kontrolnu jedinicu;

jedinica za regrupisanje je konfigurisana da ponovo grupiše kodirani digitalni signal; jedinica za obradu je konfigurisana da dekodira regrupisani kodirani digitalni signal da bi se dobio dekodirani digitalni signal;

jedinica za poređenje je konfigurisana da uporedi dekodirani digitalni signal sa signalom podataka, a izlaz kodiranog digitalnog signala se prekida pod kontrolom kontrolne jedinice ako je dekodirani digitalni signal u suprotnosti sa signalom podataka; i

kodirani digitalni signal se emituje iz diferencijalne dvofazne jedinice za kodiranje ako je dekodirani digitalni signal konzistentan sa signalom podataka.

8. Sistem CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 6, pri čemu uređaj za generisanje signala osnovnog opsega dalje sadrži jedinicu za praćenje podataka; i pre nego što jedinica za međusobnu spregu izvrši obradu sprege na kondicioniranom pojačanom analognom signalu i kodiranom digitalnom signalu da bi dobila signal osnovnog opsega,

jedinica za praćenje podataka prima kodirani digitalni signal i nadgleda kodirani digitalni signal, a izlaz analognog signala i kodiranog digitalnog signala se prekida ako rezultat praćenja pokaže da je kodirani digitalni signal, signal kratkog spoja.

9. Sistem CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 6, pri čemu uređaj za CDMA kodiranje obuhvata diferencijalnu dvofaznu jedinicu za dekodiranje, Barkerovu jedinicu za dekodiranje, jedinicu diferencijalne modulacije, jedinicu za modulaciju proširenog spektra, jedinicu za modulaciju prenosnika i jedinicu za pojačanje signala i filtriranje;

jedinica za modulaciju proširenog spektra sadrži modul za pokretanje koda proširenog spektra i modul za CDMA modulaciju;

jedinica za modulaciju prenosnika sadrži izvor signala prenosnika i modul za BPSK modulaciju;

jedinica za diferencijalno dvofazno dekodiranje vrši diferencijalno dvofazno dekodiranje na kodiranom signalu osnovnog opsega da bi dobila početni dekodirani signal;

Barkerova jedinica za dekodiranje je konfigurisana da izvrši Barkerovo dekodiranje na početnom dekodiranom signalu da bi se dobio dekodirani signal osnovnog opsega; jedinica diferencijalne modulacije je konfigurisana da izvodi diferencijalnu modulaciju na dekodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio diferencijalno modulisani signal; modul za pokretanje koda proširenog spektra je konfigurisan da generiše adresni kod za modulaciju proširenog spektra;

modul za CDMA modulaciju je konfigurisan da izvrši modulaciju proširenog spektra direktnog niza na diferencijalno modulisanom signalu i adresnom kodu za dobijanje modulisanog signala proširenog spektra;

izvor signala prenosnika je konfigurisan da generiše prenosnik za modulaciju prenosnika; modul za BPSK modulaciju je konfigurisan da izvrši modulaciju prenosnika na modulisanom signalu proširenog spektra i prenosniku, tako da se modulisani signal proširenog spektra širi N puta, da bi se dobio signal frekvencije prenosnika; i jedinica za pojačavanje i filtriranje signala je konfigurisana da pojača i filtrira signal frekvencije prenosnika da bi se dobio CDMA kodirani signal.

10. Sistem CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 9, pri čemu jedinica za CDMA kodiranje dalje sadrži fazno zatvorenu petlju;

jedinica fazno zatvorene petlje je konfigurisana da prima kodirani signal osnovnog opsega i kontroliše frekvenciju i fazu u procesima diferencijalnog dvofaznog dekodiranja, Barkerovog dekodiranja, diferencijalne modulacije i generisanja adresnog koda u skladu sa kodiranim signalom osnovnog opsega koje treba da budu sinhronizovane sa onima kodiranog signala osnovnog opsega.

11. Postupak CDMA bezbednosnog kodiranja i dekodiranja koji obuhvata postupak CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 1, koji obuhvata korake:

prijem, pomoću propusnog filtera, CDMA kodiranog signala, i izvođenja obrade filtriranja na CDMA kodiranom signalu da bi se dobio filtrirani signal;

prijem, preko A/D modula, filtriranog signala i izvođenje uzorkovanja propusnosti srednjeg opsega na filtriranom signalu da bi se dobio digitalni signal srednje frekvencije; prijem, pomoću modula digitalne konverzije na niže vrednosti, digitalnog signala srednje frekvencije, pretvaranje signala srednje frekvencije na niže vrednosti u signal osnovnog opsega i izvođenje obrade interferencije na signalu srednje frekvencije da bi se dobio CDMA kodirani signal osnovnog opsega;

prijem, pomoću modula za obradu smetnji osnovnog signala, CDMA kodiranog signala osnovnog opsega, i eliminisanje susednog kanala i jednotonskog signala interferencije u CDMA kodiranom signalu osnovnog opsega da bi se dobio obrađeni CDMA kodirani signal osnovnog opsega; i

prijem, pomoću demodulacionog modula, obrađenog CDMA kodiranog signala osnovnog opsega, i rekonstrukcija obrađenog CDMA kodiranog signala osnovnog opsega prema poznatom broju adresnog koda proširenog spektra da bi se dobio CDMA dekodirani signal.

12. Sistem CDMA bezbednosnog kodiranja i dekodiranja koji sadrži sistem CDMA bezbednosnog kodiranja prema patentnom zahtevu 6, koji dalje sadrži propusni filter, A/D modul, modul digitalne konverzije na niže vrednosti, modul za obradu smetnji osnovnog opsega signala i modul za demodulaciju, i modul digitalne konverziju na niže vrednosti; pri čemu

propusni filter je konfigurisan da prima CDMA kodirani signal i potiskuje šum van opsega i signal interferencije u CDMA kodiranom signalu, da bi se dobio filtrirani signal;

A/D modul je konfigurisan da prima filtrirani signal i vrši uzorkovanje propusnosti srednjeg opsega na filtriranom signalu da bi se dobio digitalni signal srednje frekvencije; modul digitalne konverzije na niže vrednosti je konfigurisan da prima digitalni signal srednje frekvencije, pretvara signal srednje frekvencije u signal osnovnog opsega i vrši obradu smetnji na signalu srednje frekvencije da bi dobio CDMA kodirani signal osnovnog opsega;

modul za obradu smetnji osnovnog signala je konfigurisan da prima CDMA kodirani signal osnovnog opsega i eliminiše susedni kanal i jednotonski signal interferencije da bi se dobio obrađeni CDMA kodirani signal osnovnog opsega; i

modul za demodulaciju je konfigurisan da prima obrađeni CDMA kodirani signal osnovnog opsega i rekonstruiše obrađeni CDMA kodirani signal osnovnog opsega prema poznatom broju adresnog koda proširenog spektra da bi se dobio CDMA dekodirani signal.