×
13.01.2017
217.015.8258

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к приемникам оптических сигналов и может быть использовано для восстановления кодовой комбинации из зашумленных оптических сигналов. Способ восстановления кодовой комбинации из зашумленных цифровых оптических сигналов, заключающийся в их приеме, преобразовании в электрические сигналы, усилении и фильтрации, отличается тем, что при аналого-цифровом преобразовании формируют и запоминают выборку цифровых отсчетов Y объемом Н, с помощью арифметического логического устройства вычисляют среднее выборочное значение по формуле: и среднее энергетическое значение по формуле: которое принимают за нулевую линию, далее определяют и запоминают все точки пересечения цифровых отсчетов выборки с нулевой линией, далее вычисляют средние значения амплитуды выборки положительной +А и отрицательной -А полярности по формуле: где j - номер интервала от точки пересечения цифровых отсчетов с нулевой линией до следующего пересечения, a A - средние значения амплитуды в пределах j-того интервала, которое определяют по формуле: где h - количество отсчетов в пределах j-того интервала, полученное значение амплитуды A в j-том интервале сравнивают со средним значением амплитуды выборки А и при условии |A|<|А| принимают, что переход перед этим интервалом ложный, далее на каждом j-том интервале вычисляют энергию Ф по формуле: значения полученных энергий соседних интервалов сравнивают, если |Ф-Ф|≥4Y h, переход считают истинным, если |Ф-Ф|<4Y h, переход считают ложным, в соответствии с правилами кодирования информации арифметическое логическое устройство формирует цифровую последовательность логических нулей и единиц.. Достигаемым техническим результатом является обеспечение приема оптических сигналов при малых отношениях сигнал/шум (менее 6) и повышение коэффициента ошибок. 3 ил.

Изобретение относится к способам структурирования зашумленных оптических сигналов и может быть использовано для оптических приемников с памятью при приеме сигналов с малой величиной отношения сигнал/шум.

Известен способ прямого детектирования сигналов (см. рис. 1.1 стр. 12 из книги Э.А. Шевцова, М.Е. Белкина «Фотоприемные устройства волоконно-оптических систем передачи»), который состоит в приеме оптических сигналов фотодиодом через оптический соединитель. После этого оптические сигналы преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются с помощью предварительного и главного усилителей, фильтруются фильтром и поступают на цифровое устройство. Цифровое устройство сравнивает входные электрические сигналы с заранее заданным порогом. В случае превышения сигнала порога формируется выходной сигнал верхнего уровня, в противном случае формируется выходной сигнал нижнего уровня. Способ является наиболее близким к заявляемому способу по решаемой задаче и поэтому выбран в качестве прототипа.

Недостатками вышеуказанного способа являются:

- невозможность работы при низких отношениях сигнал/шум (менее 6);

- потенциально низкий коэффициент ошибок при малых отношениях сигнал/шум.

Решаемой технической задачей является создание способа структурирования зашумленных оптических сигналов с повышенной достоверностью.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение приема оптических сигналов при малых отношениях сигнал/шум (менее 6) и повышение коэффициента ошибок.

Для достижения технического результата в способе структурирования зашумленных оптических сигналов, заключающемся в их приеме, преобразовании в электрические сигналы, усилении и фильтрации, новым является то, что при аналого-цифровом преобразовании формируют выборку цифровых отсчетов Yi объемом Н, запоминают ее и по значениям цифровых отсчетов строят огибающую линию, после чего осуществляют вычисление среднего выборочного значения Yo по формуле:

и среднего энергетического значения выборки по формуле:

по которому строят нулевую линию, далее определяют точки пересечения огибающей цифровой выборки с нулевой линией и вычисляют средние значения амплитуды выборки положительной +Acp и отрицательной -Acp полярности по формуле:

где j - номер тактового интервала, a Aj - средние значения амплитуды в пределах j-того тактового интервала, которое определяется по формуле:

где h - количество отсчетов в пределах тактового интервала, полученное значение амплитуды Aj в j-том тактовом интервале сравнивают со средним значением амплитуды выборки Acp и при условии принимают, что переход перед этим тактовым интервалом ложный, далее на каждом j-том тактовом интервале вычисляют энергию Фj по формуле:

значения полученных энергий соседних тактовых интервалов сравнивают, если переход считают истинным, если переход считают ложным, из полученных переходов формируют структурированную выходную цифровую последовательность.

Новая совокупность существенных признаков позволяет повысить достоверность при приеме зашумленных сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ.

На фиг. 2 представлена блок-схема алгоритма заявляемого способа.

На фиг. 3 представлены расчетная вероятность ошибки Рош для прямого детектирования и экспериментально полученные коэффициенты ошибки BER в зависимости от отношения сигнал/шум q входных оптических сигналов со скоростями передачи 125 Мбит/с и 1,25 Гбит/с для заявляемого способа.

Заявляемый способ может быть реализован в устройстве по структурной схеме (фиг. 1). Зашумленные оптические сигналы поступают на оптико-электронный преобразователь 1, который состоит из фото детектора 2, усилителя фототока 3 и усилителя напряжения 4. С выхода оптико-электронного преобразователя 1 электрические сигналы поступают на вход цифрового записывающего устройства 5. На входе устройства 5 установлен аналого-цифровой преобразователь 6, который из входного аналогового сигнала формирует цифровую последовательность с периодом дискретизации, которая задается тактовым генератором 7. Период дискретизации АЦП t выбирается из условия (в соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста):

где τ - длительность тактового интервала исходной цифровой последовательности.

Сформированная АЦП выборка цифровых отсчетов Yi объемом Н записывается в запоминающее устройство 8. Полученная выборка считывается и обрабатывается устройством обработки 9, которое состоит из запоминающего устройства 10 и арифметико-логического устройства (АЛУ) 11. Первоначально с помощью АЛУ вычисляется среднее выборочное значение Yo всей выборки объемом Н по формуле:

и ее среднее энергетическое значение Ycp по формуле:

Полученное Ycp принимается за нулевую линию для полученной выборки. На следующем этапе определяются точки пересечения огибающей цифровой выборки с нулевой линией. Во всех современных стандартах передачи волоконно-оптических систем (ВОСП) единичным цифровым сигналом является перепад напряжения с одного уровня на другой. Для каждого стандарта известна длительность тактового интервала и его допуск. Например, тактовый интервал при скорости передачи 1,25 Гбит/с составляет 0,8 нс, а допуск, определяемый дрожанием фронта (jitter), составляет ±0,16 нс. Фиксируются все полученные переходы через нулевую линию. С учетом того, что полоса частот входных сигналов примерно в два раза ниже тактовой частоты, пересечений на расстоянии менее 0,64 нс быть не может. Поэтому требуется определить: какие из полученных переходов являются истинными, а какие - ложными.

Для этого с помощью АЛУ вычисляются средние значения амплитуды выборки положительной +Аср и отрицательной - Аср полярности по отношению к нулевой линии (фиг 2):

где j - тактовый интервал;

Aj - средние значения амплитуды в пределах j, которое определяется по формуле:

где h - количество отсчетов в пределах тактового интервала h=τ/t;

j - номер тактового интервала.

Полученное значение амплитуды реализации сигнала Aj в каждом тактовом интервале сравниваются со средним значением амплитуды выборки Аср (с учетом полярности). В случае, если , то считается, что переход перед этим тактовым интервалом ложный. Далее проводится проверка энергетического наполнения соседних тактов, между которыми произошел переход. Для этого на каждом тактовом интервале вычисляется энергия Фj по формуле:

По полученным данным вычисляется абсолютная величина разности между значениями энергии на соседних тактовых интервалах и принимается решение об истинности (ложности) перехода по критерию:

- если то переход считается истинным;

- если то переход считается ложным.

Далее в соответствии с правилами кодирования информации на выходе АЛУ формируется цифровая последовательность логических нулей и единиц.

Для подтверждения работоспособности заявляемого способа был собран макет. В качестве оптико-электронного преобразователя использовалось устройство LeCroy OE695G. Для записи аналого-цифрового преобразования и записывающего устройства использовался цифровой осциллограф LeCroy WaveMaster 820Zi. Для дальнейших вычислений использовалась ПЭВМ с программой на языке С++, реализующей заявляемый способ.

На фиг. 3 представлены расчетное значение вероятности ошибки для прямого детектирования и измеренные экспериментально коэффициенты ошибок BER для скоростей передачи 125 МГц (Fast Ethernet) и 1,25 ГГц (Gigabit Ethernet) при структурировании. Из фиг. 3 видно, что коэффициент ошибки BER для заявляемого способа уменьшается до 5 раз по сравнению с вероятностью ошибки для прямого детектирования.

Способ восстановления кодовой комбинации из зашумленных цифровых оптических сигналов, заключающийся в их приеме, преобразовании в электрические сигналы, усилении и фильтрации, отличающийся тем, что при аналого-цифровом преобразовании формируют и запоминают выборку цифровых отсчетов Y объемом Н, с помощью арифметического логического устройства вычисляют среднее выборочное значение по формуле: и среднее энергетическое значение по формуле: ,которое принимают за нулевую линию, далее определяют и запоминают все точки пересечения цифровых отсчетов выборки с нулевой линией, далее вычисляют средние значения амплитуды выборки положительной +А и отрицательной -А полярности по формуле: где j - номер интервала от точки пересечения цифровых отсчетов с нулевой линией до следующего пересечения, a A - средние значения амплитуды в пределах j-того интервала, которое определяют по формуле: ,где h - количество отсчетов в пределах j-того интервала, полученное значение амплитуды A в j-том интервале сравнивают со средним значением амплитуды выборки А и при условии |A|<|А| принимают, что переход перед этим интервалом ложный, далее на каждом j-том интервале вычисляют энергию Ф по формуле: ,значения полученных энергий соседних интервалов сравнивают,если |Ф-Ф|≥4Y h, переход считают истинным, если |Ф-Ф|<4Y h, переход считают ложным, в соответствии с правилами кодирования информации арифметическое логическое устройство формирует цифровую последовательность логических нулей и единиц.
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 666.
27.11.2013
№216.012.8620

Пассивная система охлаждения электронных компонент печатных плат

Изобретение относится к области электроники, в частности к охлаждению теплонапряженных компонентов постоянно работающих электронных приборов, включая компьютеры, а также к области теплотехники, в частности к тепловым трубам. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500014
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a5a

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501100
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5b

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501101
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5e

Устройство для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано в устройствах для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища. Устройство содержит вертикально-сверлильный станок, который установлен на платформе, расположенной с возможностью поворота относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501104
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a60

Способ дезактивации материалов

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, к дезактивации различных материалов, загрязненных радионуклидами. В заявленном способе дезактивацию проводят в две стадии: на первой стадии в разогретую до 110°C камеру дезактивации с загрязненными материалами подают пар, активированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501106
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8c50

Способ получения сорбента на основе микросфер зол-уноса для очистки жидких радиоактивных отходов (варианты)

Изобретение относится к сорбентам, полученным на основе микросфер зол-уноса тепловых электростанций, и может быть использовано для очистки жидких отходов от радионуклидов. Синтез сорбента включает осаждение активного компонента на поверхности микросфер путем перемешивания их с раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501603
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e06

Устройство управления спускаемым летательным аппаратом

Изобретение относится к авиационной и космической технике и может быть использовано в спускаемых летательных аппаратах (ЛА). Устройство управления спускаемым ЛА содержит в хвостовой части ЛА две пары, попарно симметрично расположенных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, аналогичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502041
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e33

Устройство для определения максимальной энергии электронов

Предложено устройство для определения максимальной энергии электронов. Устройство содержит фильтр из электропроводящего материала с малым атомным весом и известной зависимостью пробега электронов от их энергии и детектор для регистрации электронов. Устройство выполнено в виде монолитного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502086
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e76

Способ модификации поверхностей металлов или гетерогенных структур полупроводников

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в космических технологиях, авиастроении, автомобилестроении, станкостроении, технологиях создания строительных материалов и конструкций, в области трубопроводного транспорта и в технологии создания полупроводниковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502153
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.12.2013
№216.012.900a

Способ удаления металлических покрытий с поверхности деталей из радиоактивного химически активного металла

Изобретение относится к ядерной технике, касается технологии удаления комбинированных гальванических покрытий путем химической очистки и дезактивации поверхностей радиоактивных материалов и обеспечивает повышение эффективности удаления слоев комбинированных гальванических металлопокрытий,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502567
Дата охранного документа: 27.12.2013
Показаны записи 81-90 из 485.
10.12.2013
№216.012.8a5a

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501100
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5b

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501101
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5e

Устройство для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано в устройствах для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища. Устройство содержит вертикально-сверлильный станок, который установлен на платформе, расположенной с возможностью поворота относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501104
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a60

Способ дезактивации материалов

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, к дезактивации различных материалов, загрязненных радионуклидами. В заявленном способе дезактивацию проводят в две стадии: на первой стадии в разогретую до 110°C камеру дезактивации с загрязненными материалами подают пар, активированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501106
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8c50

Способ получения сорбента на основе микросфер зол-уноса для очистки жидких радиоактивных отходов (варианты)

Изобретение относится к сорбентам, полученным на основе микросфер зол-уноса тепловых электростанций, и может быть использовано для очистки жидких отходов от радионуклидов. Синтез сорбента включает осаждение активного компонента на поверхности микросфер путем перемешивания их с раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501603
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e06

Устройство управления спускаемым летательным аппаратом

Изобретение относится к авиационной и космической технике и может быть использовано в спускаемых летательных аппаратах (ЛА). Устройство управления спускаемым ЛА содержит в хвостовой части ЛА две пары, попарно симметрично расположенных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, аналогичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502041
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e33

Устройство для определения максимальной энергии электронов

Предложено устройство для определения максимальной энергии электронов. Устройство содержит фильтр из электропроводящего материала с малым атомным весом и известной зависимостью пробега электронов от их энергии и детектор для регистрации электронов. Устройство выполнено в виде монолитного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502086
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e76

Способ модификации поверхностей металлов или гетерогенных структур полупроводников

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в космических технологиях, авиастроении, автомобилестроении, станкостроении, технологиях создания строительных материалов и конструкций, в области трубопроводного транспорта и в технологии создания полупроводниковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502153
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.12.2013
№216.012.900a

Способ удаления металлических покрытий с поверхности деталей из радиоактивного химически активного металла

Изобретение относится к ядерной технике, касается технологии удаления комбинированных гальванических покрытий путем химической очистки и дезактивации поверхностей радиоактивных материалов и обеспечивает повышение эффективности удаления слоев комбинированных гальванических металлопокрытий,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502567
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.905a

Лазерное устройство контроля околоземного космического пространства

Изобретение относится к области лазерной локации. Лазерное устройство контроля околоземного космического пространства содержит установленные на первой оптической оси вспомогательный источник лазерного излучения, селектор угловых мод с первым зеркалом резонатора, задающий генератор рабочего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502647
Дата охранного документа: 27.12.2013
+ добавить свой РИД