Рональд Хью Баркер FIEE (1915 - 7 октября 2015) был ирландским физиком и изобретателем кода Баркера для цифровой синхронизации. Он был членом Института инженерии и технологий (IET) в течение 70 лет. Баркер родился в Дублине, Ирландия, и имел непостоянное образование, но преуспел в математике и увлекся электроникой. Он наиболее известен своей новаторской работой по синхронизации цифровых систем связи и кадрированию полученных данных с использованием цифровых кодов (см. Сдвиг кадра ). Эти цифровые коды известны как код Баркера . Изначально метод был исследован в SRDE.Royal Signals Research Establishment сразу после Второй мировой войны для использования в радарах, ракетной телеметрии и цифровой речи. В 1952 году Баркер обнаружил 7 последовательностей Баркера длиной до 13, пригодных для корреляции. Эти последовательности сегодня широко используются в большинстве передач данных. Примеры приложений: радар, технология мобильной связи, телеметрия, цифровая речь, ультразвуковое сканирование и тестирование, GPS и Wi-Fi и т. Д.
Ранняя карьера
Баркер известен своим изобретением кода Баркера или последовательности Баркера , средства проверки синхронизации и кадрирования полученных данных. Это используется в большинстве форм передачи данных в нашем мире (и за его пределами) сегодня, поскольку использование кода Баркера необходимо для точного приема данных. Цитата «Последовательность двоичных цифр имеет очень мало значения, если не известно значение отдельных цифр» . [1]
В 1941 году Баркер присоединился к компании Standard Telephones and Cables (STC) North Woolwich , Англия, в отделе термоэмиссионных клапанов , где занимался разработкой стоматологических рентгеновских трубок и оборудования. После бомбардировки Вулиджа Рой на велосипеде вернулся в Хит и Рич, где он встретил свою будущую жену Венди Эмили Хант (1917–1998). Баркер ушел из STC, так как считал, что его работа с рентгеновскими трубками не связана с военными действиями.
Он занял новую должность в качестве временного экспериментального офицера в Экспериментальном центре сигналов (SEE), первоначально на Вулвич Коммон, но вскоре переехал в Уорнхэм-Корт (см. Фото), Хоршэм , Англия [2] }} Там он помогал с конструкция беспроводного набора №19 [3], стандартного беспроводного набора, который использовался во многих танках во время Второй мировой войны . После этого Баркер продолжил разработку портативных двухсторонних радиостанций для использования в джунглях.
SEE был впоследствии переименован в Центр исследований и разработок сигналов (SRDE) и передан в ведение Министерства снабжения . Персонал был переведен в Крайстчерч, Дорсет , Англия, летом 1943 года. Программа управляемого вооружения Соединенного Королевства началась в 1944 году. Первая экспериментальная система получила название LOPGAP , аббревиатура от Liquid Oxygen Propelled Propelled Anti- Air Projectile.
Баркеру было поручено оборудование телеметрии [4] . Этот проект имел высший приоритет, поэтому его было легко добиться быстрого прогресса. Первоначальные стрельбы были в Инисласе в Уэльсе до строительства специального полигона управляемого вооружения на Королевском аэрокосмическом предприятии RAE Aberporth, [5] Уэльс. В 1946 году Р. Х. Баркер прочитал статью с описанием своей системы на международной конференции по телеметрии в Принстонском университете , США.
Послевоенная карьера
В конце войны Баркер был назначен старшим научным сотрудником, когда он взял на себя речевую криптографию . Методика шифрования речи заключалась в том, чтобы сначала закодировать в цифровом виде речевую форму волны (во многом таким же образом, как это использовалось позже для цифровой записи музыки), а затем зашифровать поток двоичных цифр, умножив его (побитно) на второй поток генерируется синхронно в генераторе псевдослучайных чисел . Последний был цифровым компьютером специального назначения, запрограммированным на создание псевдослучайной последовательности. Эта работа позволила Баркеру познакомиться с множеством ранних работ по компьютерам в Англии. Тем не менее в SRDE у Баркера была команда из 12 ученых, поскольку работа над приложениями цифровой электроники была расширена за счет включения управления стрельбой, сервосистем и связи с помощью импульсно-кодовой модуляции [6] (цифровая речь).
Информация о SRDE хранится на местном уровне в Красном доме-музее и садах, Крайстчерч , Англия. В 1976 году компания Signals Research and Development Establishment, занимающаяся исследованиями в области связи, присоединилась к Royal Radar Establishment, чтобы сформировать Royal Signals and Radar Establishment (RSRE). В Национальном архиве (Соединенное Королевство) теперь хранятся архивы SRDE Крайстчерч. Возможно, они не были оцифрованы).
Стали известны два аспекта его работы:
- Метод z-преобразования для анализа поведения систем кодовой импульсной модуляции [7]
- Известный метод синхронизации цифровых систем связи с использованием того, что сейчас известно как последовательность Баркера или код Баркера . Оригинальная статья называлась «Групповая синхронизация двоичных цифровых систем». [1] Этот метод используется в околоземной космической связи, такой как Galileo (спутниковая навигация) , GPS , спутниковая связь и миссии Apollo. См. Список миссий Apollo . [8]
Оксфордский словарь информатики определяет последовательность Баркера как:
последовательность символов (двоичная или * q-ичная), которая при включении в строку случайно выбранных символов (из того же алфавита) имеет нулевую автокорреляцию, за исключением положения совпадения. Последовательности Баркера используются для проверки и, при необходимости, исправления синхронизации и кадрирования полученных данных .... [9]
Другие стандартные работы в этой области также определяют и используют эту концепцию. [10]
В апреле 1954 года Баркер получил докторскую степень. в Лондонском университете и впоследствии был назначен на должность старшего главного научного сотрудника, это был конец его личных исследований и начала административной карьеры. На новой должности был назначен помощник директора в штаб-квартире Министерства снабжения на Нью-Оксфорд-стрит в Лондоне. Работа в штаб-квартире была утомительной, и в 1957 году Баркер вернулся в SRDE Steamer Point, [11] Крайстчерч, Дорсет , в качестве суперинтенданта по исследованиям, отвечавшего за это место.
В 1959 году Баркер устроился на работу в качестве заместителя директора Центральной исследовательской лаборатории электричества (CERL) в Лезерхеде , графство Суррей , где отвечал за повседневную работу лабораторий и набор сотрудников, необходимых для увеличения числа ученых с 250 до 600. Это было в этот период. что Баркер стал более активным в Институте инженеров-электриков (IEE). Он присоединился к компании в качестве корпоративного члена в 1945 году и был избран научным сотрудником в 1962 году, работал в различных комитетах Подразделения энергетики и Подразделения управления и автоматизации, став председателем подразделения [12] в 1971 году [13]. Баркер стал членом совета и много лет работал в важном членском совете, а также какое-то время в Комитете по автоматическому контролю.
В 1964 году Баркер принял должность директора в главном совете директоров группы компаний Pullin. Компания занималась гидроакустическим оборудованием для Королевского флота под тщательным контролем Адмиралтейского завода подводного оружия . У компании не было финансовых ресурсов, и было мало возможностей для инноваций. После того, как компания была поглощена организацией Rank, оставалось мало возможностей ни для исследований, ни в том, как компания управлялась.
В 1965 году Баркер сделал свой последний карьерный шаг, став заместителем директора Королевского исследовательского центра вооружений RARDE в Форт- Холстеде , Кент, на уровне главного экспериментального директора. Здесь Баркер, имевший опыт линейного управления в промышленности, теперь нес гораздо больший уровень ответственности. В 1965 году в RARDE работало 2500 сотрудников, и Баркер отвечал за половину научных подразделений и сотрудников. Проводимая исследовательская работа заключалась в оценке систем неядерного оружия. Баркер ушел на пенсию в мае 1979 года.
С годами цифровые технологии значительно продвинулись вперед, но коды Баркера по-прежнему составляют основу передачи. Было опубликовано множество научных работ, в которых говорится, что код Баркера является лучшим и наиболее эффективным средством передачи данных. С момента публикации его оригинальной статьи никаких других кодов найдено не было. [14] Также было доказано, что других кодов нечетной длины не существует. Если есть другой код, его длина будет такой большой, что его нельзя будет использовать. Примерами приложений являются радар , [15] технология мобильных телефонов , [16] телеметрия , [17] ультразвуковая визуализация и тестирование, [18] GPS , [19] Wi-Fi [20]. Многие из этих технологий используют DSSS . Этот метод включает в себя код Баркера для улучшения качества принимаемого сигнала и повышения безопасности [21]
Личные данные
Родился в Дублине в семье англичан, его первые годы обучения были нарушены из-за частых периодов безработицы его отца и переездов из Дублина в Англию в поисках работы художником по витражам, который часто оставался в мрачных квартирах. Большую часть времени Рой (как его называли) жил со своей матерью, школьной учительницей на Томас-стрит, Хит и Рич . В 13 лет у Баркера брал интервью у директора новой школы The Cedars (ныне Cedars Upper School ) мистера Ф. Фэйрбрата Лейтон Баззард . После вступительных экзаменов он был принят в школу, где оставался до 1934 года. В VI классе его основными предметами были химия, физика и математика. Во время работы в The Cedars Баркер проявил интерес к электричеству и радио, построив три ламповых радиоприемника с самодельными компонентами, такими как катушки и громкоговорители . Баркер преуспел в математике и получил стипендию в Университетском колледже Халла . В 1938 году он получил диплом с отличием 1-й степени по физике Лондонского университета .
В 1943 году Баркер женился на Венди Хант в церкви Святого Августина [22] в Южном Кройдоне и имел двух сыновей. На пенсии Рой состоял в трех бридж-клубах, играл в дублирующий бридж на уровне округа и все еще играл в своем местном бридж-клубе в Вервуде до своего 99-летия. Баркер скончался 7 октября 2015 года, его работа и преданность делу были отмечены в его некрологе, опубликованном IET в IET Obituary News . [23]
Рекомендации
- ^ a b Опубликовано в «Теории коммуникации» под редакцией У. Джексона, Лондон, Великобритания, Баттервортс, 1953, стр. 273–287.
- ^ "Записи экспериментального учреждения сигналов и учреждения исследований и разработок сигналов" . -Национальный архив, каталог, записи АВИА . Открытие. 1919–1976 . Проверено 1 июня 2021 года .
- ^ «Беспроводной гарнитур № 19» . 22 ноября 2019 г. - через Википедию.
- ^ Баркер, Рональд (1956). «Преобразователь для цифровых систем передачи данных» . Труды IEE - Часть B: Радио и электронная инженерия . 7 (103): 42–51. DOI : 10.1049 / пи-б-1.1956.0117 . Проверено 12 июня 2020 .
- ^ «Агентство оборонной оценки и исследований; Royal Aircraft Establishment, Aberporth» . Coflein: Интернет-каталог археологии, зданий, промышленного и морского наследия в Уэльсе . Королевская комиссия по древним и историческим памятникам Уэльса . Дата обращения 2 июля 2020 .
- ^ Баркер, Рональд (октябрь 1952 г.). «Импульсная передаточная функция и ее применение в сервосистемах отбора проб» . Труды IEE - Часть IV: Институциональные монографии . 99 (71): 517–520. DOI : 10,1049 / пи-4.1952.0032 .
- ^ Баркер, Р.Х. (1952). «Передаточная функция импульса и ее применение в сервосистемах отбора проб» . Труды IEE - Часть IV: Институциональные монографии . 99 (4): 302–317. DOI : 10,1049 / пи-4.1952.0032 .
- ^ Bendix Aerospace Systems Division, Центр пилотируемых космических аппаратов, Хьюстон (1 мая 1969 г.). «Пакет Apollo Lunar Surface Experiments» (PDF) : 320.2.7 и 3270.5.38 . Проверено 22 мая 2021 года . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Баркер, Рональд (2016). Оксфордский словарь компьютерных наук (7-е изд.). В сети: Oxford University Press. ISBN 9780191768125. Дата обращения 1 июня 2020 .
- ^ Баттерфилд, Эндрю БаттерфилдЭндрю; Нгонди, Жерар Экембе НгондиГерар Экембе; Керр, Энн Керр-Энн (21 января 2016 г.). Баттерфилд, Эндрю; Нгонди, Жерар Экембе; Керр, Энн (ред.). Последовательность Баркера . Издательство Оксфордского университета. DOI : 10.1093 / acref / 9780199688975.001.0001 . ISBN 9780199688975 - через www.oxfordreference.com.
- ^ "Пароход ЛНР" . Проверено 19 июня 2021 года .
- ^ Баркер, Р.Х. (1972). «IEE Control & Automation Division: обращение председателя. Коммуникации под контролем». Труды института инженеров-электриков . 119 : 77. DOI : 10,1049 / piee.1972.0014 .
- ^ "Председатели отделов IEE 1971–72" . Электроника и Энергетика . 17 (10): 392. 1971. DOI : 10,1049 / ep.1971.0271 . Дата обращения 2 июня 2020 .
- ^ Джонатан Джедвеб (2007). «Что можно использовать вместо последовательностей Баркера» (PDF) . Университет Саймона Фрейзера . Современная математика . Проверено 18 июня 2021 года .
- ^ М. Ким; Рён-Со Ку; Ри Янг-чул (2013). "Исследование кода Баркера техники сжатия радиолокационных импульсов" . Журнал Корейского института электронных коммуникаций . 8 (4): 541–547. DOI : 10.13067 / JKIECS.2013.8.4.541 . S2CID 59270443 .
- ^ TY - JOUR AU - Hossain, Md AU - Islam, MD AU - Sadek, MD PY - 01.01.2012 SP - T1 - АНАЛИЗ РАБОТЫ КОДА БАРКЕРА НА ОСНОВЕ ИХ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ В МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЙ СРЕДЕ ER -
- ^ Ирв Д. Сигел (1971). Разработка набора оптимальных кодов синхронизации для уникальной механизации декодера (Диссертация). Научно-техническая библиотека Миссури . Проверено 18 июня 2021 года .
- ^ Чжао, Хэн; л. Мо, Ларри; Гао, Шанкай (2007). «Ультразвуковая цветная визуализация потока с кодированием Баркера: теоретические и практические соображения при проектировании». IEEE Transactions по ультразвуку, сегнетоэлектрикам и контролю частоты . 54 (2): 319–331. DOI : 10.1109 / tuffc.2007.246 . PMID 17328329 . S2CID 19527352 .
- ^ Мацуюки, Шота; Цунеда, Акио (2018). "Исследование апериодических автокорреляционных свойств каскадных кодов последовательностями Баркера и последовательностями NFSR". Международная конференция по конвергенции информационных и коммуникационных технологий (ICTC) 2018 . С. 664–666. DOI : 10.1109 / ICTC.2018.8539367 . ISBN 978-1-5386-5041-7. S2CID 53713772 .
- ^ Микулка Ян; Ханус, Станислав (2007). «Реализация кодирования CCK и Баркера в стандарте IEEE 802.11b». 2007 17-я Международная конференция «Радиоэлектроника . С. 1–4. DOI : 10.1109 / РАДИОЭЛЕК.2007.371484 . ISBN 978-1-4244-0821-4. S2CID 34865532 .
- ^ Латиф, Шахид; Камран, Мухаммад; Масуд, Фахад; Сохаиб, Мухаммад (2012). «Повышение безопасности передачи DSSS с использованием кода Баркера вместе с двоичными комплиментами (CBC12-DSSS)». 2012 Международная конференция по новейшим технологиям . С. 1–5. DOI : 10.1109 / ICET.2012.6375426 . ISBN 978-1-4673-4451-7. S2CID 2901603 .
- ^ "Церковь Святого Августина, Авеню Святого Августина - Кройдон | Историческая Англия" . historyengland.org.uk .
- ^ Баркер. "Ronald 'Roy" Barker FIET, октябрь 1915 - октябрь 2015 " . IET Obituary News . Проверено 2 июля 2020 года .
- Кто есть кто (113-е изд.). Лондон: Адам и Чарльз Блэк. 1978. стр. 128 . Проверено 26 мая 2020 .
- «Кто был кто». Издательство Оксфордского университета. 2020. doi : 10.1093 / ww / 9780199540884.013.U6495 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь )
СМИ, связанные с Рональдом Хью Баркером (физиком) на Викискладе?