Ronald Hugh Barker - Ronald Hugh Barker

Dr. Ronald Hugh Barker

Ronald Hugh Barker FIEE (1915 - 7. října 2015) byl irský fyzik a vynálezce Barkerův kód pro digitální synchronizaci. Byl členem Instituce inženýrství a technologie (IET) po dobu 70 let. Barker, narozený v irském Dublinu, měl nepravidelné vzdělání, ale vynikal v matematice a začal mít zájem o elektroniku. On je nejlépe známý pro jeho průkopnické práce na synchronizaci digitální komunikace systémy a rámování přijatých dat pomocí digitálních kódů (viz skluzu rámu ). Tyto digitální kódy jsou známé jako Barkerův kód. Tato metoda byla původně zkoumána na SRDE Royal Signals Research Establishment, těsně po druhé světové válce pro použití v radaru, raketové telemetrii a digitální řeči. V roce 1952 našel Barker pro korelaci 7 Barkerových sekvencí až do délky 13. Tyto sekvence jsou dnes široce používány ve většině datových přenosů. Příklady aplikací jsou radar, technologie mobilních telefonů, telemetrie, digitální řeč, ultrazvukové zobrazování a testování, GPS a WiFi atd.

Ranná kariéra

Telemetrické zkoušky v Ynyslasu ve Walesu, 1945

Barker je uznán za svůj vynález kódu Barker nebo Barkerova sekvence, prostředek ke kontrole synchronizace a rámování přijatých dat. To se dnes používá ve většině forem datových přenosů v našem světě (i mimo něj), protože pro přesný příjem dat je zapotřebí použití Barkerova kódu. Citát „Posloupnost binárních číslic má velmi malý význam, pokud není znám význam jednotlivých číslic.“.[1]

V roce 1941 se připojil Barker Standardní telefony a kabely (STC) North Woolwich, Anglie v jejich termionický ventil oddělení, navrhování zubních rentgenových trubic a vybavení. Po bombovém útoku na Woolwich se Roy vrátil na kole Heath a Reach kde se setkal se svou ženou, Wendy Emily Hunt (1917–1998). Barker rezignoval na STC, když cítil svou práci Rentgenové trubice nesouvisel s válečným úsilím.

Nastoupil na nové místo dočasného experimentálního důstojníka v Signály Experimentální zařízení (VIDĚT),[2] původně na Woolwich Common, ale brzy se přestěhoval do Warnham Court, Horsham, Anglie. Tam pomáhal s návrhem bezdrátové sady č. 19,[3] standardní bezdrátová sada používaná v mnoha zařízeních tanky ve druhé světové válce. Odtamtud Barker pokračoval v navrhování přenosných zařízení obousměrné rádio sady pro použití v džungli.

SEE byl následně přejmenován Založení výzkumu a vývoje signálů (SRDE) a přinesl do Ministerstvo zásobování. Zaměstnanci byli přesunuti do Christchurch, Dorset, Anglie, v létě 1943. Britský program řízených zbraní vznikl v roce 1944. Byl pojmenován první experimentální systém LOPGAP, zkratka naváděného protiletadlového střely poháněného kapalným kyslíkem. Barker dostal odpovědnost za telemetrie[4] zařízení. Tento projekt měl nejvyšší prioritu, takže bylo snadné dosáhnout rychlého pokroku. Počáteční palby byly v Ynyslas ve Walesu před výstavbou speciálních naváděných zbraní na dálnici Royal Aerospace Establishment RAE Aberporth,[5] Wales. V roce 1946 R H Barker četl dokument popisující jeho systém na mezinárodní konferenci o telemetrii v Univerzita Princeton, USA.

Poválečná kariéra

Warnham Court, Horsham c. 1942
Dr. R H Barker a Peter Cutler v telemetrické dodávce během testů

Na konci války byl Barker jmenován vyšším vědeckým důstojníkem, když převzal řeč kryptografie. Technika pro šifrování řeči bylo nejprve digitálně zakódovat průběh řeči (v podstatě stejným způsobem, jaký byl použit později pro digitální záznam hudby) a poté zakódovat proud binárních číslic vynásobením (bit po kousku) druhým proudem vytvořeným synchronně v A generátor pseudonáhodných čísel. Ten druhý byl digitální počítač zvláštního určení naprogramovaný na výrobu a pseudonáhodné sekvence. Tato práce přivedla Barkera do kontaktu se spoustou raných prací na počítačích v Anglii a USA.[Citace je zapotřebí ]

Stále na SRDE Barker měl tým 12 vědců, protože práce na aplikacích digitální elektroniky byly rozšířeny o řízení střelby, servosystémy a komunikaci pulzní kódová modulace[6] (digitální řeč). Mnoho informací o SRDE se koná v Muzeum a zahrady Červeného domu, Christchurch, Anglie.

Známé byly dva aspekty jeho práce:

  • The z-transformace metoda analýzy chování těchto systémů (viz IEE monografie 43, červenec 1952);[7]
  • Metoda známá pro synchronizaci digitálních komunikačních systémů pomocí takzvaného a Barkerova sekvence nebo Barkerův kód. Původní práce měla název „Skupinová synchronizace binárních digitálních systémů“.[1] Tato metoda se používá pro vesmírnou komunikaci, jako je Mise Galileo.

The Oxfordský slovník výpočetní techniky definuje a Barkerova sekvence tak jako:

posloupnost symbolů (binární nebo * q-ary), která, pokud je vložena do řetězce náhodně vybraných symbolů (ze stejné abecedy), má nulovou autokorelaci s výjimkou polohy shody. Sekvence Barker se používají ke kontrole synchronizace a rámování přijatých dat, a je-li to nutné k jejich opravě ....[8]

Koncept definují a používají i další standardní práce v této oblasti.[9]

V dubnu 1954 získal Barker doktorát London University a poté byl povýšen na vrchního hlavního vědeckého pracovníka, to byl konec jeho osobního výzkumu a začátky administrativní kariéry. Novým zaměstnáním byl asistent ředitele Ministerstvo zásobování ústředí, New Oxford Street, Londýn. Práce v ústředí byla zdlouhavá a v roce 1957 se Barker vrátil do SRDE Steamer Point,[10] Christchurch, Dorset, jako dozorce výzkumu odpovědný za web.

V roce 1959 přijal Barker práci zástupce zástupce ředitele Centrální laboratoře pro výzkum elektřiny (CERL) Leatherhead, Surrey, odpovědný za každodenní chod laboratoří a nábor potřebný ke zvýšení počtu vědců z 250 na 600. Během tohoto období se Barker stal aktivnějším v Instituce elektrotechniků (IEE). Členem společnosti byl v roce 1945 a v roce 1962 byl zvolen za kolegu do různých výborů divize energetiky a divize řízení a automatizace, kde se stal divizním předsedou.[11] v roce 1971.[12] Barker se stal členem rady a mnoho let a nějakou dobu působil ve důležité Radě pro členství ve Výboru pro automatické řízení.

Barker přijal funkci ředitele na hlavní desce u společností Pullin Group v roce 1964. Společnost byla zapojena do sonarového vybavení pro Royal Navy pod podrobným dohledem Zřízení podvodních zbraní admirality. Společnost neměla finanční zdroje a byl jen malý prostor pro inovace. Poté, co společnost převzala Hodnostní organizace pro výzkum ani ve způsobu, jakým byla společnost provozována, nezbyl žádný prostor.

V roce 1965 provedl Barker svůj poslední kariérní krok a stal se zástupcem ředitele Royal Armament Research Establishment RARDE na Fort Halstead, Kent, v hlavní experimentální důstojník Úroveň generálního ředitele. Zde měl Barker, který měl zkušenosti s liniovým řízením v průmyslu, nyní mnohem vyšší úroveň odpovědnosti. V roce 1965 pracovalo na RARDE 2 500 zaměstnanců a Barker byl odpovědný za polovinu vědeckých oborů a zaměstnanců. Prováděnou výzkumnou prací bylo posouzení systémů nejaderných zbraní. Barker odešel v květnu 1979.

V průběhu let digitální technologie významně pokročila, ale kódy Barker zůstávají jádrem přenosů. Bylo publikováno mnoho vědeckých prací, které zjistily, že Barkerův kód je nejlepším a nejúčinnějším způsobem přenosu dat. Od vydání jeho původního článku nebyly nalezeny žádné další kódy.[13][14] Bylo prokázáno, že neexistují žádné další kódy liché délky,[15] ani sudé kódy N < 1022.[16] Příklady aplikací jsou radar, mobilní telefon technologie, telemetrie, digitální řeč,[17] ultrazvuk zobrazování a testování, GPS,[18] WiFi[19]

Osobní údaje

R H Barker je druhý hráč v zadní řadě zleva kromě čára

Narozen v Dublin anglickým rodičům byla jeho raná školní léta narušena otcovými častými obdobími nezaměstnanosti a přestěhováním mezi Dublinem a Anglií, aby si našel práci jako umělec s barevným sklem, který často pobýval v chmurných ubytovacích zařízeních. Po většinu času žil Roy (jak byl známý) se svou matkou, učitelkou na Thomas Street, Heath a Reach. Ve věku 13 let pohovoril Barker s ředitelem panem F Fairbrotherem nové školy The Cedars (nyní Cedars Upper School ), Leighton Buzzard. Po přijímací zkoušce byl řádně přijat na školu, kde pobýval až do roku 1934. Ve VI. Formě byly jeho hlavními předměty chemie, fyzika a matematika. Právě v The Cedars se Barker zajímal o věci elektrické a rádiové, stavěl tři ventil rádia s domácími součástmi, jako jsou cívky a reproduktory. Barker vynikal v matematice a získal stipendium na University College Hull. V roce 1938 získal titul 1. třídy s vyznamenáním ve fyzice, který udělil University of London.

V roce 1943 se Barker oženil s Wendy Hunt v kostele sv. Augustina[20] v South Croydon a měl dva syny. V důchodu Roy patřil ke třem bridžovým klubům, kde hrál duplikát mostu na úrovni krajů a stále hrál ve svém místním bridžovém klubu v Verwood do jeho 99. narozenin. Barker zemřel 7. října 2015 a jeho práce a odhodlání byly uznány v jeho nekrologu zveřejněném IET v IET Obituary News.[21]

Reference

  1. ^ A b Publikováno v Teorie komunikace, editoval W Jackson, Londýn, Velká Británie, Butterworths 1953, str. 273-287.
  2. ^ https://discovery.nationalarchives.gov.uk/details/r/C555
  3. ^ "Bezdrátová sada č. 19". 22. listopadu 2019 - prostřednictvím Wikipedie.
  4. ^ Barker, Ronald (1956). „Převodník pro systémy digitálního přenosu dat“. IET. 7 (103): 42–51. doi:10.1049 / pi-b-1.1956.0117. Citováno 12. června 2020.
  5. ^ „Agentura pro hodnocení a výzkum obrany; Royal Aircraft Establishment, Aberporth“. Coflein: Online katalog archeologie, budov, průmyslového a námořního dědictví ve Walesu. Královská komise pro starověké a historické památky Walesu. Citováno 2. července 2020.
  6. ^ Barker, Ronald (říjen 1952). "Funkce přenosu impulzů a její aplikace na vzorkovací servosystémy". IET. 99 (71): 517–520. doi:10.1049 / pl-2.1952.0120 (neaktivní 4. září 2020).CS1 maint: DOI neaktivní od září 2020 (odkaz)
  7. ^ Barker, Ronald (1952). "Funkce přenosu impulzů a její aplikace na vzorkovací servosystémy". Digitální knihovna IET. 99 (71): 302–317. doi:10.1049 / pl-4.1952.0032 (neaktivní 4. září 2020).CS1 maint: DOI neaktivní od září 2020 (odkaz)
  8. ^ Barker, Ronald (2016). Oxfordský slovník výpočetní techniky (7. vydání). Online: Oxford University Press. ISBN  9780191768125. Citováno 1. června 2020.
  9. ^ Butterfield, Andrew Butterfield Andrew; Ngondi, Gerard Ekembe NgondiGerard Ekembe; Kerr, Anne KerrAnne (21. ledna 2016). Butterfield, Andrew; Ngondi, Gerard Ekembe; Kerr, Anne (eds.). Barkerova sekvence. Oxford University Press. doi:10.1093 / acref / 9780199688975.001.0001. ISBN  9780199688975 - přes www.oxfordreference.com.
  10. ^ https://www.christchurchdorset.co.uk/steamerpoint.htm
  11. ^ Projev předsedy, „Komunikace pod kontrolou“ ve sborníku Institution of Electrical Engineers, sv. 119 č. 1, str. 77–82, leden 1972, doi, 10.1049 / piee.1972.0014
  12. ^ „Předsedové divize IEE 1971–72“. Elektronika a napájení. IET. 17 (10): 392. 1971. doi:10.1049 / ep.1971.0271. Citováno 2. června 2020.
  13. ^ Weisstein, Eric W. „Barkerův kód“. MathWorld.
  14. ^ http://www.math.wpi.edu/MPI2008/TSC/TSC-MPI.pdf
  15. ^ Turyn a Storer, „O binárních sekvencích“, Sborník AMS, svazek 12 (1961), strany 394–399
  16. ^ Leung, K. a Schmidt, B., „The Field descent method“, Design, Codes and Cryptography, svazek 36, s. 171–188
  17. ^ Hans-Peter, Ketterling (2003). Úvod do mobilního digitálního rádia. Data mobilní komunikace Artec House: Artec House Publishing, Londýn. p. 167. ISBN  1-58053-173-3. Citováno 12. června 2020.
  18. ^ S. Matsuyuki a A. Tsuneda, „Studie operiodických autokorelačních vlastnostech zřetězených kódů podle Barkerových sekvencí a NFSR sekvencí“, 2018 Mezinárodní konference o konvergenci informačních a komunikačních technologií (ICTC), Jeju, 2018, s. 664–666 , doi: 10.1109 / ICTC.2018.8539367
  19. ^ J. Mikulka a S. Hanus, „CCK and Barker Coding Implementation in IEEE 802.11b Standard,“ 2007 17. mezinárodní konference Radioelektronika, Brno, 2007, s. 1–4, doi: 10.1109 / RADIOELEK.2007.371484.
  20. ^ "Church of St Augustine, St Augustine's Avenue - Croydon | Historic England". historicengland.org.uk.
  21. ^ Barker. „Ronald 'Roy“ Barker FIET, říjen 1915 - říjen 2015 “. theiet.org. IET Obituary News. Citováno 2. července 2020.

Média související s Ronald Hugh Barker (fyzik) na Wikimedia Commons