Ronalda Hugh Barkera
Ronald Hugh Barker FIEE (1915 - 7 października 2015) był irlandzkim fizykiem i wynalazcą kodu Barkera do cyfrowej synchronizacji. Był członkiem Instytutu Inżynierii i Technologii (IET) przez 70 lat. Urodzony w Dublinie , w Irlandii, w angielskiej rodzinie, Barker celował w matematyce, pasjonując się elektroniką. Najbardziej znany jest ze swojej przełomowej pracy nad synchronizacją cyfrowych systemów komunikacyjnych i kadrowaniem odbieranych danych za pomocą kodów cyfrowych (patrz ramka poślizgu ). Te kody cyfrowe są znane jako kod Barkera . Metoda została początkowo zbadana w SRDE Royal Signals Research Establishment, tuż po drugiej wojnie światowej, do użytku w radarach, telemetrii rakietowej i mowie cyfrowej. W 1952 roku Barker znalazł 7 sekwencji Barkera o długości do 13 przydatnych do korelacji . Sekwencje te są obecnie szeroko stosowane w większości transmisji danych. Przykładami zastosowań są; radar, technologia telefonii komórkowej, telemetria, mowa cyfrowa, obrazowanie i testowanie ultrasonograficzne, GPS i Wi-Fi itp.
Wczesna kariera
Barker jest uznawany za wynalazcę kodu Barkera lub sekwencji Barkera , sposobu sprawdzania synchronizacji i kadrowania otrzymanych danych. Jest to wykorzystywane w większości form transmisji danych w dzisiejszym świecie (i poza nim). Wykorzystując ustalony układ bitów (kod Barkera) odbiornik może poprawnie synchronizować dane z bardzo małym prawdopodobieństwem błędu. Cytat "Sekwencja cyfr binarnych ma bardzo małe znaczenie, chyba że znane jest znaczenie poszczególnych cyfr" .
W 1941 roku Barker dołączył do firmy Standard Telephones and Cables (STC) North Woolwich w Anglii w dziale zaworów termionowych , projektując dentystyczne lampy rentgenowskie i sprzęt. Po nalocie bombowym na Woolwich Roy wrócił rowerem do Heath and Reach , gdzie poznał swoją żonę, Wendy Emily Hunt (1917–1998). Barker zrezygnował z STC, ponieważ czuł, że jego praca nad lampami rentgenowskimi nie ma związku z działaniami wojennymi.
Podjął nowe stanowisko jako tymczasowy oficer eksperymentalny w Signals Experimental Establishment (SEE), początkowo w Woolwich Common, ale wkrótce przeniósł się do Warnham Court (patrz zdjęcie) w Horsham w Anglii. Tam asystował przy projektowaniu elektroniki zestawu bezprzewodowego nr 19 , standardowy zestaw bezprzewodowy stosowany w wielu typach pojazdów opancerzonych i czołgów w okresie II wojny światowej . Stamtąd Barker zaczął projektować przenośne radiotelefony do użytku w dżungli.
SEE zostało następnie przemianowane na Signals Research and Development Establishment (SRDE) i włączone do Ministerstwa Zaopatrzenia . Personel został przeniesiony do Christchurch w hrabstwie Dorset w Anglii latem 1943 r. Brytyjski program broni kierowanej powstał w 1944 r. Pierwszy system eksperymentalny został nazwany LOPGAP , skrót od Liquid Oxygen Propelled Guided Anti-aircraft Projectile. To zdjęcie pokazuje antenę z przodu pocisku, która jest ważna dla telekomunikacji. Projekt anteny zainteresował Barkera, który napisał artykuł opublikowany w Wireless Engineer w listopadzie 1948 r. s. 361
Barkerowi powierzono odpowiedzialność za badania i sprzęt telemetryczny . Ten projekt miał najwyższy priorytet, więc łatwo było zrobić szybki postęp. Pierwsze strzały miały miejsce w Ynyslas w Walii (patrz) przed budową specjalnego poligonu kierowanego w Royal Aerospace Establishment RAE Aberporth w Walii. W 1946 RH Barker przeczytał artykuł opisujący jego system na międzynarodowej konferencji poświęconej telemetrii na Uniwersytecie Princeton w USA.
Kariera powojenna
Pod koniec wojny Barker został mianowany starszym oficerem naukowym, kiedy przejął kryptografię mowy . Technika szyfrowania mowy polegała najpierw na cyfrowym zakodowaniu kształtu fali mowy (w sposób bardzo podobny do tego, jaki zastosowano później do cyfrowego zapisu muzyki), a następnie zaszyfrowaniu strumienia cyfr binarnych przez pomnożenie go (bit po bicie) przez drugi strumień generowany synchronicznie w generatorze liczb pseudolosowych . Ten ostatni był komputerem cyfrowym specjalnego przeznaczenia zaprogramowanym do generowania pseudolosowości sekwencja. Dzięki tej pracy Barker zetknął się z wieloma wczesnymi pracami związanymi z komputerami
i transmisja cyfrowa (patrz patent USA 27000696) Barker wciąż miał w SRDE zespół 12 naukowców, ponieważ prace nad zastosowaniami elektroniki cyfrowej zostały rozszerzone o kontrolę ognia, systemy serwo i komunikację za pomocą modulacji impulsowo-kodowej (mowa cyfrowa).
Informacje o SRDE są przechowywane lokalnie w The Red House Museum and Gardens w Christchurch w Anglii. W 1976 roku Signals Research and Development Establishment, zajmujący się badaniami nad komunikacją, dołączył do Royal Radar Establishment , tworząc Royal Signals and Radar Establishment (RSRE). Archiwa Narodowe (Wielka Brytania) przechowują obecnie zarchiwizowane dokumenty z SRDE Christchurch. Być może nie zostały one zdigitalizowane.
Dwa aspekty jego pracy stały się dobrze znane:
- Metoda analizy zachowania systemów modulacji impulsowo-kodowej metodą transformacji z
- Znana metoda synchronizacji cyfrowych systemów komunikacyjnych przy użyciu tego, co jest obecnie znane jako sekwencja Barkera lub kod Barkera . Oryginalny artykuł nosił tytuł „Grupowa synchronizacja binarnych systemów cyfrowych”. Ta metoda jest używana w komunikacji kosmicznej w pobliżu Ziemi, takiej jak Galileo (nawigacja satelitarna) , GPS , komunikacja satelitarna , taka jak Skylab , oraz w misjach Apollo Zobacz listę misji Apollo . Kod Barkera był również używany we wczesnej telemetrii eksploracji kosmosu, takiej jak Pioneer 10 The Oxford Dictionary of Computer Science definiuje sekwencję Barkera jako:
„sekwencja symboli (binarna lub *q-ary), która po osadzeniu w ciągu losowo wybranych symboli (z tego samego alfabetu) ma zerową autokorelację z wyjątkiem pozycji koincydencji. Sekwencje Barkera są używane do sprawdzania i, jeśli to konieczne poprawić, synchronizację i kadrowanie otrzymanych danych.... "
W kwietniu 1954 Barker uzyskał stopień doktora na Uniwersytecie Londyńskim , a następnie został awansowany na stanowisko starszego głównego oficera naukowego. To był koniec jego osobistych badań i początek kariery administracyjnej. Nowa praca to zastępca dyrektora w Ministerstwa Zaopatrzenia przy New Oxford Street w Londynie. Praca w centrali była żmudna iw 1957 Barker powrócił do SRDE Christchurch, Dorset , jako Kurator Badań odpowiedzialny za stronę.
W 1959 Barker podjął pracę jako zastępca dyrektora Central Electricity Research Laboratories (CERL) Leatherhead , Surrey, odpowiedzialny za bieżące prowadzenie laboratoriów i rekrutację potrzebną do zwiększenia liczby naukowców z 250 do 600. To właśnie w tym okresie że Barker stał się bardziej aktywny w Institution of Electrical Engineers (IEEE). Wstąpił jako członek korporacji w 1945 roku i został wybrany członkiem 1 grudnia 1966 roku, służąc w różnych komisjach Wydziału Energetyki oraz Wydziału Kontroli i Automatyki, stając się przewodniczącym oddziału. w 1971 r. Barker został członkiem rady i przez wiele lat zasiadał w ważnym Komitecie Członkowskim. 6 marca 1962 Barker wybrany członkiem Instytutu Fizyki i Instytutu Inżynierów Mechaników . Służył przez pewien czas w komitecie automatycznej kontroli tego ostatniego.
Barker przyjął stanowisko dyrektora w głównym zarządzie firm Pullin Group w 1962 roku. Jednym z jego pierwszych zadań było zebranie zespołu naukowców do badań. Firma zajmowała się sprzętem sonarowym dla Królewskiej Marynarki Wojennej pod szczegółowym nadzorem Admiralty Underwater Weapons Establishment firma nie miała jednak środków finansowych na badania i innowacje w obiecanej skali. Barker napisał artykuł dotyczący silnika z łożyskiem kulkowym ponieważ w tamtym czasie istniały przypuszczenia, jak to działa. Być może było to coś, co było badane lub po prostu dla zabawy. Po przejęciu firmy przez Organizację Rankingową w 1964 roku był niezadowolony ze zmian wprowadzonych w sposobie prowadzenia firmy. Nie miał w tej sprawie nic do powiedzenia i wkrótce stało się jasne, że możliwości prowadzenia jakichkolwiek interesujących badań nie nadejdą, a przyszłość nie zapowiada się zachęcająco.
W 1965 roku Barker wykonał swój ostatni krok w karierze, obejmując stanowisko zastępcy dyrektora Royal Armament Research Establishment RARDE w Fort Halstead w hrabstwie Kent, na szczeblu dyrektora generalnego ds. eksperymentów. Tutaj Barker, który miał doświadczenie w zarządzaniu liniowym w przemyśle, miał teraz znacznie większy poziom odpowiedzialności. W 1965 r. RARDE zatrudniało 2500 pracowników, a Barker był odpowiedzialny za połowę działów naukowych i personelu. Podejmowane prace badawcze dotyczyły oceny systemów broni niejądrowej. Barker przeszedł na emeryturę w maju 1979 roku.
Z biegiem lat technologia cyfrowa znacznie się rozwinęła, ale kody Barkera pozostają rdzeniem transmisji cyfrowych. Opublikowano wiele artykułów naukowych, w których stwierdzono, że kod Barkera jest jednym z najlepszych i najskuteczniejszych sposobów przesyłania danych cyfrowych. Od czasu opublikowania jego oryginalnej pracy nie znaleziono żadnych innych kodów Barkera większych niż 13. Udowodniono również, że nie istnieją żadne inne kody Barkera o nieparzystej długości. Jeśli istnieje inny kod, jego długość byłaby zbyt długa, aby mogła być użyteczna. Przykładami zastosowań są; radar , telefon komórkowy , telemetria , ultradźwięki obrazowanie i testowanie, GPS , Wi-Fi Wiele z tych technologii korzysta z DSSS . Ta technika zawiera kod Barkera w celu poprawy jakości odbieranego sygnału i poprawy bezpieczeństwa. Jest również używany w identyfikacji radiowej RFID . Zastosowania tego są ogromne, niektóre przykłady to: śledzenie zwierząt domowych i inwentarza żywego, skanery kodów kreskowych, zarządzanie zapasami, śledzenie pojazdów, paczek, aktywów i sprzętu, kontrola zapasów, logistyka ładunków i łańcucha dostaw. Jest również szeroko stosowany w inteligentnych systemach transportowych (ITS) tj. do prowadzenia pojazdów
Dane osobowe
Urodzony w Dublinie z angielskich rodziców, jego wczesne lata edukacji zostały zakłócone przez częste okresy bezrobocia jego ojca i przeprowadzki między Dublinem a Anglią, aby znaleźć pracę jako artysta witrażowy, często przebywający w ponurych kwaterach. Przez większość czasu Roy (jak go nazywano) mieszkał z matką, nauczycielką w szkole na Thomas Street, Heath and Reach . W wieku 13 lat Barker udzielił wywiadu dyrektorowi, panu F Fairbrother, nowej szkoły, The Cedars (obecnie Cedars Upper School ), Leighton Buzzard . Po zdaniu egzaminu wstępnego został przyjęty do szkoły, w której przebywał do 1934 roku. W klasie VI jego głównymi przedmiotami były chemia, fizyka i matematyka. To właśnie w The Cedars Barker zainteresował się elektryką i radiem, budując trzy lampowe z domowymi komponentami, takimi jak cewki i głośniki . Barker celował w matematyce i zdobył stypendium na University College Hull . W 1938 roku uzyskał dyplom z wyróżnieniem I klasy z fizyki nadany przez Uniwersytet Londyński .
W 1943 roku Barker poślubił Wendy Hunt w kościele św. Augustyna w South Croydon i miał dwóch synów. Na emeryturze Roy należał do trzech klubów brydżowych, grał w duplikaty brydża na poziomie hrabstwa i nadal grał w swoim lokalnym klubie brydżowym w Verwood aż do swoich 99. urodzin. Barker zmarł 7 października 2015 r.
- Kto jest kim (113 wyd.). Londyn: Adam i Charles Black. 1978. s. 128 . Źródło 26 maja 2020 r .
- Kto był kim . Oxford University Press. 2020. doi : 10.1093/ww/9780199540884.013.U6495 .
Media związane z Ronaldem Hugh Barkerem (fizykiem) w Wikimedia Commons