СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ЧЕТВЕРИЧНО-КОДИРОВАННЫХ РАДИОСИГНАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК H04K3/00 H04L27/26 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в синхронных и асинхронных системах связи в качестве системы передачи дискретной информации, использующих распространение электромагнитных волн в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацей) метрового и декаметрового диапазонов волн с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) при воздействии преднамеренных помех.

Известная система по патенту РФ №2188516, МПК⁷ Н 04 L 27/26, заявл. 21.05.01, опубл. 27.08.02, Бюл. №24, состоит из передающей части, которая содержит генератор тактовых импульсов, формирователь D-кодов, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, соединенный через тракт распространения с приемной частью, которая содержит селектор сигналов, блок выделения дополнительных последовательностей, двухканальный согласованный фильтр, вычитатель и решающий блок и использует для передачи четверично-кодированных последовательностей двукратную частотную манипуляцию.

Недостатками такой системы является низкая помехозащищенность при воздействии преднамеренных помех и относительно невысокая достоверность в каналах радиосвязи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацией) метрового и декаметрового диапазонов волн, что ограничивает область применения данной системы.

Известная система, описанная в статье Roland Wilson and John Richter "Generation and Performance of Quadraphase Welti Codes for Radar and Synchronization of Coherent and Differentially Coherent PSK" (IEEE Transactions on Communications, vol. COM-27, NO.9, September 1979, p.1296-1301), состоит из передающей стороны, которая содержит генератор тактовых импульсов, формирователь D-кодов, фазовый модулятор, генератор радиочастоты, переключатель и фазовращатель, соединенный через канал связи с приемной стороной, которая содержит фазовые демодуляторы, фильтры нижних частот, согласованный фильтр Велти, вычитатель, решающий блок, и использует для передачи четверично-кодированных последовательностей относительную фазовую манипуляцию.

Недостатками такой системы является низкая помехозащищенность при воздействии преднамеренных помех и относительно невысокая достоверность в каналах радиосвязи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацией) метрового и декаметрового диапазонов волн, что ограничивает область применения данной системы.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к заявленной системе аналогом (прототипом) является система передачи четверично-кодированных радиосигналов, см. Патент РФ №2208915, МПК⁷ Н 04 K 3/00, заявл. 24.11.02, опубл. 20.07.07, Бюл. №20. Известная система содержит передающую часть, состоящую из генератора тактовых импульсов, формирователя D-кодов, формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятора, синтезатора частот, генератора псевдослучайных чисел, тракта распространения, приемной части, состоящей из демодулятора, синтезатора частот, генератора псевдослучайных чисел, селектора сигналов, генератора тактовых импульсов, блока выделения дополнительных последовательностей, двухканального согласованного фильтра, вычитателя и решающего блока.

Передающая часть содержит генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к формирователю D-кодов, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, первый и второй сигнальные входы которого подключены к выходам соответственно генератора тактовых импульсов и формирователя D-кодов, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел, n-управляющих выходов которого, где n≥2 - целое число, подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора, информационный вход которого подключен к выходу формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции, выход модулятора является выходом передающей части системы и подключен через тракт распространения к входу приемной части системы, которая одновременно является информационным входом демодулятора, генератор псевдослучайных чисел, n-управляющих выходов которого подключены к соответствующим n-управляющих входов синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу демодулятора, выход которого подключен к входу селектора сигналов, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел, селектор сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены к соответствующим к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам двухканального согласованного фильтра, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам вычитателя, выход которого подключен к входу решающего блока, выход которого является выходом приемной части системы.

Система передачи четверично-кодированных радиосигналов - прототип использует для передачи четверично-кодированной последовательности двукратную частотную манипуляцию с ППРЧ, где нечетные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f₃+f_ППРЧ или f₄+f_ППРЧ, а четные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f₁+ f_ППРЧ или f₂+f_ППРЧ, то есть номинал частоты определяет номер дополнительной последовательности в четверично-кодированном радиосигнале.

Недостатками прототипа является низкая помехозащищенность при воздействии преднамеренных помех в каналах радиосвязи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацией) метрового и декаметрового диапазонов волн, что ограничивает область применения данной системы, это обусловлено тем, что система осуществляет передачу одной четверично-кодированной последовательности, амплитуды элементов которой в точке приема подвержены замираниям.

Задачей изобретения является разработка системы передачи четверично-кодированных радиосигналов, обеспечивающая достижение технического результата, заключающегося в расширении области применения за счет применения разнесенного приема по кодовой структуре ортогональных четверично-кодированных последовательностей с ППРЧ без расширения выделенного частотного ресурса, повышения помехозащищенности и достоверности при воздействии преднамеренных помех в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацией) метрового и декаметрового диапазонов волн для систем с кодовым уплотнением сигналов и систем с множественным доступом.

Для достижения технического результата в известной системе передачи четверично-кодированных радиосигналов, содержащей в передающей части генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу первого формирователя D-кодов, к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел. Первый формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, тактовый и информационный входы которого соответственно подключены к выходам генератора тактовых импульсов и первого формирователя D-кодов, n-управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел, где n≥2 - целое число, подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Выход модулятора является выходом передающей части системы и подключен через тракт распространения к входу приемной части системы. Приемная часть системы включает демодулятор, информационный вход которого является входом приемной части системы, а выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов. Генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел, n-управляющих выходов которого подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу демодулятора. Первый, второй, третий и четвертый информационные выходы селектора сигналов соответственно подключены к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей, решающий блок, выход которого является выходом приемной части системы. Дополнительно в передающую часть системы введены второй формирователь D-кодов, второй формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции и сумматор, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу второго формирователя D-кодов, второй формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, тактовый и информационный входы которого соответственно подключены к выходам генератора тактовых импульсов и второго формирователя D-кодов, выход первого и второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. В приемную часть системы дополнительно введен блок свертки дополнительных последовательностей, первый и второй информационные выхода блока выделения дополнительных последовательностей соответственно подключены к первому и второму информационным входам блока свертки дополнительных последовательностей, выход которого подключен к входу решающего блока.

Блок свертки дополнительных последовательностей состоит из первого и второго двухканального согласованного фильтра, первого и второго вычитателя и сумматора. Первый информационный вход первого двуканального согласованного фильтра подключен к первому информационному входу второго двуканального согласованного фильтра и является первым информационным входом блока свертки дополнительных последовательностей. Второй информационный вход первого двуканального согласованного фильтра подключен ко второму информационному входу второго двуканального согласованного фильтра и является вторым информационным входом блока свертки дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы первого двуканального согласованного фильтра соответственно подключены к первому и второму информационным входам первого вычитателя. Первый и второй информационные выходы второго двуканального согласованного фильтра соответственно подключены к первому и второму информационным входам второго вычитателя. Выходы первого и второго вычитателя соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого является выходом блока сверки дополнительных последовательностей.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения второго формирователя D-кодов, второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции, сумматора и блока свертки дополнительных последовательностей обеспечивается возможность применения разнесенного приема по кодовой структуре ортогональных четверично-кодированных последовательностей с ППРЧ без расширения выделенного частотного ресурса. Этим достигается возможность расширения области применения заявленной системы, в частности повышения помехозащищенности и достоверности при воздействии преднамеренных помех в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацией) метрового и декаметрового диапазонов волн для систем с кодовым уплотнением сигналов и систем с множественным доступом.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Выбор из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретение критерию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем. Не выявлено влияние преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения, на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования: дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений; замену какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены; исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата; увеличение однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов; выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала; создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними; изменение количественных признаков или взаимосвязи признаков, если известен факт влияния каждого из них на технический результат и новые значения признаков или их взаимосвязь могли быть получены из известных зависимостей. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг.1 - структурная схема системы передачи четверично-кодированных радиосигналов; фиг.2 - эпюры, поясняющие принцип формирования четверично-кодированных радиосигналов; фиг.3 - эпюры, поясняющие принцип формирования дополнительных последовательностей; фиг.4 - структурная схема блока свертки дополнительных последовательностей; фиг.5 - эпюры, поясняющие принцип свертки дополнительных последовательностей.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Система передачи четверично-кодированных радиосигналов, представленная на фиг.1, состоит из передающей части и приемной части. Передающая часть содержит генератор тактовых импульсов 1, первый и второй формирователь D-кода 2₁-2₂, первый и второй формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂, сумматор 4, модулятор 5, синтезатор частот 6, генератор псевдослучайных чисел 7. Выход генератор тактовых импульсов 1 подключен к входам первого и второго формирователя D-кодов 2₁-2₂, к тактовым входам первого и второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂. Выходы первого и второго формирователя D-кодов 2₁-2₂ соответственно подключены к информационным входам первого и второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂, выходы которых соответственно подключены к перовому и второму информационным входам сумматора 4. Выход сумматора 4 подключен к информационному входу модулятора 5. Выход генератора тактовых импульсов 1 подключен к тактовым входам синтезатора частот 6 и генератора псевдослучайных чисел 7, n-управляющих выходов которого, где n≥2 - целое число, подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот 6. Выход синтезатора частот 6 подключен к модулирующему входу модулятора 5, выход которого является выходом передающей части. Выход передающей части через тракт распространения 8 подключен к входу приемной части. Приемная часть содержит демодулятор 9, синтезатор частот 10, генератор псевдослучайных чисел 11, селектор сигналов 12, генератор тактовых импульсов 13, блок выделения дополнительных последовательностей 14, блок свертки дополнительных последовательностей 15, решающий блок 16. Информационный вход демодулятора 9 является входом приемной части, а выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов 12. Выход генератора тактовых импульсов 13 подключен к тактовым входам синтезатора частот 10 и генератора псевдослучайных чисел 11, n-управляющих выходов которого подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот 10. Выход синтезатора частот 10 подключен к модулирующему входу демодулятора 9. Первый, второй, третий и четвертый информационные выходы селектора сигналов 12 соответственно подключены к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей 14, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к первому и второму информационным входам блока свертки дополнительных последовательностей 15. Выход блока свертки дополнительных последовательностей 15 подключен к входу решающего блока 16, выход которого является выходом приемной части системы.

Генераторы тактовых импульсов 1 в передающей части и 13 в приемной части идентичны и предназначены для формирования импульсов определенной длительности с требуемой частотой f_тг=В, где В - скорость передачи последовательности элементов D-кода (техническая скорость). Они могут быть реализованы, как описано в книге Л.М.Гольденберга, Ю.Т.Бутыльского, М.X.Поляка "Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи" (М.: Связь, 1979, с.72-76, рис.3.14).

Формирователи D-кодов 2₁-2₂ предназначены для формирования кодовой последовательности (D-кода) с периодом N=2^k, где k≥2 - целое число. Они могут быть реализованы, как описано в А.с. №1177910 СССР, МПК⁶ Н 03 М 5/00, заявл. 18.04.84, опубл. 07.09.85, А.с. №1805550 СССР, МПК⁶ Н 04 L 14/00, заявл. 07.02.91, опубл. 30.03.93 или в статье Roland Wilson and John Richter "Generation and Performance of Quadraphase Welti Codes for Radar and Synchronization of Coherent and Differentially Coherent PSK" (IEEE Transactions on Communications, vol. COM-27, NO.9, September 1979, p.1296-1301, фиг.1).

Формирователи сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂ предназначены для формирования четверично-кодированного радиосигнала. Они могут быть реализованы, как описано в книге Н.Л.Теплов, Е.Н.Куделин, О.П.Лежнюк "Нелинейные радиотехнические устройства. Часть 1" (M.: Воениздат, 1982, с.342-344, рис.8.42).

Сумматор 4 предназначен для объединения четверично-кодированных радиосигналов. Он может быть реализован, как описано в книге У.Тице, К.Шенк "Полупроводниковая схемотехника" (М.: Мир, 1982, с.137, рис.11.1).

Модулятор 5 предназначен для псевдослучайной перестройки рабочей частоты в пределах выделенного частотного ресурса Δf=f_max-f_min, f_max - максимальное значение выделенного частотного диапазона; f_min - минимальное значение выделенного частотного диапазона. Он может быть реализован, как описано в книге Н.Л.Теплов, Е.Н.Куделин, О.П.Лежнюк "Нелинейные радиотехнические устройства. Часть 1" (M.: Воениздат, 1982, с.130-137, рис.4.29).

Синтезаторы частот 6 в передающей части и 10 в приемной части идентичны и предназначены для формирования псевдослучайного гармонического колебания с номиналом частоты Δf_ППРЧ=4lf_тг, где l=1, 2, ..., L, L=2ⁿ-1 - максимальное значение псевдослучайного числа в десятичном исчислении, n≥2 - число управляемых входов синтезатора частот. Они могут быть реализованы, как описано в патенте РФ №2208915, МПК⁷ Н 04 К 3/00, заявл. 04.11.02, опубл. 20.07.03, Бюл. №20.

Генераторы псевдослучайных чисел 7 в передающей части и 11 в приемной части идентичны и предназначены для формирования псевдослучайных чисел l=1, 2, ..., L в двоичном исчислении, где максимальное псевдослучайное число L зависит от выделенного частотного ресурса Δf и определяется в десятичной форме по следующему выражению где ΔF_c=4В - эффективная ширина спектра четверично-кодированного радиосигнала; - меньшее целое число. Они могут быть реализованы, как описано в книге У.Тице, К.Шенк "Полупроводниковая схемотехника" (М.: Мир, 1982, с.356-359, рис.20.20).

Тракт распространения 8 предназначен для распространения четверично-кодированного радиосигнала. Основой тракта распространения является та или иная среда, в которой распространяется сигнал, например в системах электрической связи - это кабель или волновод, в системах радиосвязи - область пространства, в котором распространяются электромагнитные волны.

Демодулятор 9 предназначен для устранения псевдослучайной перестройки рабочей частоты в пределах выделенного частотного ресурса. Он может быть реализован, как описано в книге Н.Л.Теплев, Е.Н.Куделин, О.П.Лежнюк "Нелинейные радиотехнические устройства. Часть 1" (М.: Воениздат, 1982, с.130-137, рис.4.29).

Селектор сигналов 12 предназначен для селекции четверично-кодированного радиосигнала. Он может быть реализован, как описано в патенте РФ №2188516, МПК⁷ Н 04 L 27/26, заявл. 21.05.01, опубл. 27.08.02, Бюл. №24.

Блок выделения дополнительных последовательностей 14 предназначен для выделения первой дополнительной последовательности из нечетных элементов четверично-кодированной последовательности (выделение элементов α, β) и выделения второй дополнительной последовательности из четных элементов четверично-кодированной последовательности (выделение элементов γ, δ). Он может быть реализован, как описано в патенте РФ №2188516, МПК⁷ Н 04 L 27/26, заявл. 21.05.01, опубл. 27.08.02, Бюл. №24.

Блок свертки дополнительных последовательностей 15, схема которого представлена на фиг.4, предназначен для сверки дополнительных последовательностей до длительности одного элемента четверично-кодированной последовательности и их суммирования, он состоит из первого и второго двухканального согласованного фильтра 15.1₁-15.1₂, первого и второго вычитателя 15.2₁-15.2₂ и сумматора 15.3. Первый информационный вход первого двуканального согласованного фильтра 15.1₁ подключен к первому информационному входу второго двуканального согласованного фильтра 15.1₂ и является первым информационным входом блока свертки дополнительных последовательностей 15. Второй информационный вход первого двуканального согласованного фильтра 15.1₁ подключен ко второму информационному входу второго двуканального согласованного фильтра 15.1₂ и является вторым информационным входом блока свертки дополнительных последовательностей 15. Первый и второй информационные выходы первого двуканального согласованного фильтра 15.1₁ соответственно подключены к первому и второму информационным входам первого вычитателя 15.2₁. Первый и второй информационные выходы второго двуканального согласованного фильтра 15.1₂ соответственно подключены к первому и второму информационным входам второго вычитателя 15.2₂. Выходы первого и второго вычитателя 15.2₁-15.2₂ соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора 15.3, выход которого является выходом блока сверки дополнительных последовательностей 15.

Двухканальные согласованные фильтры 15.1₁-15.1₂ предназначены для свертки дополнительных последовательностей до длительности одного элемента четверично-кодированной последовательности. Они могут быть реализованы, как описано в А.с. №1721837 СССР, МПК⁶ Н 04 L 27/26, заявл. 08.01.90, опубл. 23.03.92.

Вычитатели 15.2₁-15.2₂ предназначены для вычитания отрицательного импульса напряжения, поступающего на его второй вход из положительного импульса напряжения, поступающего на его первый вход. Они могут быть реализованы, как описано в книге У.Тице, К.Шенк "Полупроводниковая схемотехника" (М.: Мир, 1982, с.137-138, рис.11.2).

Сумматор 15.3 предназначен для суммирования двух свернутых четверично-кодированных последовательностей. Он может быть реализован, как описано в книге У.Тице, К.Шенк "Полупроводниковая схемотехника" (М.: Мир, 1982, с.137, рис.11.1).

Решающий блок 16 предназначен для принятия решения об переданных просуммированных ортогональных четверично-кодированных последовательностей. Он может быть реализован на основе компаратора, как описано в книге У.Тице, К.Шенк "Полупроводниковая схемотехника" (М.: Мир, 1982, с.76-77, рис.6.13).

Система передачи четверично-кодированных радиосигналов, представленная на фиг.1, работает следующим образом.

При включении системы в передающей части генератор тактовых импульсов 1 с частотой f_тг формирует последовательность тактовых импульсов со скважностью равной двум представленных на эпюрах фиг.2а. Каждый элемент этой последовательности с высоким уровнем "1" будем считать нечетным, а с низким уровнем "0" - четным. Последовательность тактовых импульсов (фиг.2а) с генератора тактовых импульсов 1 одновременно поступает на тактовые входы первого и второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂, синтезатора частот 6 и генератора псевдослучайных чисел 7, а также на вход первого и второго формирователя D-кодов 2₁-2₂.

В первом и втором формирователе D-кодов 2₁-2₂ по тактовым импульсам (фиг.2а) происходит формирование и цикловая реализация соответствующей исходной четверично-кодированной последовательности с периодом N=2^k (где N - число элементов в четверично-кодированной последовательности; k≥2 целое число), не имеющей боковых выбросов в апериодической автокорреляционной функции (АКФ), например, D-код, код Велти или Е-код. Кроме того, в первом и втором формирователе D-кодов 2₁-2₂ должны формироваться ортогональные четверично-кодированные последовательности, которые не имеют боковых выбросов в взаимокорреляционной функции (ВКФ):

где - время анализа ВКФ; i - номер четверично-кодированной последовательности (D-кода), формируемой в первом формирователе D-кодов 2₁, i=1, 2, ..., K; j - номер четверично-кодированной последовательности (D-кода) формируемой во втором формирователе D-кодов 2₂, j=1, 2, ..., K; К - число четверично-кодированных последовательностей (D-кодов) К=N.

Например, при K=S полное число четверично-кодированных последовательностей (D-кодов) представлено в виде матрицы

Номер i первой четверично-кодированной последовательности, формируемой в первом формирователе D-кодов 2₁ связан с номером j второй четверично-кодированной последовательности, формируемой во втором формирователе D-кодов 2₂ следующим соотношением:

В качестве примера на эпюрах фиг.2б показана цикловая реализация первой i=1 четверично-кодированной последовательности αγαδαγβγ, формируемой в первом формирователе D-кодов 2₁, а на эпюрах фиг.2в показана цикловая реализация второй j=5 четверично-кодированной последовательности αγαδβδαδ, формируемой во втором формирователе D-кодов 2₂ при числе элементов N=8. В сформированных четверично-кодированных последовательностях имеются следующие элементы: α, β, γ, δ, где α, β передают нечетные элементы D-кода, а γ, δ - четные элементы D-кода.

С выхода первого формирователя D-кодов 2₁ сформированная (фиг.2б) четверично-кодированная последовательность поступает на информационный вход первого формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁, а с выхода второго формирователя D-кодов 2₂ сформированная (фиг.2в) четверично-кодированная последовательность поступает на информационный вход второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции 3₂. На тактовый вход первого и второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂ поступает последовательность тактовых импульсов (фиг.2а) с частотой f_тг с выхода генератора тактовых импульсов 1.

В перовом и втором формирователе сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂ соответствующая (фиг.2б, в) четверично-кодированная последовательность преобразуется в четверично-кодированный радиосигнал. Изменение высокочастотного колебания четверично-кодированных радиосигналов, сформированных в первом и втором формирователе сигналов двукратной манипуляции 3₁-3₂, можно описать, так как представлено в таблице

Элементы четверично-кодированной последовательностиТактовый вход блока 3₁ (3₂) (с блока 1)Информационный вход блока 3₁ (3₂) (с блока 2₁ (2₂))Частота четверично-кодированного радиосигналаδ00f₁γ01f₂β10f₃α11f₄

где

f₁<f₂<f₃<f₄ или f₁>f₂>f₃>f₄;

Δf₁=|f₁-f₂|, Δf₂=|f₂-f₃|, Δf₃=|f₃-f₄| - частотный сдвиг между соседними частотами;

Δf₁=xB, Δf₁=mB, Δf₁=zB;

х=1, 2, ... - целое число;

m=1, 2, ... - целое число;

z=1, 2, ... - целое число.

Эпюры сформированных первого и второго четверично-кодированных радиосигналов представлены на фиг.2г, д соответственно.

Четверично-кодированный радиосигнал, сформированный в первом формирователе двукратной частотной манипуляции 3₁ (фиг.2г) поступает на первый информационный вход сумматора 4, а четверично-кодированный радиосигнал, сформированный во втором формирователе двукратной частотной манипуляции 3₂ (фиг.2д) поступает на второй информационный вход сумматора 4.

В сумматоре 4 происходит объединение четверично-кодированных радиосигналов. Объединенный четверично-кодированный радиосигнал с выхода сумматора 4 поступает на информационный вход модулятора 5.

На тактовый вход генератора псевдослучайных чисел 7 поступает последовательность тактовых импульсов (фиг.2а) с частотой f_тг с генератора тактовых импульсов 1. В генераторе псевдослучайных чисел 7 последовательность тактовых импульсов (фиг.2а) преобразуется в псевдослучайную последовательность, которая поступает на n-управляющие выходы генератора псевдослучайных чисел 6 с временным сдвигом на один такт на каждом выходе генератора псевдослучайных чисел 7 в двоичной форме. Генератор псевдослучайных чисел 7 имеет разрядность L=2ⁿ-1 в зависимости от выделенного частотного ресурса Δf.

Псевдослучайная последовательность в двоичной форме с n-управляющих выходов, где n≥2 - число выходов генератора псевдослучайного числа 7, поступает соответственно на n-управляющие входа синтезатора частот 7, где n≥2 - число входов синтезатора частот 6. На тактовый вход синтезатора часто 6 поступает последовательность тактовых импульсов (фиг.2а) с частотой f_тг с выхода генератора тактовых импульсов 1.

Сформированное псевдослучайное гармоническое колебание с номиналом Δf_ППРЧ поступает на модулирующий вход модулятора 5, который является выходом передающей части системы. На выходе модулятора 5 при x=m=z=1 и Δf₁=Δf₂=Δf₃ формируется объединенный четверично-кодированный радиосигнал с ППРЧ в пределах выделенного частотного ресурса Δf по следующему правилу:

где f_н=f_min - частота несущего колебания радиосигнала; U_с - амплитуда радиосигнала.

Объединенный четверично-кодированный радиосигнал, сформированный на передающей части, поступают в тракт распространения 8, при этом элементы α, β, γ, δ объединенного четверично-кодированного радиосигнала выполняют условие ортогональности по частоте.

Пройдя через тракт распространения 8, объединенный четверично-кодированный радиосигнал поступает на информационный вход демодулятора 9, который является входом приемной части системы.

Генератор тактовых импульсов 13, генератор псевдослучайных чисел 11 и синтезатор частот 10 приемной части системы работают и формируют псевдослучайное гармоническое колебание с номиналом Δf_ППРЧ аналогично передающей части системы. Следовательно, на выходе синтезатора частот 10 формируется псевдослучайное гармоническое колебание с номиналом Δf_ППРЧ, которое поступает на модулирующий вход демодулятора 9.

В демодуляторе 9 за счет синтезатора частот 10 управляемого генератором псевдослучайных чисел 11 скачки рабочей частоты устраняются Δf_ППРЧ, в результате информационные символы объединенного четверично-кодированного радиосигнала переносятся на первоначальные выбранные частоты.

Принятый в приемной части системы объединенный четверично-кодированный радиосигнал поступает на вход селектора сигналов 12, который осуществляет частотную селекцию строго определенных высокочастотных элементов объединенного четверично-кодированного радиосигнала. На первом, втором, третьем и четвертом информационных выходах селектора сигналов 12 соответственно формируются первый, второй, третий и четвертый высокочастотные радиосигналы со следующими номиналами:

Эпюры сформированных первого, второго, третьего и четвертого высокочастотных радиосигналов представлены на фиг.3а, б, в, г соответственно. Первый, второй, третий и четвертый высокочастотные радиосигналы (фиг.3а, б, в, г) с соответствующих информационных выходов селектора сигналов 12 соответственно поступают на первый, второй, третий и четвертый информационные входы блока выделения дополнительных последовательностей 14.

В блоке выделения дополнительных последовательностей 14 осуществляется выделение огибающей из первого, второго, третьего и четвертого высокочастотных радиосигналов (фиг.3а, б, в, г) и устранение несущих высокочастотных колебаний. На первом и втором информационном выходе блока выделения дополнительных последовательностей 14 соответственно формируются первая и вторая дополнительные последовательности. Эпюры сформированных первой и второй дополнительных последовательностей представлены на фиг.3д, ж соответственно. При этом первая дополнительная последовательность (фиг.3д) формируется из нечетных элементов четверично-кодированной последовательности (выделение элементов α, β), а вторая дополнительная последовательность (фиг.3ж) формируется из четных элементов четверично-кодированной последовательности (выделение элементов γ, δ). Сформированные первая и вторая дополнительные последовательности (фиг.3д, ж) с соответствующих информационных выходов блока выделения дополнительных последовательностей 14 соответственно поступают на первый и второй информационные входы блока сверки дополнительных последовательностей 15.

Блок сверки дополнительных последовательностей 15 представленный на фиг.4 работает следующим образом. Первая дополнительная последовательность (фиг.3д) поступает на первый информационный вход первого и второго двухканального согласованного фильтра 15.1₁-15.1₂, вторая дополнительная последовательность (фиг.3ж) поступает на второй информационный вход первого и второго двухканального согласованного фильтра 15.1₁-15.1₂. При этом первый двухканальный согласованный фильтр 15.1₁ настроен на αγαδαγβγ четверично-кодированную последовательность, второй двухканальный согласованный фильтр 15.1₂ настроен αγαδβδαδ четверично-кодированную последовательность.

В первом двухканальном согласованном фильтре 15.1₁ первая и вторая дополнительные последовательности (фиг.3д, ж) сворачиваются до длительности одного элемента четверично-кодированной последовательности, а по напряжению становятся больше в 2^k-1 раз элемента четверично-кодированной последовательности. Эпюры свернутых первой и второй дополнительных последовательностей представлены на фиг.5а, б соответственно. Свернутые первая и вторая дополнительные последовательности (фиг.5а, б) с соответствующих информационных выходов первого двухканального согласованного фильтра 15.1₁ соответственно поступают на первый и второй информационные входы первого вычитателя 15.2₁.

В первом вычитателе 15.2₁ обеспечивается вычитание отрицательного импульса (фиг.5б) напряжением 2^k-1, поступающего на его второй информационный вход из положительного импульса (фиг.5а) напряжением 2^k-1, поступающего на его первый информационный вход. Следовательно, на выходе первого вычитателя 15.2₁ будет формироваться импульс первой (i=1) свернутой четверично-кодированной последовательности с напряжением в 2^k раз больше амплитуды элемента четверично-кодированной последовательности. Эпюры свернутой первой (i=1) четверично-кодированной последовательности представлены на фиг.5в.

Во втором двухканальном согласованном фильтре 15.1₂ и во втором вычитателе 15.2₂ свертка первой и второй дополнительных последовательностей (фиг.3д, ж) и формирование импульса свернутой второй (j=5) четверично-кодированной последовательности происходит аналогично. Эпюры свернутой второй (j=5) четверично-кодированной последовательности представлены на фиг.5г.

В результате, осуществляется независимая свертка двух (первой (i=1) и второй (j=5)) четверично-кодированных последовательностей (кодов Велти или Е-кодов), отличающихся тем, что они не имеют боковых выбросов в апериодической АКФ и ВКФ.

Первая свернутая четверично-кодированная последовательность (фиг.5в) с выхода первого вычитателя 15.2₁ поступает на первый информационный вход сумматора 15.3, а вторая свернутая четверично-кодированная последовательность (фиг.5г) с выхода второго вычитателя 15.2₂ поступает на второй информационный вход сумматора 15.3. В сумматоре происходит суммирование двух (первой (i=1) и второй (j=5)) свернутых четверично-кодированных последовательностей (фиг.5в, г). На выходе сумматора 15.3 будет формироваться импульс с напряжением в 2^k+1 раз больше амплитуды элемента четверично-кодированной последовательности. Эпюры просуммированных первой (i=1) и второй (j=5) свернутых четверично-кодированной последовательностей представлены на фиг.5д. Сформированный импульс (фиг.5д) с выхода сумматора 15.3 поступает на вход решающего блока 16.

В решающем блоке 16 принимается решение об переданных просуммированных (первой (i=1) и второй (j=5)) ортогональных четверично-кодированных последовательности. Таким образом, предлагаемая система передачи четверично-кодированных радиосигналов обеспечивает расширение области применения благодаря повышению помехозащищенности и достоверности при воздействии преднамеренных помех в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала (фазой, амплитудой и поляризацией) метрового и декаметрового диапазонов волн за счет применения разнесенного приема по кодовой структуре ортогональных четверично-кодированных последовательностей с ППРЧ без расширения выделенного частотного ресурса для систем с кодовым уплотнением сигналов и систем с множественным доступом.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в синхронных и асинхронных системах связи в качестве системы передачи дискретной информации;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в синхронных и асинхронных системах связи в качестве системы передачи дискретной информации, в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала с ППРЧ при воздействии преднамеренных помех. Технический результат - обеспечение расширения области применения за счет применения разнесенного приема по кодовой структуре ортогональных четверично-кодированных последовательностей с ППРЧ, повышение помехозащищенности и достоверности при воздействии преднамеренных помех в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала для систем с кодовым уплотнением сигналов и систем с множественным доступом. Система состоит из передающей части, которая содержит генератор тактовых импульсов 1, первый и второй формирователи D-кода 2₁-2₂, первый и второй формирователи сигналов двукратной частотной манипуляции 3₁-3₂, сумматор 4, модулятор 5, синтезатор частот 6, генератор псевдослучайных чисел 7, соединенной через тракт распространения 8 с приемной частью, которая содержит демодулятор 9, синтезатор частот 10, генератор псевдослучайных чисел 11, селектор сигналов 12, генератор тактовых импульсов 13, блок выделения дополнительных последовательностей 14, блок свертки дополнительных последовательностей 15, решающий блок 16. Благодаря новой совокупности существенных признаков обеспечивается возможность применения разнесенного приема по кодовой структуре ортогональных четверично-кодированных последовательностей с ППРЧ без расширения выделенного частотного ресурса. Этим достигается возможность расширения области применения заявленной системы, в частности повышения помехозащищенности от преднамеренных помех в каналах связи с замираниями и случайными параметрами сигнала. 1 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Система передачи четверично-кодированных радиосигналов, содержащая в передающей части генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу первого формирователя D-кодов, к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел, первый формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, тактовый и информационный входы которого соответственно подключены к выходам генератора тактовых импульсов и первого формирователя D-кодов, n-управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел, где n≥2 - целое число, подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора, выход модулятора является выходом передающей части системы и подключен через тракт распространения к входу приемной части системы, приемная часть системы включает демодулятор, информационный вход которого является входом приемной части системы, а выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел, n-управляющих выходов которого подключены к соответствующим n-управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу демодулятора, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы селектора сигналов соответственно подключены к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей, решающий блок, выход которого является выходом приемной части системы, отличающаяся тем, что в передающую часть системы дополнительно введены второй формирователь D-кодов, второй формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции и сумматор, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу второго формирователя D-кодов, второй формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, тактовый и информационный входы которого соответственно подключены к выходам генератора тактовых импульсов и второго формирователя D-кодов, выходы первого и второго формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора, в приемную часть системы дополнительно введен блок свертки дополнительных последовательностей, первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей соответственно подключены к первому и второму информационным входам блока свертки дополнительных последовательностей, выход которого подключен к входу решающего блока.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок свертки дополнительных последовательностей состоит из первого и второго двуканального согласованного фильтра, первого и второго вычитателя и сумматора, первый информационный вход первого двуканального согласованного фильтра подключен к первому информационному входу второго двуканального согласованного фильтра и является первым информационным входом блока свертки дополнительных последовательностей, а второй информационный вход первого двуканального согласованного фильтра подключен ко второму информационному входу второго двуканального согласованного фильтра и является вторым информационным входом блока свертки дополнительных последовательностей, первый и второй информационные выходы первого двуканального согласованного фильтра соответственно подключены к первому и второму информационным входам первого вычитателя, а первый и второй информационные выходы второго двуканального согласованного фильтра соответственно подключены к первому и второму информационным входам второго вычитателя, выходы первого и второго вычитателя соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого является выходом блока сверки дополнительных последовательностей.