СИСТЕМА СВЯЗИ С ВЫСОКОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫМИ СИГНАЛАМИ Российский патент 2008 года по МПК H04B1/69 H04L5/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к скоростным системам радиосвязи (устройствам), использующим импульсные сверхширокополосные (СШП) сигналы, у которых рабочая полоса и средняя частота сигнала сравнимы.

Уровень техники

Наиболее эффективное повышение скорости передачи информации во многих известных системах с импульсными сигналами достигается введением частотной избыточности, присущей сигналам со сверхширокой полосой. Однако в условиях воздействия естественных и преднамеренных помех частотная избыточность приводит к увеличению вероятности поражения помехами рабочей полосы СШП системы связи. Использование в известных системах связи при приеме/передаче таких методов, как повторный вызов, когерентное накопление и корреляционная обработка сигнала не дают положительного эффекта, существенно снижают скорость передачи информации, особенно при работе с большим потоком абонентов за счет увеличенного времени вхождения систем связи в синхронизм.

Системы связи (устройства) с применением сверхширокополосных сигналов описаны в ряде статей и патентов. В основе таких систем связи лежит концепция применения СШП импульсных сигналов с малой длительностью. За счет уменьшения длительности излучаемого импульса появляется возможность при прохождении сигнала эффективно бороться с интерференцией и переотражениями сигналов, вызываемыми предметами, находящимися вблизи от антенн систем связи на линии прямой видимости между источником и приемником информации.

Примерами могут служить устройства СШП импульсной системы связи, защищенные патентами США: [1. US 4641317 Spread Spectrum Radio Transmission System. Larry W. Fullerton. 03.12.84; 2. US 5677927 Ultra wide - Band Communication System and Method. Larry W. Fullerton; Ivan A.Cowie. 14.10.1997; 3. US 5687169 Full Duplex Ultra wide - Band Communication System and Method. Larry W. Fullerton. 24.11.1997]. Эти системы импульсной радиосвязи для передачи информации используют одну или несколько импульсных поднесущих. В импульсном радиоприемнике используется кросс-коррелятор, осуществляющий свертку близких по форме входного сигнала с эталонным сигналом, состоящих из ста пятидесяти-двухсот импульсов, засинхронизированных по времени с известным кодом передатчика. Выходное напряжение кросс-коррелятора интегрируется для восстановления сигнала из шума и помех. Однако при этом накладываются определенные ограничения на уровень искажения формы принимаемого сигнала, так как при распространении СШП сигнала форма его изменяется в зависимости от расстояния приемопередачи. Из-за широкой полосы частот и сверхкороткой длительности импульсов требования к точности синхронизации в этих системах необычайно высоки. В этих известных СШП системах сигналы синхронизации и автоподстройки связаны между собой и с основными информационными сигналами на одном энергетическом уровне, а так как спектральная плотность всех сигналов находится на уровне шумов, то система в значительной степени подвержена сбоям. Вхождение в синхронизм таких систем связи с СШП сигналами требует недопустимо большого времени, т.к. необходимо осуществлять перебор путем временного сдвига синхронизирующих импульсов с шагом, равным половине длительности СШП сигнала на всем периоде следования синхросигнала. Известны также высокоскоростные системы связи с СШП сигналами с использованием сверхбыстродействующего порогового обнаружения: [4. US 3662316 Shot Base - Band Pulse Receiver. Kenneth W. Robbins 09.05.1972; 5 US 3728632. Transmission and Reception System for Generation and Receiving Base-Band Duration Pulse Communication System/Gerald F. Ross. 17.04.1973]. В [4, 5] описаны простые одинаковые схемы импульсных радиоприемников с низкой чувствительностью, работающие только при больших отношениях сигнал/помеха.

Известна более современная система: [6. US 6925108. Ultrawide bandwidth system and method for fast synchronizaton. Timothy R. Miller. 02.08.2005]. Метод идентификации фазы входного СШП сигнала заключается в следующем: на многоканальный коррелятор поступают принимаемые импульсы и импульсы с различными временными промежутками между ними, которые соответствуют отдельным временным промежуткам опорной кодовой последовательности. При совпадении любого указанного промежутка (фазовый интервал) один из корреляторов формирует первый максимум. При очередном совпадении на втором фазовом интервале второй коррелятор формирует второй максимум. Если второй максимум выше первого максимума, то применяется решение о запуске опорной импульсной последовательности, и система входит в синхронизм. К недостаткам можно отнести - работоспособность синхронизации этой системы связи только при большом отношении сигнал/помеха на входе приемного устройства.

Метод быстрой синхронизации [7. US 6967993. Ultrawide bandwidth system and method for fast synchronization using sub-code spins. Timothy R. Miller. 22.11.2005] заключается в том, что контроллер проверяет выход коррелятора, на входы которого поступает входной СШП сигнал с достаточным отношением сигнал/помеха и опорная импульсная последовательность, которая циклически смещается во времени. Контроллер генерирует управляющий сигнал, принуждающий синхрогенератор опорной кодово-импульсной последовательности останавливаться или следить за входным СШП сигналом всякий раз при совпадении с опорной кодовой последовательностью. Недостатком предлагаемого технического решения является также необходимость для работоспособности системы наличия большого отношения сигнал/помеха на входе приемника.

Известен патент [8. US 6925109. Method and system for fast acquisition of ultra-wideband signals. James L. Richards, Mark D. Roberts. 02.08.2005], сущность метода в котором состоит в использовании любой части многолучевого распространения кодовой последовательности импульсного радиосигнала. За счет увеличенного импульсного потока многолучевого радиосигнала возникает возможность корреляционной обработки с образцовым импульсным потоком и при их совпадении система входит в синхронизм. При пороговой обработке, по крайней мере, одной отраженной части многолучевости после проверки на синхронизм система осуществляет быстрый захват.

К недостатку предлагаемой системы можно отнести неработоспособность в мобильном исполнении, так как условие многолучевости непредвиденно изменяется в зависимости от дальности и относительного положения приемника и передатчика.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является система связи (устройство): [9. I.J.Immoreev, A.A.Sudakov, "Ultra-Wideband Interference Resistant System for Secure Radio Communication with High Data Rate", ICCSC'02, St. Petersburg, Russian Federation, June 2002] («Сверхширокополосная помехоустойчивая система скрытой связи с высокой скоростью передачи данных»), взятая за прототип.

Для лучшего понимания заявленного изобретения необходимо более детально рассмотреть работу устройства-прототипа.

Функциональная схема устройства-прототипа приведена на Фиг.1 и содержит в передающей части: буферное устройство 1, генератор 2 сверхширокополосных (СШП) импульсов; в приемо-передающей части: переключатель 3 прием/передача, полосовой фильтр 4, антенну 5; в приемной части: малошумящий усилитель 6, аттенюатор 7, делитель 8 мощности, устройство 9 временного окна канала сигнала, пороговое устройство 10 канала сигнала, буферное устройство 11 канала сигнала, формирователь 12 порогового напряжения канала сигнала, устройство 13 временного окна канала шума, пороговое устройство 14 канала шума, буферное устройство 15 канала шума, формирователь 16 порогового напряжения канала шума, блок 17 обработки и управления, блок 18 синхронизации.

Передающая часть прототипа содержит последовательно соединенные буферное устройство 1, генератор 2 СШП импульсов. Вход буферного устройства 1 соединен с первым выходом блока 17 обработки и управления, а выход генератора 2 СШП импульсов подключен к входу переключателя 3 прием/передача.

Приемо-передающая часть содержит последовательно соединенные переключатель 3 прием/передача, полосовой фильтр 4 и антенну 5; управляющий вход переключателя 3 прием/передача соединен со вторым выходом блока 17 обработки и управления.

Приемная часть содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель 6, вход которого подключен к выходу переключателя 3 прием/передача, аттенюатор 7, делитель 8 мощности, первый выход которого подключен к последовательно соединенным устройству 9 временного окна сигнала, пороговому устройству 10 канала сигнала, буферному устройству 11 канала сигнала; второй выход делителя 8 мощности подключен к последовательно соединенным устройству 13 временного окна шума, пороговому устройству 14 канала шума и буферному устройству 15 канала шума. Выходы буферных устройств 11 и 15 каналов сигнала и шума подключены к первому и второму входам блока 17 обработки и управления. Выходы формирователей 12 и 16 порогового напряжения каналов сигнала и шума подключены соответственно ко вторым входам пороговых устройств 10 и 14 каналов сигнала и шума. Первый выход блока 18 синхронизации подключен ко второму входу устройства 9 временного окна сигнала, второй выход блока 18 синхронизации подключен ко второму входу устройства 13 временного окна шума. Второй выход блока 17 обработки и управления подключен к управляющим входам формирователей 12 и 16 порогового напряжения каналов сигнала и шума, к управляющему входу блока 18 синхронизации и к управляющему входу аттенюатора 7.

Устройство-прототип - Фиг.1 - работает следующим образом. Информация, поступающая на ввод «Вх/Вых» блока 17 обработки и управления кодируется в последовательность импульсов, которые через буферное устройство 1 запускают генератор 2 СШП импульсов. СШП импульсы поступают через переключатель 3 прием/передача и полосовой фильтр 4 в антенну 5, которая излучает сигнал в эфир. Два канала приемного устройства осуществляют параллельный прием. Один канал служит для приема сигнала, второй для оценки уровня внешних шумов и сигналов переотражений от препятствий, расположенных на пути распространения СШП сигнала. Основу каждого канала составляет чувствительное пороговое устройство 10 канала сигнала и чувствительное пороговое устройство 14 канала шума, выполненные на базе ключевых туннельных диодов, предназначенных для работы в диапазоне СВЧ. Прием в сигнальном и шумовом каналах осуществляется в соответствующих временных интервалах (временных окнах). Прием сигнала в окне, длительность которого не намного превышает длительность информационного сигнала, позволяет обеспечить повышенную помехозащищенность. Сигнал, принимаемый антенной 5 абонентской станции, после усиления малошумящим усилителем 6 подается через аттенюатор 7, делитель 8 мощности на пороговое устройство 10 канала сигнала и пороговое устройство 14 канала шума. С выхода пороговых устройств 10 канала сигнала и 14 канала шума через соответствующие буферные устройства 11 и 15 сигналы поступают на обработку в цифровой сигнальный процессор (ЦСП) блока 17 обработки и управления. Сигнальный процессор анализирует принимаемый сигнал и принимаемые шумы. Анализ внешнего шума заключается в критерийной обработке сигнала, получаемого в шумовом канале. В зависимости от результатов обработки осуществляется регулировка чувствительности приемника путем подстройки порогов сигнала и шума пороговыми устройствами 12, 16. Регулировка динамического диапазона приемника производится с помощью аттенюатора 7. По результатам анализа осуществляется также управление работой блока 18 синхронизации. Перед началом работы осуществляется калибровка приемника по внешним шумам. Основные задачи калибровки - установка опорных напряжений, подаваемых на пороговые устройства 10, 14 сигнального и шумового каналов. При калибровке уровень порога в сигнальном канале устанавливается выше, чем опорное напряжение в шумовом канале на величину, необходимую для достижения требуемой вероятности ошибки на бит. Калибровка осуществляется после включения питания приемника и после потери сигнала в рабочем режиме. После завершения калибровки приемник переходит в режим поиска сигнала. Поиск сигнала - это режим, обеспечивающий вхождение в синхронизм приемника и передатчика системы связи. Передатчик излучает специальный сигнал, который служит для установления связи между ним и приемником. В этом режиме устройством 9 производится поиск сигнального окна приемника сигнала передатчика. Принятый сигнал устанавливается по центру окна. Процедура поиска сигнала осуществляется системой синхронизации и так же, как и калибровка, производится после включения питания приемника и после потери сигнала в рабочем режиме. В рабочем режиме постоянно осуществляется оценка уровня шумов в шумовых окнах. При изменении измеренного уровня шума изменяются значения порогов в шумовом и соответственно сигнальном канале, а также происходит регулировка уровня сигнала входным аттенюатором 7. Наряду с этим в рабочем режиме производится постоянное слежение за положением принимаемого сигнала в сигнальном окне. При отклонении положения сигнала от центра окна на заданный минимальный временной интервал система синхронизации формирует команду на смещение сигнального окна на необходимый временной интервал. В случае потери сигнала (отсутствие импульсов в сигнальном окне) система связи выходит из рабочего режима и переходит в режим калибровки и поиска сигнала.

Недостатком устройства-прототипа является неэффективное использование высокой пропускной способности канала радиосвязи из-за длительного времени вхождения системы в синхронизм:

где

τ_СИНХ - время вхождения в синхронизм;

Т- период синхросигнала;

τ - длительность СШП импульса.

Время вхождения системы связи в синхронизм τ_СИНХ определяется перебором временного сдвига синхронизирующих импульсов с шагом, равным половине длительности СШП сигнала τ во всем промежутке следования синхроимпульсов Т. Так как длительность СШП импульса τ много меньше Т, (в 100 и более раз), то реальное время вхождения в синхронизм, даже при соотношении сигнал/помеха, равном 10 дБ, может достигать от 0,5 до 5 с.

Заявляемое же техническое решение свободно от этого недостатка.

Раскрытие изобретения

Технический результат, на получение которого направлено изобретение, - уменьшение в 100 и более раз времени вхождения в синхронизм (синхронизацию сигналов) системы радиосвязи с импульсными сверхширокополосными сигналами, улучшение качества синхронизации сигналов при работе с мобильными объектами, повышение эффективности использования высокой пропускной способности при работе с большим количеством абонентов.

Сущностью изобретения является система связи с высокой скоростью передачи информации сверхширокополосными сигналами, содержащая в приемопередающей части последовательно соединенные переключатель прием/передача, полосовой фильтр и антенну, управляющий вход переключателя прием/передача присоединен к шине блока обработки и управления; в передающей части последовательно соединенные буферное устройство, генератор сверхширокополосных импульсов, выход которого подключен к сигнальному входу переключателя прием/передача, а вход буферного устройства подключен к первому выходу блока обработки и управления; в приемной части последовательно соединенные малошумящий усилитель, вход которого подключен к выходу переключателя прием/передача, аттенюатор, делитель мощности, первый выход которого подключен к каналу сигнала, состоящего из последовательно соединенных устройства временного окна, порогового устройства, буферного устройства; второй выход делителя мощности подключен к каналу шума, состоящего из последовательно соединенных устройства временного окна, порогового устройства и буферного устройства; выходы буферных устройств каналов сигнала и шума подключены к первому и второму входам блока обработки и управления; выходы формирователей порогового напряжения каналов сигнала и шума подключены соответственно ко вторым входам пороговых устройств каналов сигнала и шума; первый выход блока синхронизации подключен ко второму входу устройства временного окна канала сигнала, второй выход блока синхронизации подключен ко второму входу устройства временного окна канала шума; управляющая шина блока обработки и управления подключена к входам формирователей порогового напряжения каналов сигнала и шума, к управляющему входу блока синхронизации и к управляющему входу аттенюатора, отличающаяся тем, что приемопередающая часть содержит первый узкополосный фильтр, второй узкополосный фильтр и переключатель этих узкополосных фильтров, при этом первый и второй узкополосные фильтры соединены с одной стороны с антенной, а с другой стороны с соответствующими выводами переключателя первого и второго узкополосных фильтров, управляющий вход переключателя первого и второго узкополосных фильтров присоединен к шине блока обработки и управления, а сигнальный выход переключателя первого и второго узкополосных фильтров соединен с сигнальным входом блока синхронизации; в передающую часть включен синтезатор гармонического сигнала и усилитель гармонического сигнала, выход которого подключен к сигнальному входу переключателя первого и второго узкополосных фильтров, выход синтезатора гармонического сигнала подключен к входу усилителя гармонического сигнала и к третьему сигнальному входу блока обработки и управления, при этом управляющая шина выхода блока обработки и управления соединена с управляющим входом синтезатора гармонического сигнала.

Включение в передающую часть приемопередатчика синтезатора гармонического сигнала, усилителя гармонического сигнала и включение в приемопередающую часть приемопередатчика первого и второго узкополосных фильтров, входящих в триплексер, и переключателя узкополосных фильтров позволяет уменьшить в сто и более раз время поиска абонента и время вхождения системы в связь, а также улучшает качество синхронизации при работе с мобильными объектами. Время вхождения системы в синхронизм (синхронизацию) не превышает двух периодов следования синхронизирующего сигнала. Так как условия синхронизма поддерживаются непрерывно во время сеанса связи, а не в дискретных точках, что характерно для известных импульсных систем, то высокое качество синхронизации сохраняется и при взаимных перемещениях объектов.

Краткое описание чертежей

На чертежах изображено:

на Фиг.1 - сверхширокополосная помехоустойчивая система скрытой связи с высокой скоростью передачи данных - прототип,

на Фиг.2 - структурная схема системы связи с высокой скоростью передачи информации сверхширокополосными сигналами - заявленная система.

В чертежах, прилагаемых к описанию, на Фиг.1 изображена структурная схема прототипа для наглядного сравнения со структурной схемой заявленного изобретения.

В обоих чертежах блоки и устройства, выполняющие одинаковые функции, обозначены одинаковыми номерами. На Фиг.2 показана структурная схема заявленного изобретения. Эта схема отличается от прототипа тем, что в нее включены дополнительные устройства, которые обозначены отличительными номерами.

Сверхширокополосная помехоустойчивая система скрытой связи с высокой скоростью передачи данных на Фиг.1 содержит в передающей части: буферное устройство 1, генератор 2 сверхширокополосных (СШП) импульсов; в приемопередающей части: переключатель 3 прием/передача, полосовой фильтр 4, антенну 5; в приемной части: малошумящий усилитель 6, аттенюатор 7, делитель 8 мощности, устройство 9 временного окна канала сигнала, пороговое устройство 10 канала сигнала, буферное устройство 11 канала сигнала, формирователь 12 порогового напряжения канала сигнала, устройство 13 временного окна канала шума, пороговое устройство 14 канала шума, буферное устройство 15 канала шума, формирователь 16 порогового напряжения канала шума, блок 17 обработки и управления, блок 18 синхронизации.

Структурная схема системы связи с высокой скоростью передачи информации сверхширокополосными сигналами, на Фиг.2, содержит в передающей части: буферное устройство 1, генератор 2 сверхширокополосных (СШП) импульсов, синтезатор 19 гармонического сигнала, усилитель 20 гармонического сигнала; в приемо-передающей части: переключатель 3 прием/передача, полосовой фильтр 4, антенну 5, первый узкополосный фильтр 21, второй узкополосный фильтр 22, переключатель 23 первого и второго узкополосных фильтров; в приемной части: малошумящий усилитель 6, аттенюатор 7, делитель 8 мощности, устройство 9 временного окна канала сигнала, пороговое устройство 10 канала сигнала, буферное устройство 11 канала сигнала, формирователь 12 порогового напряжения канала сигнала, устройство 13 временного окна канала шума, пороговое устройство 14 канала шума, буферное устройство 15 канала шума, формирователь 16 порогового напряжения канала шума, блок 17 обработки и управления, блок 18 синхронизации.

В заявленном изобретении, на Фиг.2, приемо-передающая часть состоит из антенны 5, подключенной к антенным выводам полосового фильтра 4, первого и второго узкополосных фильтров 21, 22, объединенных в триплексер. С противоположной стороны выводы узкополосных фильтров 21, 22 подключены соответственно к первому и второму выводам переключателя 23 узкополосных фильтров, управляющий вход которого соединен с шиной блока 17 обработки и управления. Другой вывод полосового фильтра 4 подключен ко второму выводу переключателя 3 прием/передача, управляющий вход которого соединен с шиной блока 17 обработки и управления.

Передающая часть содержит последовательно соединенные буферное устройство 1 и генератор 2 СШП импульсов, выход которого подключен ко входу переключателя 3 прием/передача, вход буферного устройства 1 подключен к первому выходу блока 17 обработки и управления. Последовательно соединенные синтезатор 19 гармонического сигнала и усилитель 20 гармонического сигнала, выход которого подключен к входу переключателя 23 узкополосных фильтров, управляющий вход синтезатора 19 гармонического сигнала соединен с шиной блока 17 обработки и управления, а выход синтезатора 19 гармонического сигнала подключен к третьему входу блока 17 обработки и управления.

Приемная часть содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель 6, вход которого подключен к выходу переключателя 3 прием/передача, аттенюатор 7, делитель 8 мощности, первый выход которого подключен к каналу сигнала, состоящему из последовательно соединенных устройства 9 временного окна канала сигнала, порогового устройства 10 канала сигнала, буферного устройства 11 канала сигнала; второй выход делителя 8 мощности подключен к каналу шума, состоящему из последовательно соединенных устройства 13 временного окна канала шума, порогового устройства 14 канала шума и буферного устройства 15 канала шума. Выходы буферных устройств 11 канала сигнала и 15 канала шума подключены к первому и второму входам блока 17 обработки и управления. Выходы формирователей 12 порогового напряжения канала сигнала и 16 порогового напряжения канала шума подключены соответственно ко вторым входам пороговых устройств 10, 14 канала сигнала и канала шума. Первый выход блока 18 синхронизации подключен ко второму входу устройства 9 временного окна канала сигнала, второй выход блока 18 синхронизации подключен ко второму входу устройства 13 временного окна канала шума. Шина блока 17 обработки и управления соединена с управляющими входами формирователей 12, 16 порогового напряжения канала сигнала и канала шума, с управляющим входом блока 18 синхронизации и с управляющим входом аттенюатора 7. Сигнальный вход первого блока 18 синхронизации подключен к выходу переключателя 23 узкополосных фильтров.

Заявленное устройство работает следующим образом. Передатчик излучает в свободное пространство сложный сигнал, состоящий из импульсного сверхширокополосного сигнала и гармонического сигнала, частота которого расположена ниже границы рабочей полосы СШП сигнала. Сигнал в виде закодированной последовательности импульсов соответствующих служебным данным, а также иной аудио- и видеоинформации подается на ввод «Вх/Вых» блока 17 обработки и управления. Блок 17 обработки и управления устанавливает по шине управления коды частот приема и передачи в блоке 18 синхронизации и синтезаторе 19 гармонического сигнала. После анализа помеховой обстановки устанавливаются коды порогового напряжения канала сигнала и канала шума, код переключателя 3 прием/передача и код переключателя 23 узкополосных фильтров в режим «передача». В режиме «передача» выход генератора 2 СШП импульсов подключается к полосовому фильтру 4, выход усилителя 20 гармонического сигнала подключается через переключатель 23 узкополосных фильтров ко второму узкополосному фильтру 22, а сигнальный вход блока 18 синхронизации через переключатель 23 узкополосных фильтров подключается к первому узкополосному фильтру 21. Код частоты передачи соответствует адресу абонента, а код частоты приема соответствует собственному адресу передающего устройства. Усиленный гармонический сигнал синтезатора 19 гармонического сигнала с выхода усилителя 20 гармонического сигнала через цепь, сформированную в режиме «передача», поступает в антенну 5 и излучается в эфир. Этот же гармонический сигнал поступает с выхода синтезатора 19 гармонического сигнала на третий вход блока 17 обработки и управления для формирования кодовой последовательности синхросигнала, содержащий коды синхронизации и собственного адреса передающего устройства. Временные интервалы между импульсами синхросигнала кратны периоду гармонического сигнала, при этом они засинхронизированы в его максимумах. Сформированный синхросигнал через буферное устройство 1 запускает генератор 2 СШП импульсов и через сформированную в режиме «передача» цепь возбуждает антенну 5, которая излучает СШП сигнал в эфир совместно с гармоническим сигналом. Процесс передачи синхросигнала повторяется еще один раз, и затем в запрашивающем приемопередающем устройстве блок 17 обработки и управления коммутирует переключатель 3 прием/передача в состояние «прием», то есть антенна 5 и полосовой фильтр 4 подключаются к входу малошумящего усилителя 6.

Аналогичное абонентское приемопередающее устройство находится в режиме «прием», в котором аналогичный блок 17 обработки и управления устанавливает код частоты приема в блоке 18 синхронизации и коды в формирователях 12, 16 порогового напряжения канала сигнала и канала шума, коммутирует переключатель 3 прием/передача и переключатель 23 узкополосных фильтров. В этом режиме «прием» первый узкополосный фильтр 21 подключен к выходу усилителя 20 гармонического сигнала, второй узкополосный фильтр 22 подключен к входу блока 18 синхронизации, а полосовой фильтр 4 к входу малошумящего усилителя 6. Принятый антенной 5 сложный сигнал, состоящий из гармонического сигнала, СШП сигнала и помех, разделяется полосовым фильтром 4 и вторым узкополосным фильтром 22. Выделенный гармонический сигнал по цепи, сформированной в режиме «прием», синхронизирует частоту блока 18 синхронизации с помощью встроенной в него (блок 18) системы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) с точностью до фазы. Первый выход блока 18 синхронизации стробирует временное окно канала сигнала в максимумах амплитуды принятого гармонического сигнала. При попадании принятого и усиленного импульса СШП сигнала во временное окно канала сигнала, пороговое устройство 10 канала сигнала срабатывает и пропускает сигнал через буферное устройство 11 канала сигнала на первый вход блока 17 обработки и управления. При повторном совпадении кодовой последовательности импульсов СШП сигнала с кодом синхронизации и последующем определении кода адреса (частоты) запрашивающего приемопередающего устройства блоком 17 обработки и управления. Этот блок устанавливает частоту, соответствующую адресу запрашивающего устройства, в синтезаторе 19 гармонического сигнала и коммутирует переключатель 3 прием/передача в состояние «передача». Усиленный гармонический сигнал синтезатора 19 гармонического сигнала через цепь, сформированную в режиме «прием», поступает в антенну 5 и излучается в эфир. Одновременно этот же гармонический сигнал поступает в блок 17 обработки и управления для формирования квитанции «синхронизма системы» в виде кодовой последовательности импульсов. И в этом случае временные интервалы между импульсами синхросигнала кратны периоду этого гармонического сигнала и при этом они засинхронизированы в его максимумах. Импульсы квитанции «синхронизма системы» через буферное устройство 1 запускает генератор 2 СШП импульсов и через переключатель 3 прием/передача и полосовой фильтр 4 возбуждает антенну 5, которая излучает данный СШП сигнал в эфир совместно с гармоническим сигналом. Процесс передачи синхросигнала повторяется еще один раз, и затем в абонентском устройстве блок обработки и управления коммутирует переключатель 3 прием/передача в состояние «прием», то есть антенна 5 и полосовой фильтр 4 подключаются к входу малошумящего усилителя 6. Аналогичным образом, как и в абонентском устройстве, принятые гармонический сигнал и СШП импульсы квитанции «синхронизма системы» принимаются, усиливаются, обрабатываются и выделяются в приемнике запрашиваемого приемопередающего устройства. После двукратного выделения квитанции блок 17 обработки и управления разрешает передачу информации в виде кодовой последовательности.

Время вхождения в синхронизм предлагаемой системы связи невелико, не зависит от скважности СШП импульсов и не превышает двух периодов следования синхросигнала Т:

где

τ_СИНХ - время вхождения в синхронизм;

Т - период синхросигнала.

Из формул (1,2) следует, что время вхождения в синхронизм τ_СИНХ предлагаемой системы по длительности в 100-200 раз меньше, чем время вхождения в синхронизм системы связи, взятой за прототип, при одинаковых длительностях СШП импульса τ и периодах синхросигнала Т.

Заявленная система связи работает с временным разделением передачи и приема. Учитывая то, что блок 18 синхронизации синхронизируется принимаемым гармоническим сигналом с точностью до фазы в течение 5-10 периодов гармонического сигнала и в дальнейшем сохраняет условие синхронизации длительное время, то можно прерывать излучение гармонического сигнала на оставшееся время приема сообщения. Это позволит существенно уменьшить потребляемую энергию усилителем 20 гармонического сигнала. Полосовой фильтр 4 и узкополосные фильтры 21, 22, объединенные в триплексер, обеспечивают параллельную работу с заданной неравномерностью коэффициента передачи в полосе рабочих частот и заданный уровень развязки между выводами фильтров, и суммирование гармонического и СШП сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в скоростных системах радиосвязи, использующих импульсные сверхширокополосные сигналы. Достигаемый технический результат - уменьшение времени поиска абонента и времени вхождения системы в связь. Система связи содержит переключатель прием/передача, полосовой фильтр, антенну, блок обработки и управления, буферные устройства, генератор сверхширокополосных импульсов, малошумящий усилитель, аттенюатор, делитель мощности, два устройства временного окна, два пороговых устройства, два формирователя порогового напряжения, блок синхронизации, два узкополосных фильтра, переключатель узкополосных фильтров, синтезатор гармонического сигнала и усилитель гармонического сигнала. 2 ил.

Система связи с высокой скоростью передачи информации сверхширокополосными сигналами, содержащая в приемо-передающей части последовательно соединенные переключатель прием/передача, полосовой фильтр и антенну, управляющий вход переключателя прием/передача присоединен к шине блока обработки и управления; в передающей части последовательно соединенные буферное устройство и генератор сверхширокополосных импульсов, выход которого подключен к сигнальному входу переключателя прием/передача, а вход буферного устройства подключен к первому выходу блока обработки и управления; в приемной части последовательно соединенные малошумящий усилитель, вход которого подключен к выходу переключателя прием/передача, аттенюатор, делитель мощности, первый выход которого подключен к каналу сигнала, состоящего из последовательно соединенных устройства временного окна, порогового устройства, буферного устройства; второй выход делителя мощности подключен к каналу шума, состоящего из последовательно соединенных устройства временного окна, порогового устройства и буферного устройства; выходы буферных устройств каналов сигнала и шума подключены к первому и второму входам блока обработки и управления; выходы формирователей порогового напряжения каналов сигнала и шума подключены соответственно ко вторым входам пороговых устройств каналов сигнала и шума; первый выход блока синхронизации подключен ко второму входу устройства временного окна канала сигнала, второй выход блока синхронизации подключен ко второму входу устройства временного окна канала шума; шина блока обработки и управления подключена к управляющим входам формирователей порогового напряжения каналов сигнала и шума, к управляющему входу блока синхронизации и к управляющему входу аттенюатора, отличающаяся тем, что приемо-передающая часть содержит первый узкополосный фильтр, второй узкополосный фильтр и переключатель этих узкополосных фильтров, при этом первые сигнальные выводы первого и второго узкополосных фильтров соединены с антенной, а вторые сигнальные выводы первого и второго узкополосных фильтров соединены с соответствующими выводами переключателя первого и второго узкополосных фильтров, управляющий вход переключателя первого и второго узкополосных фильтров присоединен к шине блока обработки и управления, а сигнальный выход переключателя первого и второго узкополосных фильтров соединен с сигнальным входом блока синхронизации; в передающую часть включен синтезатор гармонического сигнала и усилитель гармонического сигнала, выход которого подключен к сигнальному входу переключателя первого и второго узкополосных фильтров, выход синтезатора гармонического сигнала подключен к входу усилителя гармонического сигнала и к третьему сигнальному входу блока обработки и управления, при этом шина блока обработки и управления соединена с управляющим входом синтезатора гармонического сигнала.