СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ В ПРЯМОМ И ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИЯХ Российский патент 2008 года по МПК H04B7/00 

Изобретение относится к технике связи, а точнее к системам передачи и приема информации (СППИ) в прямом и обратном направлениях от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи. Рост числа операторов и абонентов, в том числе сотовой, связи, обостряет проблему рационального использования частотного ресурса и ее электромагнитной совместимости, например, с системой ближней радионавигации, что, в свою очередь, требует дальнейшего развития и совершенствования систем и способов передачи и приема информации. Изобретение позволяет увеличить емкость любой существующей СППИ при заданном количестве отведенных для работы системы полос частот или обеспечить заданную емкость системы меньшим количеством полос частот, т.е. съэкономить частотный ресурс и увеличить технико-экономическую эффективность систем связи с учетом всех компонентов, влияющих на ее полную стоимость и технические показатели.

Известна система передачи и приема информации [Радиотехника: Энциклопедия / под ред. Ю.Л.Мазора и др. - М.: Издательский дом «Додэка - XXI», 2002, с.63-64], признаки которой реализованы, по-существу, во всех соответствующих системах и являющаяся аналогом предлагаемого технического решения. Эта система содержит функционально последовательно связанные источник информации, физико-электрический преобразователь информации, кодер, передающее устройство, канал связи, приемное устройство, декодер, электрофизический преобразователь информации, потребитель информации.

Наиболее близким аналогом (прототипом) настоящего изобретения является система передачи и приема информации в прямом и обратном направлениях от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи, в которой в прямом направлении каждый l-тый, где из L_k источников информации подключен, в том числе, при необходимости через свой блок форматирования информации в цифровой поток и блок уплотнения, например, с временным разделением, синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами и одним выходом k-того, где цифрового потока из n-той группы источников информации, где к модулятору высокочастотного сигнала, снабженному генератором несущей частоты и соединенному с передатчиком прямого направления, функционально связанным через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, по крайней мере с одним приемником прямого направления, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала и, при необходимости, через блок разуплотнения синхронизированного цифрового потока с одним входом и L_k выходами и свой блок форматирования цифрового потока в информацию к соответствующему потребителю информации, при этом в обратном направлении каждый из источников информации подключен, при необходимости, через свой блок форматирования информации в цифровой поток и блок уплотнения, например, с временным разделением синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами и выходом к модулятору высокочастотного сигнала, снабженному генератором выделенной источнику информации несущей частоты и соединенному с передатчиком обратного направления, функционально связанным через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, с приемником обратного направления, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала и, в том числе, при необходимости, через блок разуплотнения синхронизированного цифрового потока с одним входом и L_k выходами и свой блок форматирования цифрового потока в поток информации к соответствующему потребителю информации, причем все указанные блоки функционально связаны с системой синхронизации, а при необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, перед передатчиками прямого и обратного направлений введены умножители модулированного сигнала s_n(t)=A_n(t)cos[ω₀t+ψ_n(t)] на кодовый сигнал g_n(t), причем кодовые функции {g_n(t)} взаимно ортогональны или возможно более близки к ним, и блоки множественного доступа, имеющие N входов для доступа потоков сигналов g_n(t)s_n(t), в том числе других групп источников информации, и их суммирования, а после приемников прямого и обратного направлений введены блоки множественного доступа, имеющие N выходов синхронизированных потоков сигналов, в том числе, для других групп потребителей информации, и выполненные с возможностью синхронизированного умножения принятого сигнала

на каждый n-тый из N кодовых сигналов g_n(t) с выделением каждого n-того сигнала g_n ²(t)s_n(t), подаваемого на вход соответствующего демодулятора сигнала [Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е испр.: пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. - 1104 с. (прототип с.32-36, 782, 783)]. Недостатком известных СППИ и прототипа по сравнению с заявляемой СППИ является исчерпание ими возможности дальнейшего повышения их технико-экономической эффективности.

Сущность изобретения направлена на повышение технико-экономической эффективности СППИ благодаря введению в ней в прямом направлении перед модулятором, в том числе дополнительно, блока уплотнения, выполненного с возможностью производства упорядоченного одновременного за такт считывания двоичных цифр x_k=0,1 синхронизированных бинарных цифровых потоков, умножения х_k на положительные числа a_k, которые образуют, например, из быстровозрастающих чисел а'_k посредством применения схемы Меркла-Хэллмана, и суммирования величин а_kx_k с получением потока цифровых символов

и соответственно введению после демодулятора блока разуплотнения, выполненного с возможностью производства одновременного за такт преобразования потока цифровых символов S_n в соответствии со схемой Меркла-Хэллмана в поток цифровых символов S'_n и преобразования S'_n согласно соотношению

если

х_i=1, если

где i=K_n-1, K_n-2, ..., 1, и х_i=0 в других случаях, в K_n синхронизированных бинарных цифровых потоков, подаваемых упорядочение, как при упомянутом считывании, к выходам этого блока разуплотнения.

Для достижения указанного технического результата в системе передачи и приема информации в прямом и обратном направлениях от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи каждый l-тый, где из L_k источников информации подключен, в том числе, при необходимости через свой блок форматирования информации в цифровой поток и блок уплотнения, например, с временным разделением синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k, входами и одним выходом k-того, где цифрового потока из n-той группы источников информации, где к модулятору высокочастотного сигнала, снабженному генератором несущей частоты и соединенному с передатчиком прямого направления, функционально связанным через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, по крайней мере с одним приемником прямого направления, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала и, при необходимости, через блок разуплотнения синхронизированного цифрового потока с одним входом и L_k выходами и свой блок форматирования цифрового потока в информацию к соответствующему потребителю информации, при этом в обратном направлении каждый из источников информации подключен, при необходимости, через свой блок форматирования информации в цифровой поток и блок уплотнения, например, с временным разделением, синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами и выходом к модулятору высокочастотного сигнала, снабженному генератором выделенной источнику информации несущей частоты и соединенному с передатчиком обратного направления, функционально связанным через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, с приемником обратного направления, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала и, в том числе, при необходимости, через блок разуплотнения синхронизированного цифрового потока с одним входом и L_k выходами и свой блок форматирования цифрового потока в поток информации к соответствующему потребителю информации, причем все указанные блоки функционально связаны с системой синхронизации, а при необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, перед передатчиками прямого и обратного направлений введены умножители модулированного сигнала s_n(t)=A_n(t)cos[ω₀t+ψ_n(t)] на кодовый сигнал g_n(t), причем кодовые функции {g_n(t)} взаимно ортогональны или возможно более близки к ним, и блоки множественного доступа, имеющие N входов для доступа потоков сигналов g_n(t)s_n(t), в том числе, других групп источников информации, и их суммирования, а после приемников прямого и обратного направлений введены блоки множественного доступа, имеющие N выходов синхронизированных потоков сигналов, в том числе, для других групп потребителей информации, и выполненные с возможностью синхронизированного умножения принятого сигнала

на каждый n-тый из N кодовых сигналов g_n(t) с выделением каждого n-того сигнала g_n ²(t)s_n(t), подаваемого на вход соответствующего демодулятора сигнала, в соответствии с настоящим изобретением в системе передачи и приема информации в прямом направлении перед модулятором высокочастотного сигнала введен, в том числе, дополнительно, n-тый блок уплотнения k-тых синхронизированных цифровых потоков с K_n входами и одним выходом, выполненный с возможностью производства упорядоченного, например, последовательного от 1 до K_n, одновременного за такт считывания двоичных цифр x_k=0,1 синхронизированных бинарных цифровых потоков, умножения х_k на положительные числа a_k, которые образуют, например, из быстровозрастающих чисел а'_k посредством применения схемы Меркла-Хэллмана, и суммирования величин а_kx_k с получением n-того потока цифровых символов

и соответственно после демодулятора введен, в том числе, дополнительно, n-тый блок разуплотнения с одним входом и K_n выходами, выполненный с возможностью одновременного за такт преобразования n-того потока цифровых символов S_n в соответствии со схемой Меркла-Хэллмана в поток цифровых символов S'_n и преобразования S'_n согласно соотношению если х_i=1, если где i=K_n-1, K_n-2, ..., 1, и х_i=0 в других случаях, в K_n синхронизированных бинарных цифровых потоков, подаваемых упорядочение, как при упомянутом считывании, к выходам введенного n-того блока разуплотнения.

Кроме того, в СППИ в прямом и обратном направлениях введены по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи по крайней мере информации об опорных уровнях цифровых сигналов.

В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения об объектах того же назначения с указанной совокупностью отличительных признаков, что позволяет считать СППИ по настоящему изобретению новым и имеющим изобретательский уровень.

СППИ по настоящему изобретению может быть воплощена в устройстве, показанном на фиг.1 (прототип) и фиг.2 (блок-схема заявляемой СППИ).

На фигурах в скобки заключены номера цифровых потоков групп источников информации, поступающих в блоки множественного доступа на передающих сторонах системы и выходящих из блоков множественного доступа на ее приемных сторонах.

В заявляемой СППИ по сравнению с общеизвестными из уровня техники системами в блоках уплотнения и разуплотнения используются известные решающие схемы, позволяющие с помощью соответствующих программных средств обеспечить повышение технико-экономической эффективности известных систем.

В системе передачи и приема информации (фиг.1) в прямом и обратном направлениях от источников информации 1 (и соответственно 17) к ее потребителям 2 (и соответственно 31) посредством цифровой связи каждый l-тый, где из L_k источников информации из n-той группы источников информации, где подключен, в том числе, при необходимости через свой блок форматирования 3 информации в цифровой поток и блок уплотнения 4, например, с временным разделением, синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами 5 и одним выходом 6 k-того, где цифрового потока к модулятору высокочастотного сигнала 7, снабженному генератором несущей частоты 8 и соединенному с передатчиком прямого направления 9, функционально связанным через канал передачи 10, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, по крайней мере с одним приемником прямого направления 11, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала 12 и, при необходимости, через блок разуплотнения 13 синхронизированного цифрового потока с одним входом 14 и L_k выходами 15 и свой блок форматирования 16 цифрового потока в информацию к соответствующему потребителю информации 2. При этом в обратном направлении каждый из источников информации 17 подключен, при необходимости, через свой блок форматирования 18 информации в цифровой поток и блок уплотнения 19, например, с временным разделением, синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами 20 и выходом 21 к модулятору высокочастотного сигнала 22, снабженному генератором 23 выделенной источнику информации несущей частоты и соединенному с передатчиком обратного направления 24, функционально связанным через канал передачи 10, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, с приемником обратного направления 25, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала 26 и, в том числе, при необходимости, через блок разуплотнения 27 синхронизированного цифрового потока с одним входом 28 и L_k выходами 29 и свой блок форматирования 30 цифрового потока в поток информации к соответствующему потребителю информации 31. Все указанные блоки функционально связаны с системой синхронизации 42. При необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, перед передатчиками прямого 9 и обратного 24 направлений введены умножители 32 и 37 модулированного сигнала s_n(t)=A_n(t)cos[ω₀t+ψ_n(t)] на кодовый сигнал g_n(t), причем кодовые функции {g_n(t)} взаимно ортогональны или возможно более близки к ним. Соответственно введены блоки множественного доступа 33 и 38, имеющие N входов 34 и 39 для доступа потоков сигналов g_n(t)s_n(t), в том числе, других групп источников информации, и их суммирования. После приемников прямого 11 и обратного 25 направлений введены блоки множественного доступа 35 и 40, имеющие, соответственно, N выходов 36 и 41 синхронизированных потоков сигналов, в том числе, для других групп потребителей информации, и выполненные с возможностью синхронизированного умножения принятого сигнала

на каждый n-тый из N кодовых сигналов g_n(t) с выделением каждого n-того сигнала g_n ²(t)s_n(t), подаваемого на вход соответствующего демодулятора сигнала 12 или 26.

В СППИ (фиг.2) только в прямом направлении перед модулятором высокочастотного сигнала 7 введен, в том числе, дополнительно, n-тый блок уплотнения 43 k-тых синхронизированных цифровых потоков с K_n входами 44 и одним выходом 45, выполненный с возможностью производства упорядоченного, например, последовательного от 1 до K_n, одновременного за такт считывания двоичных цифр x_k=0,1 синхронизированных бинарных цифровых потоков, умножения х_k на положительные числа a_k, которые образуют, например, из быстровозрастающих чисел а'_k посредством применения схемы Меркла-Хэллмана, и суммирования величин а_kx_k с получением n-того потока цифровых символов

Соответственно после демодулятора 12 введен, в том числе, дополнительно, n-тый блок разуплотнения 46 с одним входом 47 и K_n выходами 48, выполненный с возможностью одновременного за такт преобразования n-того потока цифровых символов S_n в соответствии со схемой Меркла-Хэллмана в поток цифровых символов S'_n и преобразования S'_n согласно соотношению если х_i=1, если

где i=K_n-1, K_n-2, ..., 1, и х_i=0 в других случаях, в K_n синхронизированных бинарных цифровых потоков, подаваемых упорядоченно, как при упомянутом считывании, к выходам 48 введенного блока разуплотнения 46.

Система (фиг.2) работает следующим образом. В прямом направлении информацию каждого l-того, где из L_k источников информации 1 из n-той группы источников информации, где подают, в том числе, при необходимости, через свой блок форматирования 3, в котором информацию форматируют в цифровой поток, к одному из L_k входов 5 блока уплотнения 4 синхронизированных бинарных цифровых потоков (этот блок уплотнения, например, с временным разделением, может, при необходимости, присутствовать в действующей СППИ). Цифровой поток (k-тый, где ) с выхода 6 блока уплотнения 4 поступает на один из K_n входов 44 блока уплотнения 43. В нем упорядоченно, например, последовательно от 1 до K_n, одновременно за такт считывают двоичные цифры x_k=0,1 синхронизированных бинарных цифровых потоков, поступающих через K_n входов 44, умножают х_k на положительные числа a_k, которые образуют, например, из быстровозрастающих чисел а'_k посредством применения схемы Меркла-Хэллмана, и суммируют величины а_kx_k с получением n-того потока цифровых символов Схема Меркла-Хэллмана [Mercal R.C. and Hellman M.E. Hiding Information and Signatures in Trap-Door Knapsacks. IEEE, Trans. Inf. Theory, vol. IT24, September, 1978, pp.525-530] основана на образовании вектора рюкзака, который не является быстровозрастающим. При этом задача о рюкзаке обязательно включает «лазейку», позволяющую авторизованным пользователям решить задачу.

Далее поток цифровых символов S_n подают с выхода 45 ко входу высокочастотного модулятора 7, снабженного генератором несущей частоты 8, и далее передают через передатчик 9 по крайней мере к одному приемнику 11 через канал передачи 10, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом. Принятый поток сигналов подают на вход n-того демодулятора высокочастотного сигнала 12. Синхронизированный цифровой поток с выхода демодулятора 12 подают на вход 47 по крайней мере одного n-того блока разуплотнения 46. В блоке разуплотнения одновременно за такт преобразуют n-тый поток цифровых символов S_n в соответствии со схемой Меркла-Хэллмана в поток цифровых символов S'_n и S'_n преобразуют согласно соотношению , если х_i=1, если

где i=K_n-1, K_n-2, ..., 1, и х_i=0 в других случаях, в K_n синхронизированных бинарных цифровых потоков. Эти потоки подают с выходов 48 блока разуплотнения 46, в том числе, при необходимости (т.е. если указанные ниже блоки имеются в действующей СППИ), к одному входу 14 блока разуплотнения 13 синхронизированного цифрового потока, имеющего L_k выходов 15, и далее - к своим блокам форматирования 16. В блоках 16 l-тые цифровые потоки форматируют в информацию, которую направляют к соответствующим потребителям информации 2.

В обратном направлении информацию каждого из источников 17 подают, при необходимости, через свой блок форматирования 18 информации в цифровой поток к одному из L_k входов 20 блока уплотнения 19 синхронизированных бинарных цифровых потоков (этот блок уплотнения, например, с временным разделением может, при необходимости, присутствовать в действующей СППИ). Цифровой поток с выхода 21 блока уплотнения 19 подают на вход высокочастотного модулятора 22, снабженного генератором 23 выделенной источнику информации несущей частоты, и далее передают через передатчик 24 по крайней мере к одному приемнику обратного направления 25 через канал передачи 10, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом. Принятый поток сигналов подают на вход n-того демодулятора высокочастотного сигнала 26. Синхронизированный цифровой поток с выхода демодулятора 26 подают, в том числе, при необходимости (т.е. если указанные ниже блоки имеются в действующей СППИ), к одному входу 28 блока разуплотнения 27 синхронизированного цифрового потока, имеющего L_k выходов 29, и далее - к своим блокам форматирования 30. В блоках 30 l-тые цифровые потоки форматируют в информацию, которую направляют к соответствующим потребителям информации 31 При этом производят синхронизацию функционирования всех указанных блоков.

При необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, перед передатчиками прямого и обратного направлений 9 и 24 умножают модулированный сигнал s_n(t)=A_n(t)cos[ω₀t+ψ_n(t)] на кодовый сигнал g_n(t) в умножителях 32 и 37 и суммируют синхронизированные потоки сигналов g_n(t)s_n(t), в том числе, других групп источников информации, в блоках множественного доступа 33 и 38, имеющих N входов 34 и 39 для доступа, в том числе, других групп источников информации. При этом кодовые сигналы {g_n(t)} должны быть взаимно ортогональны или возможно более близки к ним. После приемников прямого и обратного направлений 11 и 25 разделяют синхронизированные потоки сигналов в соответствующих блоках множественного доступа 35 и 40, имеющих N выходов 36 и 41, в том числе, для других групп потребителей информации, и выполненных с возможностью синхронизированного умножения принятого сигнала

на каждый n-тый из N кодовых сигналов g_n(t) с выделением каждого n-того сигнала g_n ²(t)s_n(t), который подают на вход соответствующих демодуляторов сигналов 12 и 26.

На чертеже блоки множественного доступа, имеющиеся в системе блоки уплотнения известного типа и блоки форматирования обозначены пунктирной линией, что означает их использование при необходимости. При отсутствии необходимости множественного доступа сигнал из модуляторов 7 и 22 подают на передатчики 9 и 24, а из приемников 11 и 25 - на демодуляторы 12 и 26 по линиям связи, обозначенным n. Для повышения надежности работы системы целесообразно передавать информацию об опорных, например, единичных, уровнях цифровых сигналов. Ее можно передавать, например, через несколько тактов по основному каналу. Однако в ряде случаев может оказаться целесообразным использование дополнительного канала для передачи этой и другой информации, необходимой для организации работы системы. Поэтому по крайней мере информацию об опорных уровнях цифровых сигналов в прямом и обратном направлениях передают по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи.

Во введенном, в том числе, дополнительно, блоке уплотнения на каждом такте (т.е. одновременно) упорядоченно считывается информация, поступающая от K_n источников. Отметим, что каждый информационный канал может нести информацию произвольного вида, например, закодированную любым кодом или смесью кодов. Считанная информация преобразуется в поток цифровых символов. В блоке разуплотнения одновременно за такт поток цифровых символов восстанавливают (разуплотняют) в К_n синхронизированных бинарных цифровых потоков и подают их упорядочение, как и при считывании в блоке уплотнения, к потребителям в удобном для них виде. Остальные блоки данной СППИ могут быть выполнены такими же, как и в ближайшем аналоге или в других системах того же назначения. Вопросы тактирования и синхронизации передающей и приемной сторон используемой системы решаются любыми общеизвестными из уровня техники средствами, например, так же, как это делается в прототипе. В некоторых случаях достаточно использование одного блока разуплотнения, с каждого выхода которого поступает информация к соответствующему потребителю информации. В ряде случаев могут быть использованы два или несколько, вплоть до К_n, блоков разуплотнения. Например, в сотовой связи каждая подвижная станция включает блок разуплотнения. Из поступающего в этот блок потока цифровых символов выделяется бинарный цифровой поток, адресованный в данный момент только данному потребителю. Таким образом, в сотовой связи поток сигналов доставляется всем потребителям, а процедура разуплотнения выполняется каждым конечным адресатом.

Для уплотнения и разуплотнения (восстановления исходной информации) применяются эффективные вычислительные алгоритмы, в том числе, известные, что облегчает их аппаратно-программную реализацию.

В данном техническом решении при передаче информации множества источников в прямом направлении используется одна частота, а при передаче информации в обратном направлении каждый источник использует, как в прототипе, выделенную ему частоту. Применительно, например, к сотовой связи данное техническое решение позволяет уменьшить количество частот, необходимых для работы передатчиков базовых станций (БС) сотовой связи, и высвободить значительную часть частот передатчиков БС, в том числе, в полосе частот, используемых в системах связи стандарта GSM-900. Это важно для практики, т.к. передатчики БС используют полосу частот, в которой работают авиационные бортовые средства системы ближней радионавигации и посадки, и создают им непреднамеренные радиопомехи. Следовательно, уменьшение количества рабочих частот передатчиков БС, покрывающих территорию страны, позволяет существенно упростить решение задачи обеспечения электромагнитной совместимости, например, систем ближней радионавигации и сетей стандарта GSM-900 [Приходько В.В, Панов В.П., Калугин В.Г. Научно-технические аспекты проведения летных исследований для обеспечения ЭМС систем ближней радионавигации и сетей GSM-900. Электросвязь, №1, 2005].

Ниже представлена таблица, иллюстрирующая передачу и прием трех потоков текстовой информации в заявляемой системе:

В столбцах 2, 5, 8 приведены соответствующие текстовой информации бинарные цифровые потоки x₁, x₂, x₃ соответственно. Уплотнение и разуплотнение произведены по правилу, приведенному в упомянутом примере в отличительной части заявляемого изобретения.

Выбраны следующие значения быстровозрастающих чисел: Сумма этих чисел равна 7. Далее выбрано простое число М=11, превосходящее эту сумму, и случайное число W{1<W<М), равное 4. Сформировано W^-1 удовлетворяющее соотношению WW^-1modM=1, оно равно 3. Значения а_i получены по формуле и равны а₁=4, a₂=8, a₃=5.

В столбцах 3, 6, 9 приведены произведения а₁x₁, а₂x₂, а₃x₃ соответственно. В столбце 10 приведен передаваемый поток цифровых символов полученных в блоке уплотнения 43 путем упорядоченного, последовательно от первого до третьего потока, одновременного за такт считывания двоичных цифр бинарных цифровых потоков и их преобразования в указанный поток цифровых символов.

В столбце 11 приведен преобразованный в соответствии с формулой поток цифровых символов S'. В столбцах 12, 14, 16 приведены результаты одновременного за такт преобразования в блоке разуплотнения 46 потока цифровых символов S' в три бинарных цифровых потока, подаваемых упорядоченно, как при упомянутом считывании, на выходы блока разуплотнения и далее распределяемых к соответствующим потребителям информации. В столбцах 13, 15, 17 приведены полученные адресатами потоки текстовой информации. В таблице обозначено: • - точка, - пробел.

Этот простейший из возможных примеров использования заявляемой СППИ наглядно показывает возможность одновременной передачи и приема трех потоков текстовой информации по одному каналу, что повышает эффективность использования частотного ресурса. Кроме того, изобретение позволяет повысить структурную и информационную скрытность передаваемого цифрового сигнала в дополнение к используемым законам кодирования.

Отметим также, что приведенный пример получения потока цифровых символов и его обратного преобразования в бинарные цифровые потоки эквивалентен решению задачи, основанной на образовании вектора рюкзака, который не является быстровозрастающим (схема Меркла-Хэллмана). При этом, как указывалось, задача о рюкзаке обязательно включает «лазейку», позволяющую авторизованным пользователям решить задачу.

Настоящее изобретение полезно тем, что оно может быть применено на практике для развития и совершенствования любой системы цифровой связи с любой организацией ее работы, например, уже использующей известные методы множественного доступа (с частотным, временным, кодовым, пространственным и поляризационным разделением) и известные методы обработки сигналов, в том числе, например, для всех известных стандартов сотовой связи.

Промышленная применимость. Настоящее изобретение может быть применено в СППИ, использующих высокочастотные сигналы в любых системах связи. СППИ по данному изобретению позволяет эффективно использовать частотный ресурс и может работать одновременно с большим числом разнородной информации.

Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленной системы условию «новизна».

Результаты поиска известных решений в области СППИ с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной системы, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в качестве системы передачи и приема информации (СППИ) в прямом и обратном направлениях от источника информации к ее потребителям посредством цифровой связи. Технический результат - повышение эффективности использования частотного ресурса, упрощение решения задачи обеспечения ЭМС, например, систем ближней радионавигации и сетей стандарта GSM-900. Это достигается тем, что СППИ содержит в прямом и обратном направлениях последовательно функционально связанные разнородные источники информации, блок уплотнения, например, с временным разделением бинарных цифровых потоков (БЦП), модулятор высокочастотного сигнала с генератором несущей частоты, передатчик, приемник, демодулятор высокочастотного сигнала, блок разуплотнения цифрового потока в БЦП, потребителей информации и, при необходимости, блоки форматирования и множественного доступа, например, с кодовым разделением, при этом в СППИ только в прямом направлении перед модулятором введен, в том числе дополнительно, блок уплотнения, выполненный с возможностью производства упорядоченного одновременного за такт считывания двоичных цифр синхронизированных БЦП, умножения на положительные числа, которые образуют, например, из быстровозрастающих чисел посредством применения схемы Меркла-Хэллмана, и суммирования величин с получением потока цифровых символов, а после демодулятора введен блок разуплотнения, выполненный с возможностью одновременного за такт преобразования в его процессоре потока цифровых символов в соответствии со схемой Меркла-Хэллмана в поток цифровых символов и преобразования их. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Система передачи и приема информации в прямом и обратном направлениях от источников информации к ее потребителям посредством цифровой связи, в которой в прямом направлении каждый l-й, где из L_k источников информации подключен, в том числе при необходимости, через свой блок форматирования информации в цифровой поток и блок уплотнения, например, с временным разделением, синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами и одним выходом k-го, где цифрового потока, принадлежащего n-й группе источников информации, где к модулятору высокочастотного сигнала, снабженному генератором несущей частоты и соединенному с передатчиком прямого направления, функционально связанным через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, по крайней мере с одним приемником прямого направления, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала и при необходимости через блок разуплотнения синхронизированного цифрового потока с одним входом и L_k выходами и свой блок форматирования цифрового потока в информацию к соответствующему потребителю информации, при этом в обратном направлении каждый из источников информации подключен при необходимости через свой блок форматирования информации в цифровой поток и блок уплотнения, например, с временным разделением, синхронизированных бинарных цифровых потоков с L_k входами и одним выходом к модулятору высокочастотного сигнала, снабженному генератором выделенной источнику информации несущей частоты и соединенному с передатчиком обратного направления, функционально связанным через канал передачи, совместимый с передаваемым высокочастотным сигналом, с приемником обратного направления, который подключен через демодулятор высокочастотного сигнала и, в том числе при необходимости, через блок разуплотнения синхронизированного цифрового потока со входом и L_k выходами и свой блок форматирования цифрового потока в поток информации к соответствующему потребителю информации, причем все указанные блоки функционально связаны с системой синхронизации, а при необходимости обеспечения множественного доступа, например, с кодовым разделением, перед передатчиками прямого и обратного направлений включены умножители модулированного сигнала s_n(t)=A_n(t)cos[ω₀t+ψ_n(t)] на кодовый сигнал g_n(t), причем кодовые функции {g_n(t)} взаимно ортогональны или возможно более близки к ним, и блоки множественного доступа, имеющие N входов для доступа потоков сигналов g_n(t)S_n(t), в том числе других групп источников информации, и их суммирования, а после приемников прямого и обратного направлений включены блоки множественного доступа, имеющие N выходов синхронизированных потоков сигналов, в том числе для других групп потребителей информации, и выполненные с возможностью синхронизированного умножения принятого сигнала на каждый n-й из N кодовых сигналов g_n(t) с выделением каждого n-го сигнала g_n ²(t)s_n(t), подаваемого на вход соответствующего демодулятора сигнала, отличающаяся тем, что в системе передачи и приема информации в прямом направлении перед модулятором высокочастотного сигнала введен, в том числе дополнительно, n-й блок уплотнения k-х синхронизированных цифровых потоков с К_n входами и одним выходом, выполненный с возможностью производства упорядоченного, например, последовательного от 1 до К_n, одновременного за такт считывания двоичных цифр x_k=0,1 синхронизированных бинарных цифровых потоков, умножения x_k на положительные числа а_k, которые образуют, например, из быстровозрастающих чисел а'_k посредством применения схемы Меркла-Хэллмана, и суммирования величин a_kx_k с получением n-го потока цифровых символов , соответственно после демодулятора введен, в том числе дополнительно, n-й блок разуплотнения с одним входом и К_n выходами, выполненный с возможностью одновременного за такт преобразования n-го потока цифровых символов S_n в соответствии со схемой Меркла-Хэллмана в поток цифровых символов S'_n и преобразования S'_n согласно соотношению , если , х_i=1, если , где i=K_n-1, K_n-2, ..., 1, и х_i=0 в других случаях, в К_n синхронизированных бинарных цифровых потоков, подаваемых упорядоченно, как при упомянутом считывании, к выходам введенного n-го блока разуплотнения.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в ней в прямом и обратном направлениях введены по крайней мере по одному дополнительному каналу передачи по крайней мере информации об опорных уровнях цифровых сигналов.