УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛАМ С МЕЖСИМВОЛЬНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИЕЙ Российский патент 2019 года по МПК G01S13/10 

Изобретение относится к устройствам для передачи информации. Оно может быть использовано при создании систем связи, работающих через каналы с межсимвольной интерференцией (МСИ): высокоскоростные радиоканалы, гидроакустические каналы и т.д.

Известен способ и устройство для передачи и приема информации (патент RU 2282944 С2). Способ включает в себя следующие этапы: согласования частотной характеристики разверток несущих в отношении положения частот, наклона и/или формы изменения несущей частоты от развертки к развертке переменным образом в соответствии с условиями канала передачи или режимом доступа к каналу передачи, наложения информационного сигнала на несущую волну, частота которой непрерывно и плавно изменяется на заданном интервале времени для формирования последовательности, состоящей, по меньшей мере, из двух разверток несущей, причем каждая развертка несущей несет одну или большее число единиц информации или битов, передачи сформированного сигнала, не содержащего в своем составе опорной составляющей, фильтрации принимаемого сигнала или очистки принимаемого сигнала от помех в частотной области для разделения многолучевых компонент и оценки полученного сигнала в отношении параметров, несущих информацию. Фактически, способ реализует технологию расширения спектра сигнала путем плавной перестройки частоты с модуляцией изменением отдельных параметров сигнала или комбинации параметров. Данный способ обладает следующими существенными недостатками:

1. При наличии препятствий на пути распространения сигнала от передатчика к приемнику система практически перестает работать в некоторых видах каналов с МСИ, например, гидроакустическом канале. При передаче сигналов по этим видам каналов присутствует только один дискретный многолучевой компонент, соответствующий прямой видимости. Все остальные многолучевые компоненты непрерывно распределены в некотором временном интервале, таким образом, не являясь дискретными. При наличии препятствий на пути распространения сигнала от передатчика к приемнику дискретный многолучевой компонент сильно ослабляется, и система с узким пиком автокорреляционной функции излучаемого сигнала неспособна выделить многолучевые компоненты сигнала для извлечения из них информации. В вышеописанной системе используется плавная перестройка частоты для разделения многолучевых компонент, что приводит к узкому пику автокорреляционной функции излучаемого сигнала и, соответственно, к вышеописанному недостатку.

2. Энергия вышеописанных непрерывно распределенных многолучевых компонент не только не может быть использована для извлечения информации, но и представляет собой помеху полезному сигналу, соответствующему дискретному многолучевому компоненту. Это приводит к сильному снижению дальности действия системы.

3. Описанный способ для передачи и приема информации требует существенных вычислительных затрат, связанных с обработкой широкополосного сигнала, начальной синхронизацией и т.д.

4. Для случая гидроакустического канала при использовании технологии расширения спектра необходимо применять широкополосные гидроакустические преобразователи. Более широкополосные гидроакустические преобразователи обладают меньшим коэффициентом преобразования акустической энергии в электрическую в силу их более низкой добротности, что приводит к пониженной чувствительности всей системы в целом.

Более совершенной является гидроакустическая система подводной связи, описанная в патенте RU 2597685 С1. Система предназначена для передачи цифровой информации асинхронным двоичным кодом и состоит из широкополосных передатчика и приемника. Передатчик содержит источник цифровой кодовой информации, подключенный к задающему генератору и первому генератору тактовых импульсов, управляющему задающим, выход задающего генератора подключен к усилителю мощности, нагруженному излучающим гидроакустическим преобразователем. Приемник содержит последовательно включенные приемный гидроакустический преобразователь, входной широкополосный фильтр, усилитель принимаемых частот, преобразователь принимаемых частот в промежуточную частоту, усилитель промежуточной частоты и частотный детектор, а также второй генератор тактовых импульсов, управляющий преобразователем принимаемых частот и входным широкополосным фильтром. При этом в передатчике задающий генератор выполнен в виде первого микропроцессорного синтезатора сетки поочередно генерируемых частот, число которых равняется удвоенному числу информационных битов двоичной кодовой комбинации, каждая частота используется однократно для передачи очередного бита кодовой комбинации, а значения сетки частот сдвинуты между собой на один фиксированный шаг для передачи очередного нулевого или единичного бита кодовой информации. Для передачи стартовых посылок асинхронного двоичного кода первый синтезатор генерирует дополнительную частоту вне диапазона частот информационных битов.

В приемнике преобразователь принимаемых частот выполнен в виде второго микропроцессорного синтезатора сетки поочередно генерируемых частот, число которых равняется числу битов двоичной кодовой комбинации, каждая частота используется однократно для приема очередного бита информации, а значения частот сдвинуты относительно частот первого синтезатора в передатчике на один фиксированный шаг между нулевыми и единичными битами, при этом битовая синхронизация второго синтезатора частот осуществляется стартовыми импульсами второго генератора тактовых импульсов, а байтовая синхронизация осуществляется стартовыми импульсами асинхронного двоичного кода на дополнительной частоте. Фактически, система использует технологию расширения спектра методомобработанного сигнала в одном СВО, или текущие значения бит, соответствующие реализации первично обработанного сигнала в ступенчатой перестройки частоты. Данная система выбрана в качестве прототипа предложенного решения.

Преимущество прототипа перед предыдущим аналогом заключается в отсутствии недостатков 1-3, которыми обладает аналог. Варианты построения прототипа не подразумевают разделение многолучевых компонент сигнала, т.е. прототип обрабатывает суммарный сигнал от всех многолучевых компонент. Даже при сильном ослаблении дискретного многолучевого компонента, соответствующего прямой видимости, прототип способен успешно обрабатывать непрерывно распределенные многолучевые компоненты. В результате прототип в отличие от предыдущего аналога будет хорошо работать при наличии препятствий на пути распространения сигнала от передатчика к приемнику. Кроме того, энергия всех попавших в интервал обработки многолучевых компонент может быть использована для извлечения информации, а многолучевые компоненты не представляют собой помеху. Таким образом, при одинаковом энергетическом потенциале прототипа и предыдущего аналога дальность действия прототипа будет существенно выше. Следует отметить также, что варианты построения прототипа просты в технической реализации, а обработка сигнала в прототипе не требует существенных вычислительных затрат.

Тем не менее, недостаток 4 предыдущего аналога сохраняется и у прототипа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение требуемой полосы излучаемого сигнала с сохранением эффективной защиты от МСИ. Заявленный технический результат достигается в системе со следующей совокупностью признаков:

1. Устройство для передачи информации по каналам с межсимвольной интерференцией (УПИКМСИ), содержащее передатчик и приемник, отличающееся тем, что передатчик формирует излучаемый сигнал, коэффициент заполнения которого меньше единицы, а приемник обрабатывает принимаемый сигнал, формируемый передатчиком и прошедший через канал с МСИ, при этом для принятия решения о значениях принимаемых бит формируется одно или несколько скользящих временных окон (СВО), для синхронизации которых с первично обработанным сигналом вычисляется целевая функция, по положению локальных экстремумов которой определяется момент синхронизации, причем целевая функция представляет собой монотонную функцию, аргументами которой являются монотонная функция от количества отсчетов с детектора мгновенной частоты первично обработанного сигнала, находящихся в одном или нескольких СВО и оценка мгновенной частоты которых соответствует текущему значению бита в одном СВО или текущим значениям бит в нескольких СВО, и/или монотонная функция от энергии реализации первично обработанного сигнала, находящейся в одном или нескольких СВО.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передатчик формирует частотно-манипулированные сигналы.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что при начале работы устройства инициализируется значение найденного локального экстремума целевой функции начальным значением и сбрасывается таймер; приемник непрерывно или с поступлением каждого нового отсчета первично обработанного сигнала вычисляет текущее значение целевой функции и сравнивает его со значением найденного локального экстремума целевой функции, при этом, если текущее значение целевой функции соответствует более оптимальному моменту синхронизации, то значение уже найденного локального экстремума целевой функции заменяется текущим значением целевой функции, таймер сбрасывается, а текущее значение бита, соответствующее реализации первично нескольких СВО, запоминаются; если таймер не сбрасывается в течение некоторой заранее установленной задержки, то выдается оповещение о приеме, а также ранее запомненное текущее значение бита для случая одного СВО или ранее запомненные текущие значения бит для случая нескольких СВО, при этом таймер сбрасывается.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что приемник содержит в своем составе сдвиговый регистр потока принимаемых бит, при этом при выдаче оповещения о приеме сдвиговый регистр потока принимаемых бит сдвигает значения на один бит влево, а самые правые значения сдвигового регистра потока принимаемых бит заменяются значениями принятых бит в количестве, равном количеству принятых бит, далее значения сдвигового регистра потока принимаемых бит сравниваются со значениями одного или нескольких кодов, соответствующих командам телеуправления.

На фигуре 1 изображена блок-схема УПИКМСИ.

На фигуре 2 схематически представлены: излучаемый сигнал, МСИ, целевая функция, несколько СВО и «мертвых зон».

На фигуре 3 представлены: вращающийся сигнальный вектор и знаки оценок мгновенной частоты отсчетов первично обработанного сигнала в СВО.

На фигуре 4 представлена блок-схема синхронизатора 12 (фигура 1).

На фигуре 5 показано обновление значений сдвигового регистра потока принимаемых бит значениями принятых бит.

На фигуре 1 показаны: передатчик 1 с подключенным к нему излучающим преобразователем 2 и приемник 4 с подключенным к нему принимающим преобразователем 3. Приемник 4 содержит модуль первичной обработки сигнала 5, подключенный к модулю вычисления 9 целевой функции 11 через линию первично обработанного сигнала 8. Модуль вычисления 9 целевой функции 11 подключен к синхронизатору 12 через линию сигнала целевой функции 11, а также к регистру принимаемых бит 7 через линию сигнала текущих значений бит 6. Синхронизатор 12 подключен к линии сигнала оповещения о приеме 14 и к регистру принимаемых бит 7 через линию сигнала оповещения о новом значении локального экстремума 13 целевой функции 11. Регистр принимаемых бит 7 подключен к линии сигнала принятых бит 10. Линия сигнала оповещения о приеме 14 и линия сигнала принятых бит 10 являются выходными для приемника 4.

На фигуре 2 схематически представлены: излучаемый сигнал 15 с периодом следования 18 и длительностью импульса 16, МСИ 19, целевая функция 11, задержка 21, несколько СВО 17 и «мертвых» зон 20.

Возможен вариант, при котором модуль первичной обработки сигнала осуществляет комплексное понижающее преобразование принимаемого сигнала. В этом случае первично обработанный сигнал 8 может быть представлен как вращающийся на комплексной плоскости сигнальный вектор 23 (фигура 3). На этой же фигуре показано положение 22 сигнального вектора 23, соответствующее предыдущему отсчету первично обработанного сигнала 8; знаки оценок мгновенной частоты 24 отсчетов первично обработанного сигнала 8 в СВО 17; СВО 17 и «мертвые зоны» 20.

Возможен вариант, при котором синхронизатор 12 (фигура 1) построен согласно блок-схеме, изображенной на фигуре 4. В этом случае синхронизатор 12 содержит регистр найденного локального экстремума 25 целевой функции 11, подключенный к линии сигнала целевой функции 11, компаратору 28 через линию сигнала найденного локального экстремума 27 целевой функции 11 и линию сигнала оповещения о новом значении локального экстремума 13 целевой функции 11, а также к таймеру 26 через линию сигнала оповещения о приеме 14. Компаратор 28 дополнительно подключен к линии сигнала целевой функции 11 и к таймеру 26 через линию сигнала оповещения о новом значении локального экстремума 13 целевой функции 11. Линия сигнала целевой функции 11 является входной для синхронизатора 12. Линия сигнала оповещения о новом значении локального экстремума 13 целевой функции 11 и линия сигнала оповещения о приеме 14 являются выходными для синхронизатора 12.

На фигуре 5 показано обновление значений сдвигового регистра потока принимаемых бит 29 значениями принятых бит 30 после выдачи сигнала оповещения о приеме 14.

УПИКМСИ работает следующим образом.

Передатчик 1 подает на излучающий преобразователь 2 излучаемый сигнал 15 с коэффициентом заполнения, меньшим единицы. Другими словами, между импульсами излучаемого сигнала 15 образуются защитные интервалы, снижающие негативный эффект МСИ 19. Импульсы излучаемого сигнала 15 подвергаются амплитудной, частотной или фазовой манипуляции, либо некоторому сочетанию этих видов манипуляции. Манипуляция производится в соответствии с битовой последовательностью, которую необходимо передать через канал с МСИ 19. Излучающий преобразователь 2 передает излучаемый сигнал 15 в канал с МСИ 19.

Излучаемый сигнал 15, проходя через канал с МСИ 19, подвергается соответствующим искажениям - появляется МСИ 19.

После прохождения через канал с МСИ 19 сигнал принимается принимающим преобразователем 3, от которого принимаемый сигнал далее поступает в модуль первичной обработки сигнала 5 приемника 4. Модуль первичной обработки сигнала 5 осуществляет первичную обработку принимаемого сигнала.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения модуль первичной обработки сигнала 5 осуществляет усиление, аналого-цифровое преобразование, комплексное понижающее преобразование и децимацию принимаемого сигнала [3]. В этом случае работа остальных частей устройства потребует минимальных вычислительных затрат.

Далее первично обработанный сигнал 8 поступает в модуль вычисления 9 целевой функции 11.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения формируется не одно, а несколько СВО 17. Это повышает точность определения момента синхронизации СВО 17 с первично обработанным сигналом 8, т.к. при этом для синхронизации используется более продолжительная реализация первично обработанного сигнала 8.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения излучаемый сигнал 15 является частотно-манипулированным. В этом случае возможно применение целевой функции 11, аргументом которой является количество отсчетов с детектора мгновенной частоты (см. ниже) первично обработанного сигнала 8, находящихся в одном или нескольких СВО 17 и оценка мгновенной частоты которых соответствует текущему значению бита 6 в одном СВО 17 или текущим значениям бит 6 в нескольких СВО 17. Целевая функция 11 должна быть монотонной, т.к. чем больше это количество отсчетов, тем более оптимальным является момент синхронизации, т.е. момент принятия решения о значении принимаемого бита в одном СВО 17 для случая одного СВО 17 или о значениях принимаемых бит в нескольких СВО 17 для случая нескольких СВО 17. Назовем вышеописанную целевую функцию 11 «частотной».

Значение «частотной» целевой функции 11 - это, фактически, оценка отношения сигнал/шум (ОСШ) в реализации первично обработанного сигнала 8, находящейся в текущий момент в одном или нескольких СВО 17. Чем выше ОСШ, тем больше количество отсчетов с детектора мгновенной частоты первично обработанного сигнала 8, находящихся в одном или нескольких СВО 17 и оценка мгновенной частоты которых соответствует текущему значению бита 6 в одном СВО 17 или текущим значениям бит 6 в нескольких СВО 17. Преимущество «частотной» целевой функции 11 в том, что если МСИ 19 от предыдущих импульсов излучаемого сигнала 15 поражает текущий импульс излучаемого сигнала 15, то локальный экстремум «частотной» целевой функции 11 будет смещен вперед. Таким образом, устройство будет принимать решение о значении принимаемого бита в случае одного СВО 17 или о значениях принимаемых бит в случае нескольких СВО 17, анализируя слабо пораженную МСИ 19 реализацию первично обработанного сигнала 8. Устройство будет анализировать не сам текущий импульс излучаемого сигнала 15, а его МСИ 19 в том случае, если текущий импульс излучаемого сигнала 15 сильно поражен МСИ 19.

Как было сказано выше, в предпочтительном варианте осуществления изобретения модуль первичной обработки сигнала 5 осуществляет комплексное понижающее преобразование принимаемого сигнала. В этом случае первично обработанный сигнал 8 может быть представлен как вращающийся на комплексной плоскости сигнальный вектор 23 (фигура 3). Тогда знаки оценок мгновенной частоты 24 определяются направлением вращения сигнального вектора 23: знаку «+» соответствует направление вращения против часовой стрелки, знаку «-» - противоположное направление. Таким образом, детектор мгновенной частоты первично обработанного сигнала 8 представляет собой устройство, определяющее направление вращения сигнального вектора 23. Это направление определяется путем сравнения положения сигнального вектора 23, соответствующего текущему отсчету первично обработанного сигнала 8, с положением 22 сигнального вектора 23, соответствующим предыдущему отсчету первично обработанного сигнала 8. Знак оценки мгновенной частоты может быть определен по следующей простой формуле:

где S - знак оценки мгновенной частоты 24, sign(x) - функция взятия знака, - действительная (синфазная) часть положения сигнального вектора 23, соответствующего текущему отсчету первично обработанного сигнала 8, - мнимая (квадратурная) часть положения сигнального вектора 23, соответствующего текущему отсчету первично обработанного сигнала 8, - действительная (синфазная) часть положения 22 сигнального вектора 23, соответствующего предыдущему отсчету первично обработанного сигнала 8, - мнимая (квадратурная) часть положения 22 сигнального вектора 23, соответствующего предыдущему отсчету первично обработанного сигнала 8.Решение о текущем значении бита 6 принимается по значению преобладающих знаков оценок мгновенной частоты 24 отсчетов первично обработанного сигнала 8 в СВО 17. Знаки оценок мгновенной частоты 24 поступают с вышеописанного детектора мгновенной частоты первично обработанного сигнала 8. Такое решение позволяет не только использовать преимущества «частотной» целевой функции 11, но и полностью ликвидирует проблему допплеровского искажения принимаемого сигнала при достаточном значении девиации частоты частотной манипуляции.

На фигуре 3 показаны знаки оценок мгновенной частоты 24 отсчетов первично обработанного сигнала 8 в СВО 17. Пусть, например, знак «+» соответствует передаваемой единице, а знак «-» - нулю. В этом случае в одном из показанных на фигуре 3 СВО 17 присутствуют отсчеты первично обработанного сигнала 8, соответствующие передаваемой единице, т.к. знаков «+» в этом СВО 17 - большинство (четыре «+» против одного «-»). Для случая одного СВО 17 аргументом «частотной» целевой функции 11 будет количество преобладающих знаков оценок мгновенной частоты 24 отсчетов первично обработанного сигнала 8 в этом СВО 17. Если количество СВО 17 больше одного, то аргументом «частотной» целевой функции 11 будет суммарное количество преобладающих знаков оценок мгновенной частоты 24 отсчетов первично обработанного сигнала 8.

«Частотная» целевая функция 11 в чистом виде обладает недостатком - при наличии гармонической помехи в полосе приемника 4 синхронизация СВО 17 с первично обработанным сигналом 8 становится невозможной. Возможен вариант осуществления изобретения, в котором используется целевая функция 11, представляющая собой монотонную функцию от энергии реализации первично обработанного сигнала 8, находящейся в одном или нескольких СВО 17. Назовем данную целевую функцию 11 «энергетической».

«Энергетическая» целевая функция 11 не имеет вышеупомянутого недостатка, свойственного «частотной» целевой функции 11. Тем не менее, преимуществом «частотной» целевой функции 11 она также не обладает.

В варианте осуществления изобретения, при котором модуль первичной обработки сигнала 5 осуществляет аналого-цифровое преобразование, «энергетическая» целевая функция 11 будет представлять собой монотонную функцию от суммы квадратов находящихся в одном или нескольких СВО 17 отсчетов первично обработанного сигнала 8 для случая действительного первично обработанного сигнала 8, либо от суммы квадратов модулей находящихся в одном или нескольких СВО 17 отсчетов первично обработанного сигнала 8 для случая комплексного первично обработанного сигнала 8.

Существует вариант осуществления изобретения, в котором сочетаются преимущества «частотной» и «энергетической» целевых функций 11. В данном варианте отсутствует вышеупомянутый недостаток, свойственный «частотной» целевой функции 11 в чистом виде, при этом преимущество «частотной» целевой функции 11 сохраняется. В данном варианте целевая функция 11 представляет собой монотонную функцию от двух аргументов, аргументами которой являются отдельно вычисленные значения «частотной» и «энергетической» целевых функций 11. Данная монотонная функция от двух аргументов может представлять собой весовое суммирование или умножение аргументов. Умножение является более предпочтительным вариантом, т к. в этом случае не требуется подбор весовых коэффициентов. Данный вариант осуществления изобретения, в котором используется вышеописанная комбинированная целевая функция 11, является предпочтительным.

Вычисленные значения целевой функции 11 поступают на синхронизатор 12, задачей которого является нахождение оптимальных моментов синхронизации одного или нескольких СВО 17 с первично обработанным сигналом 8, т.е. оптимальных моментов принятия решения о значении принимаемого бита в одном СВО 17 для случая одного СВО 17 или о значениях принимаемых бит в нескольких СВО 17 для случая нескольких СВО 17.

Синхронизатор 12 работает следующим образом.

При начале работы УПИКМСИ регистр найденного локального экстремума 25 (фигура 4) целевой функции 11 синхронизатора 12 инициализируется некоторым начальным значением (например, нулем), а также сбрасывается таймер 26. Компаратор 28 сравнивает значение, записанное в регистре найденного локального экстремума 25 целевой функции 11 с поступающей реализацией целевой функции 11, которая вычисляется по реализации первично обработанного сигнала 8. Как только текущее значение целевой функции 11 превышает значение, записанное в регистре найденного локального экстремума 25 целевой функции 11, выдается сигнал оповещения о новом значении локального экстремума 13 целевой функции 11. После этого в регистр найденного локального экстремума 25 целевой функции 11 записывается текущее значение целевой функции 11, при этом таймер 26 сбрасывается, а текущее значение бита 6, соответствующее реализации первично обработанного сигнала 8 в одном СВО 17 для случая одного СВО 17 или текущие значения бит 6, соответствующие реализации первично обработанного сигнала 8 в нескольких СВО 17 для случая нескольких СВО 17, записываются в регистр принимаемых бит 7 (фигура 1).

Если таймер 26 не сбрасывается в течение задержки 21 (фигура 2), то таймер 26 выдает сигнал оповещения о приеме 14. В этот момент один бит для случая одного СВО 17 или несколько бит для случая нескольких СВО 17 считаются принятыми и считываются из регистра принимаемых бит 7 по линии сигнала принятых бит 10. При этом таймер 26 сбрасывается, а регистр найденного локального экстремума 25 целевой функции 11 снова инициализируется начальным значением. Далее весь вышеописанный процесс синхронизации повторяется.

Оптимальное значение задержки 21, при котором вероятность правильного приема битовой последовательности для заданного ОСШ максимальна, равно примерно половине периода следования 18 излучаемого сигнала 15. Более точно оптимальное значение задержки 21 для заданного ОСШ может быть найдено методом Монте-Карло.

Если предполагается, что УПИКМСИ должно передавать команды телеуправления, то в предпочтительном варианте осуществления изобретения УПИКМСИ содержит сдвиговый регистр потока принимаемых бит 29 (фигура 5). При этом после выдачи сигнала оповещения о приеме 14 сдвиговый регистр потока принимаемых бит 29 сдвигает значения на один бит влево, а самые правые значения сдвигового регистра потока принимаемых бит заменяются значениями принятых бит 30 в количестве, равном количеству принятых бит, которое равно количеству СВО 17. После этого значения регистра потока принимаемых бит 29 сравниваются со значениями одного или нескольких кодов, соответствующих командам телеуправления.

Формирование передатчиком 1 излучаемого сигнала 15 с коэффициентом заполнения, меньшим единицы, и обработка приемником 4 принимаемого сигнала, формируемого передатчиком 1 и прошедшего через канал с МСИ 19, с формированием одного или нескольких СВО 17 для принятия решения о значениях принимаемых бит, вычислением целевой функции 11 для синхронизации СВО 17 с первично обработанным сигналом 8 и определением момента синхронизации по положению локальных экстремумов целевой функции 11 снижает негативный эффект МСИ 19 за счет введения защитных интервалов между импульсами излучаемого сигнала 15.

Использование «частотной» целевой функции 11, представляющей собой монотонную функцию от количества отсчетов с детектора мгновенной частоты первично обработанного сигнала 8, находящихся в одном или нескольких СВО 17 и оценка мгновенной частоты которых соответствует текущему значению бита 6 в одном СВО 17 или текущим значениям бит 6 в нескольких СВО 17 дополнительно повышает эффективность защиты от МСИ 19.

Использование «энергетической» целевой функции 11, представляющей собой монотонную функцию от энергии реализации первично обработанного сигнала 8, находящейся в одном или нескольких СВО 17, позволяет УПИКМСИ работать при наличии гармонической помехи в полосе приемника 4.

Использование комбинированной целевой функции 11, представляющей собой монотонную функцию, аргументами которой являются «частотная» целевая функция 11 и «энергетическая» целевая функция 11, дополнительно повышает эффективность защиты от МСИ 19 и позволяет УПИКМСИ работать при наличии гармонической помехи в полосе приемника 4.

Таким образом, техническая задача предлагаемого изобретения по уменьшению требуемой полосы излучаемого сигнала с сохранением эффективной защиты от МСИ успешно решается.

Натурные испытания образца УПИКМСИ подтвердили заявленный технический результат.

Литература

1. Баннаш Р., Кебкал К.Г. Способы и устройства для передачи и приема информации. Патент РФ №2282944.

2. Балакин Р.А., Вилков Г.И., Тимец В.М. Гидроакустическая система подводной связи. Патент РФ №2597685.

3. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов: Второе издание. Пер. с англ. - М.: ООО «Бином-Пресс», 2006 г. - 656 с: ил.

Изобретение относится к области связи. Технический результат состоит в обеспечении эффективной защиты от межсимвольной интерференции при узкой полосе канала связи. Для этого передатчик 1 формирует излучаемый сигнал с коэффициентом заполнения, меньшим единицы, а приемник 4 обрабатывает принимаемый сигнал, формируемый передатчиком 1 и прошедший через канал с межсимвольной интерференцией, при этом для принятия решения о значениях принимаемых бит формируется одно или несколько скользящих временных окон, для синхронизации которых вычисляется целевая функция 11, по положению локальных экстремумов которой определяется момент синхронизации. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для передачи информации по каналам с межсимвольной интерференцией, содержащее передатчик и приемник, отличающееся тем, что передатчик формирует излучаемый сигнал, коэффициент заполнения которого меньше единицы, а приемник обрабатывает принимаемый сигнал, формируемый передатчиком и прошедший через канал с межсимвольной интерференцией, при этом для принятия решения о значениях принимаемых бит формируется одно или несколько скользящих временных окон, для синхронизации которых с первично обработанным сигналом вычисляется целевая функция, по положению локальных экстремумов которой определяется момент синхронизации, причем целевая функция представляет собой монотонную функцию, аргументами которой являются монотонная функция от количества отсчетов с детектора мгновенной частоты первично обработанного сигнала, находящихся в одном или нескольких скользящих временных окнах и оценка мгновенной частоты которых соответствует текущему значению бита в одном скользящем временном окне или текущим значениям бит в нескольких скользящих временных окнах, и/или монотонная функция от энергии реализации первично обработанного сигнала, находящейся в одном или нескольких скользящих временных окнах.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передатчик формирует частотно-манипулированные сигналы.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что при начале работы устройства инициализируется значение найденного локального экстремума целевой функции начальным значением и сбрасывается таймер; приемник непрерывно или с поступлением каждого нового отсчета первично обработанного сигнала вычисляет текущее значение целевой функции и сравнивает его со значением найденного локального экстремума целевой функции, при этом, если текущее значение целевой функции соответствует более оптимальному моменту синхронизации, то значение уже найденного локального экстремума целевой функции заменяется текущим значением целевой функции, таймер сбрасывается, а текущее значение бита, соответствующее реализации первично обработанного сигнала в одном скользящем временном окне, или текущие значения бит, соответствующие реализации первично обработанного сигнала в нескольких скользящих временных окнах, запоминаются; если таймер не сбрасывается в течение некоторой заранее установленной задержки, то выдается оповещение о приеме, а также ранее запомненное текущее значение бита для случая одного скользящего временного окна или ранее запомненные текущие значения бит для случая нескольких скользящих временных окон, при этом таймер сбрасывается.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что приемник содержит в своем составе сдвиговый регистр потока принимаемых бит, при этом при выдаче оповещения о приеме сдвиговый регистр потока принимаемых бит сдвигает значения на один бит влево, а самые правые значения сдвигового регистра потока принимаемых бит заменяются значениями принятых бит в количестве, равном количеству принятых бит, далее значения сдвигового регистра потока принимаемых бит сравниваются со значениями одного или нескольких кодов, соответствующих командам телеуправления.