Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами Российский патент 2024 года по МПК H04L27/20 

Описание патента на изобретение RU2817400C1

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах помехозащищенной пакетной передачи данных.

Основной задачей, которую приходится решать при проектировании таких систем, является сокращение времени передачи данных при одновременном обеспечении высокой достоверности их приема в условиях воздействия как естественных помех, так и помех от средств радиоэлектронного подавления.

Среди известных методов повышения помехоустойчивости систем связи наибольшее распространение получили метод скачкообразной перестройки частоты (frequency hopping, FH) и метод прямой последовательности (direct sequence, DS) [1]. В отечественной литературе сигналы, формируемые методом DS, называют шумоподобными (широкополосными) фазоманипулированными сигналами (ШПС). Методы их формирования и приема достаточно хорошо исследованы. Им посвящено большое количество научных публикаций, например [2], и патентов [3].

Большинство известных систем связи обладают низкой скоростью передачи информации, так как используют двоичные алфавиты сигналов [4]. В некоторых патентах [5] увеличение скорости передачи информации достигается за счет использования алфавитов сигналов большого объема, однако при этом снижается помехоустойчивость системы, в том числе за счет неполного использования мощности сигнала для передачи информации.

В патенте [6] при передаче данных используется вся мощность сигнала, однако скорость передачи остается низкой из-за того, что используются не все возможности фазовой модуляции.

Целью изобретения является увеличение скорости передачи данных. Достигаемый при использовании изобретения результат - сокращение времени передачи данных.

Дополнительным преимуществом заявляемого способа является повышение разведзащищенности сигналов. В [6] при возведении сигнала передающего данные в квадрат, образуется гармонический сигнал на удвоенной несущей частоте. В заявляемом способе образуется фазоманипулированный сигнал на удвоенной несущей частоте.

Наиболее близким по количеству совпадающих признаков к заявляемому способу является способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами, описанный в [6].

Согласно этому способу в передающем устройстве выполняют следующие операции:

- Формируют сигналы несущей и тактовой частот.

- Из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП) максимальной длины, синхронизирующую и информационную.

- Информационную ПСП удлиняют на один элемент, а синхронизирующую ПСП укорачивают на определенное количество элементов.

- На каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига информационной ПСП начальной длины на количество элементов, определяемое значением передаваемого информационного символа, и добавлением одного постоянного элемента.

- Перед передачей каждого пакета данных фазируют между собой информационную ПСП и синхронизирующую ПСП, то есть устанавливают генераторы (формирователи) ПСП в начальные фиксированные состояния.

- Передают в радиоканал синхросигнал с квадратурной фазовой манипуляцией, для формирования которого сигнал несущей частоты сначала манипулируют по фазе синхронизирующей ПСП, а затем фазоманипулированный сигнал дополнительно сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения синхронизирующей ПСП и информационной ПСП не совпадают.

- Синхросигнал передают в течении времени, равного произведению длительности одного периода тактовой частоты и числа, равного наименьшему общему кратному числа элементов синхронизирующей ПСП и числа элементов информационной ПСП.

- По окончанию передачи синхросигнала осуществляют передачу данных. Для этого сигнал несущей частоты манипулируют по фазе на сто восемьдесят градусов последовательностью, которую формируют сложением по модулю два синхронизирующей ПСП и модулированной ПСП.

Недостатком способа-прототипа является низкая скорость передачи информации.

Для решения поставленной в изобретении задачи в способе пакетной передачи данных шумоподобными сигналами, заключающемся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП) максимальной длины, синхронизирующую и информационную, информационную ПСП удлиняют на один элемент и на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют первую модулированную ПСП путем циклического сдвига неудлиненной информационной ПСП на количество элементов, определяемое первым передаваемым информационным символом, и добавлением одного постоянного элемента, формируют первую дополнительную ПСП путем сложения по модулю два первой модулированной ПСП и синхронизирующей ПСП, а также в начале передачи каждого пакета данных фазируют между собой синхронизирующую ПСП и информационную ПСП и передают синхросигнал с квадратурной фазовой манипуляцией, для формирования которого сигнал несущей частоты сначала манипулируют по фазе синхронизирующей ПСП, а затем фазоманипулированный сигнал дополнительно сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения синхронизирующей ПСП и информационной ПСП не совпадают, согласно изобретению длительность синхросигнала выбирают кратной периоду повторения информационной ПСП, а при передаче данных на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют вторую модулированную ПСП путем циклического сдвига неудлиненной информационной ПСП на количество элементов, определяемое вторым передаваемым информационным символом, и добавлением одного постоянного элемента, а также формируют вторую дополнительную ПСП, путем сложения по модулю два второй модулированной ПСП и синхронизирующей ПСП, задержанной на целое число периодов тактовой частоты, сигнал несущей частоты модулируют дополнительными передаваемыми данными методом многопозиционной фазоразностной модуляции с длительностью посылки равной периоду повторения информационной ПСП, а затем фазоманипулированный сигнал манипулируют по фазе на сто восемьдесят градусов первой дополнительной ПСП, после чего сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения дополнительных ПСП не совпадают.

Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами заключается в последовательном выполнении следующих операций:

- Формируют сигналы несущей и тактовой частот.

- Из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные ПСП максимальной длины, синхронизирующую и информационную.

- Информационную ПСП удлиняют на один элемент, добавляя, например, в конце логический ноль или единицу.

- Перед передачей каждого пакета данных фазируют между собой информационную ПСП и синхронизирующую ПСП, то есть устанавливают генераторы (формирователи) ПСП в начальные фиксированные состояния.

- Передают в радиоканал синхросигнал с квадратурной фазовой манипуляцией. Для формирования синхросигнала сигнал несущей частоты сначала манипулируют по фазе синхронизирующей ПСП, а затем фазоманипулированный сигнал дополнительно сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения синхронизирующей ПСП и информационной ПСП не совпадают.

- Синхросигнал передают в течение времени, равного целому числу периодов повторения информационной ПСП.

- При передаче данных на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют две модулированные ПСП, путем циклического сдвига неудлиненной информационной ПСП на количество элементов, определяемое двумя передаваемыми информационными символами, и добавлением одного постоянного элемента.

- Формируют две дополнительные ПСП: одну путем сложения по модулю два одной из модулированных ПСП с синхронизирующей ПСП, а другую путем сложения по модулю два второй модулированной ПСП с синхронизирующей ПСП, задержанной на целое число периодов тактовой частоты.

- Сигнал несущей частоты модулируют дополнительными передаваемыми данными методом многопозиционной фазоразностной модуляции (ФРМ). Длительность посылки сигнала выбирают равном одному периоду повторения информационной ПСП. В современной литературе [1] используют также другое название этого вида модуляции - дифференциальная фазовая манипуляция (DPSK). В частности, N - позиционная ФРМ называется дифференциальной N - фазной манипуляцией (DNPSK).

- Полученный фазоманипулированный сигнал манипулируют по фазе на сто восемьдесят градусов одной из дополнительных ПСП, а затем сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения дополнительных ПСП не совпадают.

Таким образом, в заявляемом способе увеличение скорости передачи происходит за счет одновременной передачи двух информационных символов, а также передачи дополнительных данных методом многопозиционной фазоразностной модуляции.

Рассмотрим математическое представление формируемых сигналов и методов их приема.

Согласно способа формирования синхросигнала, сигнал несущей частоты сначала манипулируют по фазе синхронизирующей ПСП , формируя сигнал

Затем сигнал дополнительно сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения синхронизирующей ПСП и информационной ПСП не совпадают, то есть сумма по модулю два равна единице. Следовательно, синхросигнал имеет вид

Как показано в описании способа-прототипа, выражение для синхросигнала можно преобразовать к виду

Таким образом, синхросигнал представляет собой сумму двух сигналов несущей частоты, сдвинутых между собой по фазе на девяносто градусов, один из которых манипулирован по фазе синхронизирующей ПСП, а второй - информационной ПСП.

В приемном устройстве может быть реализован одновременный поиск синхронизирующей ПСП (СП) и информационной ПСП (ИП).

При этом, если использовать алгоритм обнаружения, основанный на сравнении с порогом суммы квадратов максимальных значений функций взаимной корреляции принимаемого сигнала с СП и ИП, помехоустойчивость обнаружения будет незначительно ниже помехоустойчивости обнаружения при передаче одной СП.

После обнаружения синхросигнала и автоподстройки тактовой частоты ПСП приемное устройство переходит в режим поиска окончания передачи синхросигнала.

Рассмотрим алгоритм этого поиска. В начале передачи синхросигнала СП и ИП фазируются между собой. Это означает, что генераторы (формирователи) СП и ИП устанавливаются в определенные начальные состояния. Например, если генераторы выполнены на основе регистров сдвига с сумматорами по модулю два в цепи обратной связи, начальными состояниями являются двоичные коды, записанные в регистрах. Если формирователи выполнены на основе счетчиков и постоянных запоминающих устройств, начальными состояниями являются нулевые состояния счетчиков. Рассмотрим этот метод формирования. Если количество элементов СП равно N, то счетчик формирователя СП осуществляет счет тактовых импульсов по модулю числа N. Количество элементов ИП равно N+1, поэтому счетчик формирователя ИП осуществляет счет тактовых импульсов по модулю числа N+1.

В начале формирования синхросигнала оба счетчика находятся в нулевом состоянии, то есть на выходах их разрядов присутствуют двоичные коды числа ноль. В дальнейшем каждый раз, когда счетчик формирователя информационной ПСП устанавливается в нулевое состояние (фиг. 1, а), число, двоичный код которого устанавливается на выходах разрядов счетчика формирователя синхронизирующей ПСП, увеличивается на единицу (фиг. 1, б). Если длительность синхросигнала равна K периодам повторения ИП, то окончанию синхросигнала соответствует момент времени, когда на выходах разрядов счетчика формирователя ИП устанавливается код числа ноль, а на выходах разрядов счетчика формирователя СП устанавливается код числа K. По этому признаку может быть определен момент окончания синхросигнала в приемном устройстве.

При передаче данных сигнал несущей частоты модулируют дополнительными передаваемыми данными методом многопозиционной фазоразностной модуляции (ФРМ) с длительностью посылки равной периоду повторения информационной ПСП.

Этот метод достаточно полно описан в [7] и заключается в том, что в качестве информационного параметра выбирают разность фаз двух соседних посылок сигнала. При m - позиционной ФРМ количество различных передаваемых информационных символов равно m и каждому из этих символов ставится в соответствии одно из значений разностей фаз. Как правило, эти значения выбирают кратными величине . Если передаваемые символы представлены целыми числами, то символ а передается разностью фаз .

Таким образом, в результате этой модуляции начальная фаза сигнала несущей частоты на каждом n-ом периоде повторения информационной ПСП изменяется на величину , где - значение дополнительного передаваемого информационного символа. Сам сигнал имеет вид:

причем

.

Этот сигнал манипулируют по фазе на сто восемьдесят градусов первой дополнительной ПСП , формируя сигнал

.

Затем сигнал дополнительно сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения дополнительных последовательностей и не совпадают, то есть сумма по модулю два равна единице. Следовательно, передаваемый сигнал имеет вид:

Аналогично преобразованию синхросигнала это выражение можно преобразовать к виду

Таким образом, на каждом периоде повторения информационной ПСП передаваемый сигнал представляет собой сумму двух сигналов несущей частоты, сдвинутых между собой по фазе на девяносто градусов и манипулированных по фазе дополнительными ПСП .

Так как , где - модулированные последовательности, - задержанная синхронизирующая ПСП, то

Можно показать, что сигналы и квазиортогональны, поэтому оптимальный некогерентный двухканальный прием таких сигналов включает в себя предварительное умножение квадратурных огибающих входного сигнала и в одном канале на . После этого в каждом канале вычисляют корреляции квадратурных огибающих с каждым из сигналов вида (i = 1, 2, …L), где - модулированная последовательность, соответствующая i - тому из L возможных передаваемых информационных символов, а также сумму их квадратов. Выбирают максимальное из L значений сумм квадратов и соответствующую ему модулированную последовательность, по которой определяют передаваемый информационный символ.

Прием дополнительных данных, передаваемых методом m - позиционной фазоразностной модуляции, может быть реализован следующим образом.

После нахождения передаваемых модулированных последовательностей , выбирают из вычисленных массивов корреляций значения:

Находят оценку фазы сигнала из системы уравнений

,

где .

Решение этой системы можно записать следующим образом:

Вычисляют оценку разности фаз

.

Определяют передаваемый информационный символ как число минимизирующее функцию , то есть

,

где .

Численное значение увеличения скорости передачи зависит от разрядности символов, передаваемых от основного и дополнительного источников информации. Например, если количество элементов информационной последовательности равно и используется восьмипозиционная ФРМ, скорость передачи увеличивается в два с половиной раза .

Пример технической реализации цифровым методом устройства формирования сигнала согласно заявленному способу приведен на фиг. 2.

Устройство содержит:

1 - формирователь тактовой частоты (ФТЧ);

2 - счетчик-таймер;

3, 6, 12, 19 - параллельный регистр;

4 - счетчик по модулю N, где N - количество элементов синхронизирующей ПСП;

5 - счетчик по модулю N+1;

7, 8, 13, 14, 16, 22 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

9, 10 - сумматор по модулю N;

11, 15, 17, 18 - сумматор по модулю M;

20 - фильтр;

21 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);

23 - формирователь частоты дискретизации (ФЧД).

Устройство работает следующим образом. Сигнал тактовой частоты, формируемый ФТЧ 1, поступает на тактовые входы счетчика по модулю и счетчика по модулю 5. При отсутствии сигнала разрешения передачи РП от устройства передачи данных (УПД) счетчики 4, 5, а также счетчик-таймер 2 находятся в исходном (нулевом) состоянии. По приходу сигнала РП на выходах счетчика 4 формируется периодическая последовательность многоразрядных двоичных чисел , которая поступает на адресные входы ПЗУ 8. В ПЗУ 8 записаны значения элементов синхронизирующей ПСП и циклически сдвинутый синхронизирующей ПСП, поэтому на его выходе формируются периодическая синхронизирующая ПСП и задержанная на целое число периодов тактовой частоты синхронизирующая ПСП. На выходах счетчика 5 формируется периодическая последовательность многоразрядных двоичных чисел , которая поступает на один из входов сумматора 9. Сигнал с выхода переноса счетчика 5 поступает на тактовый вход счетчика-таймера 2, задающего время передачи синхросигнала, кратного периоду повторения информационной ПСП. При передаче синхросигнала на выходе счетчика-таймера 2 отсутствует сигнал разрешения передачи данных РД и параллельные регистры 3, 6, 12 удерживаются в нулевом состоянии. При этом на выходе сумматора 9, осуществляющего суммирование по модулю , формируется периодическая последовательность чисел , поступающая на адресные входы ПЗУ 13. На старший разряд ПЗУ 13 поступает сигнал с выхода переноса счетчика 5. В ПЗУ 13 записаны значения элементов информационной ПСП (неудлинённой) при нулевом значении старшего разряда адреса и постоянное значение при единичном, поэтому на входе ПЗУ 13 формируется периодическая информационная ПСП.

Формирование отсчетов синхросигнала происходит следующим образом. Импульсы частоты дискретизации с выхода ФЧД 23 поступают на тактовой вход параллельного регистра 19, на информационный вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 15, а выход подается на один из входов сумматора 15. На второй вход сумматора 15 подается двоичный код несущей частоты. За счет обратной связи в паре параллельный регистр 19 - сумматор 15 происходит «накопление» фазы сигнала несущей частоты. Значение несущей частоты равно ,

где: - значение частоты дискретизации;

K - значение кода несущей часты;

M - модуль, по которому осуществляется суммирование в сумматоре 15.

Последовательность отсчетов фазы сигнала несущей частоты с выхода параллельного регистра 19 поступает на один из входов сумматора 18, осуществляющего суммирование двух чисел по модулю М. На второй вход сумматора 18 поступает сигнал с выхода сумматора 11. При формировании синхросигнала параллельные регистры 3 и 12 находятся в нулевом состоянии, на выходе ПЗУ 7 также нулевой код, поэтому на выходе сумматора 11 устанавливается нулевой код. Отсчеты фазы сигнала несущей частоты проходят без изменений на вход сумматора 17, где суммируются по модулю М с последовательностью чисел с выхода ПЗУ 16. На адресные входы ПЗУ 16 поступает синхронизирующая ПСП и задержанная синхронизирующая ПСП с выхода ПЗУ 8, информационная ПСП c выхода ПЗУ 13 и сигнал разрешения передачи данных РД с выхода счетчика-таймера 2. При отсутствии сигнала РД на выходе ПЗУ 16 формируется числа в соответствии с формулой

Так как число соответствует фазе , то формируемые в ПЗУ 16 приращение фазы имеет вид

Сигнал с выхода сумматора 17 поступает на адресный вход ПЗУ 22, в котором записана таблица косинусов углов , где A - значение кода адреса. Выходной сигнал ПЗУ 22 преобразуется в аналоговый сигнал в ЦАП 21 и после фильтрации в фильтре 20 поступает на выход устройства.

При передаче данных на выходе счетчика-таймера 2 устанавливается сигнал разрешения передачи данных РД, который разрешает запись информации в регистры 3, 6 и 12.

Сигнал ТИ с выхода переноса счетчика 5 поступает на тактовые входы параллельных регистров 3 и 6 и внешнее устройство передачи данных УПД. По этому сигналу УПД выдает многоразрядные коды очередных трех передаваемых информационных символов на входы параллельных регистров 3 и 6.

Код информационного символа с выхода регистра 3 поступает на вход ПЗУ 7, в котором записаны числа , соответствующие приращениям фаз .

Сигнал с выхода ПЗУ 7 поступает на вход сумматора 11, суммирующего два числа по модулю . На второй вход сумматора 11 подается сигнал с выхода регистра 12, а выход поступает на входы сумматора 18 и регистра 12. В регистре 12 хранится код начальной фазы сигнала на предыдущей посылке (периоде повторения информационной ПСП). В сумматоре 11 к нему прибавляется код приращения фазы с выхода ПЗУ 7 и формируется код текущей начальной фазы сигнала. В сумматоре 18 он суммируется с кодом фазы гармонического сигнала несущей частоты и поступает на вход сумматора 17.

Коды двух информационных символов с выходов регистра 6 поступают на вторые входы сумматоров 9 и 10, суммирующих два числа по модулю N. На выходах сумматоров 9 и 10 формируются циклически сдвинутые последовательности . Двоичные представления величин сдвигов равны кодам информационных символов. На выходах ПЗУ 9 и 10 формируются циклически сдвинутые неудлинённые информационные ПСП. В конце периода повторения информационной ПСП на выходе счетчика по модулю 5 возникает сигнал переноса, по которому на выходах ПЗУ 9 и 10 возникает один и тот же уровень логической единицы или нуля. Таким способом к циклически сдвинутой неудлинённой информационной ПСП добавляется постоянный элемент и на выходах ПЗУ 9 и 10 формируются модулированные ПСП , поступающие на адресные входы ПЗУ 16. ПЗУ 16 при наличии на одном из адресных входов сигнала разрешения передачи данных РД формирует на выходе код в соответствии с формулой

что соответствует приращению фазы

В сумматоре 17 этот код суммируется с кодом фазы с выхода сумматора 15 и поступает на адресные входы ПЗУ 22.

Источники информации:

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. - 1104с., с. 733-819.

2. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью - М.: Радио и связь, 2003. - 641с.

3. Патент RU 2646 353 С1. Передатчик повышенной структурной и энергетической скрытности. Опубликовано 02.03.2018. Бюл. №7.

4. Патент RU 2127 486 С1. Способ и устройство передачи сообщений широкополосными сигналами. Опубликовано 10.03.1999.

5. Патент RU 2279 183 С2. Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами. Опубликовано 27.06.2006. Бюл. №18.

6. Патент RU 2769 378 С1. Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами. Опубликовано 30.03.2022. Бюл. №10.

7. Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазоманипулированными сигналами - М.: Радио и связь, 1991. - 296с.

Похожие патенты RU2817400C1

название год авторы номер документа
Способ пакетной передачи данных шумоподобными фазоманипулированными сигналами 2023
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2817303C1
СПОСОБ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ШУМОПОДОБНЫМИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫМИ СИГНАЛАМИ 2023
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2801875C1
СПОСОБ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ШУМОПОДОБНЫМИ СИГНАЛАМИ 2023
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2803622C1
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ КОМАНД РАДИОУПРАВЛЕНИЯ СИГНАЛАМИ С РАСШИРЕННЫМ СПЕКТРОМ 2021
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Жуковская Татьяна Александровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2778439C1
СПОСОБ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ШУМОПОДОБНЫМИ СИГНАЛАМИ 2021
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Жуковская Татьяна Александровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2769378C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМОПОДОБНЫХ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 2021
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Жуковская Татьяна Александровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2782343C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ 2023
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2801873C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМОПОДОБНЫХ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 2022
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2791223C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ 2022
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2791224C1
Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов 2020
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Жуковская Татьяна Александровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2731681C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 817 400 C1

Реферат патента 2024 года Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах помехозащищенной пакетной передачи данных. Техническим результатом изобретения является сокращение времени передачи данных. Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами заключается в том, что формируют две двоичные псевдослучайные последовательности (ПСП), синхронизирующую и информационную. Синхронизирующая ПСП является М-последовательностью, а информационная ПСП образована из М-последовательности путем добавления одного постоянного элемента. В начале передачи каждого пакета данных фазируют между собой ПСП и передают синхросигнал длительностью, кратной периоду повторения информационной ПСП. Для формирования синхросигнала сигнал несущей частоты манипулируют по фазе синхронизирующей ПСП и дополнительно сдвигают по фазе на 90 градусов на тех интервалах времени, на которых значения синхронизирующей ПСП и информационной ПСП не совпадают. При передаче данных на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют две модулированные последовательности путем циклического сдвига М-последовательности, из которой образована информационная ПСП, на количество элементов, определяемое двумя передаваемыми информационными символами и добавлением одного постоянного элемента. Формируют две дополнительные последовательности путем сложения по модулю два одной из модулированных последовательностей с синхронизирующей ПСП, а другой - с синхронизирующей ПСП, задержанной на целое число периодов тактовой частоты. Сигнал несущей частоты модулируют дополнительными передаваемыми данными методом многопозиционной фазоразностной модуляции с длительностью посылки, равной периоду повторения информационной ПСП. Полученный фазоманипулированный сигнал манипулируют по фазе одной из дополнительных последовательностей и сдвигают по фазе на 90 градусов на тех интервалах времени, на которых значения дополнительных последовательностей не совпадают. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 817 400 C1

Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами, заключающийся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП) максимальной длины, синхронизирующую и информационную, информационную ПСП удлиняют на один элемент и на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют первую модулированную ПСП путем циклического сдвига неудлиненной информационной ПСП на количество элементов, определяемое первым передаваемым информационным символом и добавлением одного постоянного элемента, формируют первую дополнительную ПСП путем сложения по модулю два первой модулированной ПСП и синхронизирующей ПСП, а также в начале передачи каждого пакета данных фазируют между собой синхронизирующую ПСП и информационную ПСП и передают синхросигнал с квадратурной фазовой манипуляцией, для формирования которого сигнал несущей частоты сначала манипулируют по фазе синхронизирующей ПСП, а затем фазоманипулированный сигнал дополнительно сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения синхронизирующей ПСП и информационной ПСП не совпадают, отличающийся тем, что длительность синхросигнала выбирают кратной периоду повторения информационной ПСП, а при передаче данных на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют вторую модулированную ПСП путем циклического сдвига неудлиненной информационной ПСП на количество элементов, определяемое вторым передаваемым информационным символом и добавлением одного постоянного элемента, а также формируют вторую дополнительную ПСП путем сложения по модулю два второй модулированной ПСП и синхронизирующей ПСП, задержанной на целое число периодов тактовой частоты, сигнал несущей частоты модулируют дополнительными передаваемыми данными методом многопозиционной фазоразностной модуляции с длительностью посылки, равной периоду повторения информационной ПСП, а затем фазоманипулированный сигнал манипулируют по фазе на сто восемьдесят градусов первой дополнительной ПСП, после чего сдвигают по фазе на девяносто градусов на тех интервалах времени, на которых значения дополнительных ПСП не совпадают.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2817400C1

СПОСОБ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ШУМОПОДОБНЫМИ СИГНАЛАМИ 2021
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Воронова Ольга Петровна
  • Жуковская Татьяна Александровна
  • Левченко Юрий Владимирович
RU2769378C1
EP 3185495 A1, 11.08.2015
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2007
  • Григорьев Алексей Сергеевич
  • Дахнович Андрей Андреевич
RU2362273C2
US 5272700 A, 21.12.1993
WO 9311605 A1, 10.06.1993
Устройство формирования и обработки широкополосных сигналов 2018
  • Авдеев Николай Николаевич
  • Асосков Алексей Николаевич
  • Дедов Борис Владимирович
  • Левченко Юрий Владимирович
  • Малышева Ирина Николаевна
  • Плахотнюк Юрий Алексеевич
RU2691733C1

RU 2 817 400 C1

Авторы

Асосков Алексей Николаевич

Воронова Ольга Петровна

Левченко Юрий Владимирович

Даты

2024-04-16Публикация

2023-11-14Подача