Способ третьей решающей схемы ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов Российский патент 2024 года по МПК H04L7/08 

Изобретение относится к методам и устройствам обработки данных и принятия решения в широкополосной радиосвязи и радионавигации (ШРСРН), где этапу эффективного и достоверного приема и принятия решения по соответствующему критерию оптимального приема информационных сигналов с расширенным спектром (СРС), манипулированных некоторой псевдослучайной последовательностью, обязательно предшествует этап синхронизации [1, 2].

С точки зрения реализации этой синхронизации в ШРСРН известен способ поиска СРС по задержке, использующий для сокращения среднего времени поиска априорную информацию о расположении и структуре сегментов псевдослучайных последовательностей [2], где текущая задержка сигнала определяется по пороговому обнаружению значения взаимокорреляционной функции между некоторой короткой опорной последовательностью и закономерно расположенным сегментом аналогичной структуры принимаемого сигнала.

Важнейшими недостатками данного способа является, во-первых, его применимость только для линейных рекуррентных М-последовательностей и для которых изучена их сегментная структура, а во-вторых, пороговая оценка осуществляется на фоне сравнения с очень большими уровнями боковых всплесков сегмента взаимнокорреляционной функции, что заметно снижает вероятность правильного обнаружения текущей энергии.

Так же близким к заявляемому является способ поиска СРС, существенными признаками которого является весовое суммирование откликов нескольких цифровых согласованных фильтров, настроенных на несколько различных элементов ПСП с априорно известной структурой, обладающих минимальной взаимной корреляцией по отношению к друг другу и неравномерно расположенных по длине принимаемой манипулирующей последовательности. При этом веса суммирования определяются порядком расположения сегментов, а текущая задержка определяется по факту превышения порогового значения взвешенной суммы откликов согласованных фильтров [3]. Данный способ обладает рядом недостатков:

сокращение среднего времени поиска обеспечивается лишь при близких к идеальным помеховых условиях, когда вероятность ложного обнаружения или пропуска сегмента ПСП очень мала;

применение ограниченного класса ПСП, подробно изученных с точки зрения взаимнокорреляционных свойств составляющих сегментов;

значительные аппаратные затраты на построение блока цифровых согласованных фильтров для поиска ПСП большой длины.

Известен способ ускоренного поиска широкополосных сигналов по патенту [4]. В данном способе осуществляется:

использование априорной информации о соотношении значения номера такта текущей задержки принимаемого сигнала и такта обнаружения суммарных значений взаимной корреляции между принимаемыми и опорными последовательностями;

поиск по задержке сигналов, манипулируемых производными нелинейными реккуретными последовательностями (ПНП), осуществляется параллельно по 2-м каналам, в одном из которых в качестве опорной применяют последовательно повторяющуюся компоненту длины в другом в результате из накопленных в каждом из 2-х каналов значений ПВКФ выбирают максимальный и фиксируют соответствующие им номера тактов взаимных сдвигов относительно начальных соответствующих и далее по полученным определяют значения циклических сдвигов а и С2 производящих компонент по следующим соотношениям:

затем посредством параллельного формирования 2-х последовательностей повторяющихся производящих компонент длин генерируемых с циклическими сдвижками соответственно, а так же посимвольного суммирования по модулю 2 этих 2-х последовательностей формируют опорную производную последовательность получаемый циклический сдвиг С которой на этапе контроля устраняет рассогласование во времени принимаемого и опорного производных сигналов (ПНП), а его значение С обусловлено значениями в соответствии с выражениями:

решение о захвате сигнала ПНП по задержке принимают по факту превышения установленного порога значением ПВКФ принимаемого и полученного опорного производного сигнала ПНП, иначе поиск продолжают.

Однако в данном способе:

- в целом не учитывается и не используется априорная информация о структуре ПВКФ ПНП, что приводит, во-первых, к «слепому» накоплению энергии боковых пиков ПКФ и тем самым - значительному количеству «прогонок» (увеличению числа р) и в конечном итоге - к увеличению времени поиска и обнаружения, в том числе за счет медленного повышения отношения сигнал-шум (с/ш) на выходе устройства быстрого поиска (УБП) для принятия решения, а во-вторых, не учитывается вышеуказанная информация для ускорения поиска, обнаружения и синхронизации;

- первое суммирование (накопление) в параллельном сумматоре прототипа происходит только через тактов после начала каждого этапа прогонки, т.е. теряется информация, которую можно «изъять» в течение этих первых тактов;

- «накопление» максимальных пиков ПВКФ осуществляется «вслепую»: складываются заведомо «нулевые» (или очень маленькие) боковые всплески ПВКФ (во всех тактах сдвига, кроме одного из тактов) с частными ярко выраженными максимумами ПВКФ , что приводит или к снижению достоверности поиска, или к увеличению времени поиска вследствие более низкого «итогового» (*) отношения с/ш. Таким образом, для увеличения итогового отношения в каналах поиска, т.е. для увеличения достоверности принятия решения и необходимо увеличивать число прогонов р. Причем для существенного увеличения этого итогового отношения и число р должно увеличиваться не «на», а «в» разы. Следовательно, в разы увеличивается и время поиска и обнаружения ПСП;

- выбор среди поступающих боковых пиков ПВКФ максимального значения ПВКФ (и сравнение) в цифровом компараторе прототипа происходит только на конечном этапе прогонки (в лучшем случае - прогонки одной всей ПНП (L или pL, где р - заданное число прогонки, т.е. p_min=1)) за тактов до окончания прогонки. Таким образом, теряется априорная информация о структуре ПВКФ в течение всего этапа прогонки, которую и можно было бы и использовать для значительного ускорения поиска за счет накопления энергии не периодически через тактов, а потактово, т.е. в каждый такт поиска;

Так же близким к заявляемому способу является способ ускоренного поиска широкополосных сигналов по патенту [5].

В данном способе ликвидируется ряд недостатков предыдущего аналога и реализуется ряд дополнительных действий, повышающих качество процесса вхождения в синхронизм, а именно:

- используется априорная информация о структуре ПВКФ ПНП и частных формируемых во «встречно-инверсном» режиме корреляции по всем возможным i, j подканалам 1-го и 2-го каналов приема входящей ПНП с производящими компонентами ПК-1 и ПК-2;

- осуществляется параллельное первичное накопление значений причем реализуется экстраполяция (предсказание) структуры частных ПВКФ в каждый тактовый момент приема согласно закономерности функций экстраполяций 2-х каналов как функций последовательности номеров подканалов с частными пиками в каждый тактовый момент;

- причем осуществляется 2-х факторный контроль экстраполяции и контроль установления синхронизма по задержке без непосредственного определения текущей временной задержки принимаемой ПНП.

Однако данный способ не использует возможности основных существенных своих признаков для осуществления и реализации следующего за этапом поиска и вхождения в синхронизм - этапа эффективного и достоверного оптимального приема СРС, манипулированных ПНП на основе использования детерминированности корреляционных функций ПНП и принципов теории разнесенного приема (ТРП) при новом виде разнесения «по форме» структуры ПВКФ и ЧКФ ПНП, что позволил бы за счет реализации «закона сложения Бренана» [9] обеспечить высокие достоверность и эффективность уже приема СРС, манипулированных ПНП.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ третьей решающей схемы ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов по патенту [6]. Данный способ и реализует как раз потенциальные возможности признаков указанного выше способа - аналога за счет использования принципов и элементов теории третьей решающей схемы (ТРС), изложенных в [8,9], с использованием при приеме в рамках ТРС «в аналоговом итоговом режиме одноканального приема и решения» с разнесением каналов и их подканалов i и j приема «по форме» структур соответственно ПК₁ и ПК₂ (и их циклических сдвижек), и их с принятием наиболее правдоподобного решения («свой-чужой» сигнал) при «дискретном методе итоговом двухканальном».

Это обеспечивает совместно и значительное сокращение времени поиска по задержке СРС, и повышение достоверности приема обработки и принятия решения с параллельно реализуемым режимом «контроля и коррекции синхронизации» без прекращения процесса приема-обработки СРС. При этом обеспечивается высокая имитостойкость и структурная скрытность СРС на всех этапах приема СРС (поиска, синхронизации, обработки, принятия решения) за счет как применения непосредственно ПНП, так и соответствующего реализуемого метода приема-обработки в рамках ТРС.

Однако известный «способ-прототип» несмотря на то, что хотя и использует свои отличительные признаки на основе теории ТРС в интересах повышения эффективности и достоверности приема СРС и ПНП, в тоже время, функционируя (в рамках ТРС) в «итоговом режиме одноканального приема и решения» обеспечивает принятие двух частных одноканальных решений после прогона именно всей принимаемой ПНП периода L на основании итоговых уровней на выходах «синхронных» подканалов:

накопления частных пиков ПВКФ, принимаемых каналами К₁ и К2 ПНП с вероятностями ошибки этих решений

где Ф - табулированная функция Крампа (или «интеграл вероятности»); γ - коэффициент, учитывающий уровень ортогональности ПСП (в нашем случае - ПНП) и равный в пределах C₁, С₂ - значения задержек циклических сдвижек порождающих компонент ПК], ПК2 после вхождения в синхронизм в интересах принятия итогового двухканального дискретного решения с вероятностью ошибки

Как было указано выше в способе-прототипе в рамках реализации ТРС приема и принятия решения используется аналоговый «итоговый режим одиночного решения и приема» («ИРОРП»), аналитико-математическая модель эффективности которого описываются в работах [8, 9]. Там же в [8, 9] показывается, что данный режим «проигрывает» в помехоустойчивости другому аналоговому режиму принятия решения и приема, а именно - «итоговому режиму двухканального решения и приема» («ИРДРП»). Действительно, в режиме ИРДРП решение принимается на основе оценки отношения «сигнал-помеха» («с/п») являющегося суммой

получаемой после «прогона» при приеме всей принимаемой ПНП. И как легко установить, с учетом аналитической функции Крампа, что так как превышение над каждым из слагаемых в правой части (4) равно примерно в два раза, то это приводит к уменьшению вероятности ошибок более чем на порядок по сравнению с каждой из вероятностей в правой части выражения (5):

Кроме того, в способе-прототипе решения принимаются на основе получаемых значений отношений «с/п» при сложении получаемых отношений «с/п» в каждой ветви (подканале) на всем периоде «прогона» ПНП, т.е. -L_peз.

А так как (с учетом выше сказанного) отношения и зависят от длительностей порождающих ПНП элементов (простых НЛРП), то в способе-прототипе для снижения влияния , на эти отношения, во-первых, и для повышения достоверности приема, во-вторых, используется дискретный метод - «итоговый двухканальный дискретного решения» с вероятностью (см. формулу (3)).

В этой связи важным является оценка аналитической зависимости значений (3) от различных сочетаний значений т.е. оценка выигрыша в достоверности приема при реализации дискретного метода двухканального решения-приема в способе-прототипе в зависимости от значений В таблице 1 (фиг.1) и на фиг.2 эти зависимости представлены в табличной и графической формах

Выигрыш в достоверности СЧС_итог, т.е. в , в режиме ИРДРП по сравнению с режимом ИРОРП и дискретном методе 2^х - канального решения и приема, т.е. - с

Проанализируем эти данные зависимости.

1. Если бы в способе-прототипе не использовался «дискретный метод итоговый 2^х-канальный решения-приема» по фиксации с вероятностью , то алгоритм принятия итогового решения был бы связан с использованием решения по одному из двух каналов k₁ или k₂, и тогда решение было бы принято с вероятностью где - функция алгоритма выбора одного из каналов (k₁ или k₂) для принятия итогового решения. Значения зависят от длительностей порождающих элементов (простых НЛРП) [8,9]. И заметные различия в значениях будут возникать при заметных различиях значений и больших значениях уровня помех в каналах приема k₁ и k₂. Но согласно [8,9] значительные различия между - нецелесообразны с точки зрения обеспечения больших (лучших) ансамблевых, скрытностных, имитостойких характеристик и параметров ПНП. Поэтому можно объективно утверждать, что на практике должны отличаться не более, чем на (10-30)%, поэтому и значения Рош₁ и Рош₂ будут тогда отличаться на (10-30)%.

Принимая к сведению, что, как было сказано выше: 1) на практике примерно или равны, или отличаются на (10-30)%; 2) применение режима ИРДРП позволяет уменьшить (повысить достоверность принятия решения) на порядок; 3) имея ввиду данные таблицы 1 и фиг.1, - можно сделать вывод, что применение режима ИРДРП позволяет: уменьшить вероятность ошибки итогового решения в среднем на порядок (особенно этот выигрыш просматривается при средних значениях а в общем случае, в зависимости от значений этот выигрыш будет составлять от 8 до 20 раз.

Кроме того, с точки зрения доказательной достоверности научно-теоретической значимости предлагаемого способа, следует проанализировать еще один известный способ-аналог [7]. В нем за счет обеспечения разрыва статистических и корреляционных связей между элементами участвующими при принятии решений в способе-прототипе, посредством:

принятия предварительных частных решений в режиме ИРОРП в каждой ветви за один прогон циклических сдвижек с вероятностями

накопления за период приема всей ПНП и принятия после прогона всей ПНП, канальных предварительных решений в каждой ветви (i, j) с вероятностями

где к - число прогонов за период L циклических сдвижек в подканалах с - усредненные значения вероятностей

принятия канальных решений методом итоговым одноканальным с вероятностями

где μ - число прогонов за период L с

- усредненные значения

принимается итоговое решение с вероятностью

которая ниже, чем аналогичная вероятность для способа-прототипа [6]. Однако в этом известном способе-аналоге [7] выигрыш в достоверности приема, по сравнению со способом-прототипом [6] не является однозначным с т/з области и границ применения этого способа-аналога [7], а именно: в нем не учитываются аналитические взаимосвязи и взаимное влияние на величины параметров-значений в составе и сочетаний Действительно: - влияние вычисляемых с использованием функций Крампа (формулы (6)) на соответственно значения является «гиперболической», т.е. изменение например, в 2 раза приводит к изменению приблизительно на порядок (в 10 раз) (см. фиг.2); обозначив для удобства рассуждений в выражениях для сочетаний укажем, что влияние величины сочетаний в выражениях (7) осуществляется и при изменении параметра к, и при изменениях фиксированных значений n = const (в пределах изменений к) по закону близкому к нормальному закону (см. фиг.3), что известно из раздела «комбинаторики» математики [16], причем: влияние параметра n в величине сочетания при фиксированных выражается или в снижении, или в поднятии вершины «колокола» нормального закона (см. фиг.3); и максимальным будет только при к = n 12, при других сочетаниях кип значения будут резко уменьшаться.

Так при изменении n в два раза будет изменяться в «m⋅10» раз, m = 1, 2, …, т.е. по «гиперболическому» закону (см. фиг.4). На основании выше указанного, можно сделать следующие выводы:

1) влияние значений в выражениях (14) для и в выражениях (15) для будет максимальным (с т/з количества суммируемых элементов-слагаемых) только при k=n/2, поэтому снижение этого влияния будет проходить при снижении или значения n, или значения k<n/2, или при увеличении k>n/2;

2) параметры определяются: структурой ПНП и ее длительностью числом в составе ПНП; конкретными значениями (т.е. видами, типами простых НЛРП);

3) таким образом зависимости в выражениях (6,7) от: - являются многопараметрическими и нелинейными, а следовательно имеют области и границы значений этих параметров (и их взаимо-влияний), которые могут приводить к повышению достоверности приема, т.е. снижению т.е. следовательно - к целесообразности

применения реализуемого в способе-аналоге [7] режимов повышения достоверности приема.

В этой связи авторы провели соответствующие исследования и моделирование на ЭВМ многопараметрических, многомерных нелинейных зависимостей которые показали, что целесообразной областью применения способа-аналога [7] с т/з повышения достоверности приема ПНП по сравнению со способом-прототипом [6] является: значения в составе длительности L ПНП должны составлять величину при этом значения не должны быть только нечетными числами и отличаться друг от друга по величине должны не более, чем на 15%; во всех других случаях значений в составе ПНП целесообразность указанного способа-аналога [7] по-существу исчезает (см. фиг.5).

Как видно, область целесообразности, с т/з повышения достоверности приема, применения способа-аналога [7] по сравнению с применением способа-прототипа [6] хотя и не ограничивается по значениям , но ограничивается: областью соотношений l₁ и l₂ в пределах областью значений областью значений Такая сфера ограничения целесообразности применения способа-аналога [7], т.е. применения и реализации «одиночного режима одноканального решения и приема» и «дискретного метода итогового одноканального принятия решения» в способе-аналоге весьма существенна, т.к. эта сфера исключает применение огромной области длин по обеспечению повышения достоверности приема ПНП.

В этой связи более универсальным для применения, в интересах повышения достоверности приема по отношению к способу-прототипу [6], распространяющимся на все области значений и их соотношений, значений является, как показали исследования, «итоговый режим 2-х канального решения и приема», описанный в работе [9]. Сущность этого режима заключается в том, что «итоговое решение» принимается на основе сложения за период прогона всей ПНП с вероятностью ошибки

где - коэффициент ортогональности, равный в пределах [19], - функция Крампа.

Именно этот режим и призван реализовать предлагаемый способ. Как было указано выше наиболее близким по совокупности признаков к заявленному способу является способ - прототип по патенту [6].

Сходными признаками данного способа-прототипа с заявляемым способом является следующая совокупность действий:

в рамках этапа поиска, обнаружения и синхронизации:

- использование априорной информации о соотношении значения номера такта текущей задержки принимаемого сигнала и такта обнаружения суммарных значений взаимной корреляции между принимаемыми и опорными последовательностями;

- поиск по задержке сигналов, манипулируемых производными нелинейными последовательностями (ПНП), осуществляется параллельно по 2-м каналам, в одном из которых в качестве опорной применяют последовательно повторяющуюся компоненту длины в другом -

- в результате из накопленных в каждом из 2-х каналов значений периодической взаимокорреляционной функции (ПВКФ) выбирают максимальный и фиксируют соответствующие им номера тактов взаимных сдвигов относительно начальных соответствующих и далее по полученным определяют значения циклических сдвигов производящих компонент по следующим соотношениям:

- затем посредством параллельного формирования 2-х последовательностей повторяющихся производящих компонент длин генерируемых с циклическими сдвижками соответственно, а так же посимвольного суммирования по модулю 2 этих 2-х последовательностей формируют опорную производную последовательность получаемый циклический сдвиг С которой на этапе контроля устраняет рассогласование во времени принимаемого и опорного производных сигналов (ПНП), а его значение С обусловлено значениями c₁ и c₂ в соответствии с выражениями:

- решение о захвате сигнала ПНП по задержке принимают по факту превышения установленного порога значением ПВКФ принимаемого и полученного опорного производного сигнала ПНП, иначе поиск продолжают;

- причем используется априорная информация о структуре ПВКФ ПНП длительности L=l₁×l₂ структуре частных] формируемых посредством параллельной, одновременной, во «встречно-инверсном» режиме корреляции по всем возможным подканалам соответственно первого (1) и второго (2) - каналов приема входящей ПНП с различными автоморфизмами (циклическими сдвижками) сегментов (производящих компонент (ПК-1 и ПК-2) в виде простых нелинейных рекуррентных последовательностей (НЛРП) длительности l₁ и l₂) -

- осуществляется одновременное параллельное первичное накопление значений частных в подканалах i и j поиска 1-го и 2-го каналов в каждый такт корреляции в течение времени анализа где p₁ и р₂ - количество прогонов производящих компонент ПК-1, ПК-2, и суммирование накопленных значений в каждом канале в конце подэтапа первичного накопления, для реализации подэтапа экстраполяции;

- причем экстраполяция (предсказание) структуры частных ПВКФ, ПВКФ в виде экстраполяции в каждый тактовые моменты (после подэтапа первичного накопления) частных пиков в 1-м и 2-м каналах соответственно на выходах определенных экстраполируемых подканалов поиска с экстраполируемыми номерами устанавливаемым согласно функций экстраполяции СЭ₁, СЭ₂ подканалов 1-го и 2-го каналов обработки:

- как функций последовательности номеров подканалов и с частными пиками на своих выходах в каждый такты:

причем реализуется 2-факторный контроль экстраполяции по мажоритарному принципу: по фактору экстраполируемых номеров подканалов и с частными пиками и по фактору уровней накопления

- причем накопление осуществляется на выходах 2-х каналов выявленных экстраполируемых частных пиков на экстраполируемых выходах i-x и j-x подканалов поиска 1-го и 2-го каналов обработки соответственно в каждый тактовый момент приема;

- причем контроль установления синхронизма по задержке реализуется формированием опорного сигнала ПНП без непосредственного определения текущей временной задержки принимаемой ПНП, а по такому сочетанию номеров тактов синхронизма с производящими линейками, при котором imax и jmax есть, по существу, экстраполируемые номера подканалов соответственно с частными пиками на своих выходах и после положительного 2-факторного контроля экстраполяции;

- в рамках этапа приема и принятия решения:

- так как этап приема-обработки и принятия решения «свой-чужой» сигнал (СЧС) осуществляется после вхождения в синхронизм, т.е. когерентно, следовательно накопление в каждый тактовый момент (i, j) частных пиков как отношений в каждый такт (i, j) на выходе приемников каналов в каждых подканалах i и j осуществляется когерентно (синхронно) и оптимально, что отражается символами для в условиях некоррелированного приема в двух каналах и их подканалах вследствие использования в них различных по форме порождающих компонент

- отдельно в каждом канале по закону сложения Бреннана с разнесением каналов и их подканалов приема «по форме» структур соответственно ПК₁ и ПК₂ и их циклических сдвижек получают за время приема (период L) всей ПНП итоговые (результирующие) уровни накопления частных пиков на выходах синхронных подканалов в каналах соответственно

где - частные пики ПВКФ на выходах каналов соответственно в тактовые моменты i и j соответственно прогонов в синхронных подканалах - циклические сдвижки в синхронных подканалах после вхождения в синхронизм; - усредненные значения; n и m - число прогонов в подканалах соответственно

- в процессе когерентного приема-обработки обеспечивается контроль и коррекция синхронизации за счет того, что осуществляется накопление и в других подканалах также, как и в синхронных подканалах со сдвижками соответственно каналов но результаты этих накоплений - итоговые уровни накопления соответственно в i-x подканалах канала и в j-x подканалах канала за все время приема (период L)ПНП соответственно будут равны:

где - усредненные значения, - что и используются для контроля синхронизации, а именно: после приема всей ПНП в каждом канале сравниваются итоговые уровни накоплений в каждом из подканалов с итоговыми уровнями накоплений в синхронных подканалах соответственно и для любых будет выполнятся всегда при правильной, имитостойкой, устойчивой синхронизации условие соответственно а если будет установлено, что для какого-то (или каких-то) подканала (подканалов) это условие не выполняется, т.е. окажется, что то для такого (таких) подканала (подканалов) фиксируется этот факт как «сигнал рассинхронизации» (СРС), равный 1, т.е.

- если в процессе «приема-обработки» ПНП для какого-то из подканалов сумма СРС за время контроля оказывается больше или равна соответственно т.е.

то принимается решение на проведение «контрольного анализа», когда для таких подканалов осуществляется проверка их циклических сдвижек на соответствие соотношению (2), и если это соотношение выполняется, то фиксируется «сигнал соответствия» причем если в процессе приема ПНП за выбранное мажоритарное число (МЧ) периодов МЧ=(5, 7, 9,…)(нечетное число), - таких сигналов соответствия из какого-либо подканалов будет соответственно получено число то будет принято решение на смену циклических сдвижек ПК₁ и (или) ПК₂ в каналах т.е. на смену используемых синхронных подканалов на подканалы с циклическими сдвижками соответственно и на выход из режима «контрольного анализа». Тем самым будет осуществлена адаптивная коррекция тактовой синхронизации на соответствующее числам тактов без прекращения «приема-обработки». В противном случае коррекция синхронизации не производится;

- если в процессе «приема-обработки» ПНП за время окажется, что для и более числа соответственно подканалов в каждом из каналов К₁ и К₂ окажется справедливым выражение (15), то это будет свидетельствовать о срыве синхронизации по воздействием помех, и тогда принимается решение на прекращение «приема-обработки» информации и переход к этапу поиска и синхронизации.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в том, что заявляемый способ третьей решающей схемы ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов решает задачи быстрого поиска и синхронизации сигналов, манипулированных ПНП, эффективного приема-обработки (и принятия решения «свой-чужой») элементарного сигнала-сообщения, представляемого кодовой формой ПНП для расширения спектра СРС, но с большей эффективностью (по уровню достоверности), чем способ-прототип, а именно:

1) уменьшение вероятности ошибки (повышение достоверности) итогового решения в среднем на порядок;

2) расширение сферы повышения достоверности приема на все области значений длительностей порождающих ПНП элементов - НЛРП и их соотношений.

В основу заявляемого способа заложено наряду с использованием свойств тонкой внутренней структуры ПНП, ее производящих компонент, простых НЛРП, детерминированности структура ПВКФ НЛРП, элементов теории третьей решающей схемы приема-обработки и принятия решения еще и реализация итогового режима двухканального решения и приема (ИРДРП).

Это позволяет достичь комплекса характеристик, определяющих лучший по сравнению со способом-прототипом технический результат следующей совокупности свойств:

1. Обусловленное правилом построения кодовая структура ПНП, детерминированная структура и ПВКФ, и частых КФ (ЧКФ) ПНП, использование на основе их применения двухканального подканального (соответственно по ветвям в каналах) разнесения «по форме» процедуры приема-обработки и принятия решения позволяют реализовать в заявленном способе «третьей решающей схемы» ускоренного поиска и эффективного достоверного приема широкополосных сигналов известный в теории третьей решающей схемы «итоговый режим двухканального решения и приема», обеспечивая тем самым повышение достоверности приема-обработки и принятия решения в среднем на порядок совместно со значительным сокращением времени поиска по задержке СРС и расширением сферы повышения достоверности приема на все области значений длительностей порождающих ПНП элементов - НЛРП и их соотношений.

2. Обеспечение высокой имитостойкости и структурной скрытности СРС на всех этапах приема СРС (поиска, синхронизации, обработки, принятия решения) за счет как применения непосредственно ПНП, обладающих высоким уровнем имитостойкости и структурной скрытности, так и соответствующих указанных выше режима и метода приема-обработки в рамках «третьей решающей схемы»;

3. Так как реализация способа не требует предварительного выбора внутренней структуры ПСП в виде ПНП вследствие того, что в качестве опорных сегментов ПНП используются производящие компоненты ПК-1, ПК-2 в виде простых НЛРП, и тем самым внутренняя структура ПНП «квазинеуправляемо» изменяется с каждым тактом обработки в реальном времени, а процедура приема-обработки осуществляется, при этом посредством разнесения «по форме» ПВКФ и ЧПВКФ в «итоговом режиме двухканального решения и приема», тем самым обеспечивается [9] дополнительно высокая имитостойкость этапа приема-обработки и принятия решения.

4. Реализующее заявляемый способ устройство может быть построено как с применением традиционных элементов, так и элементов акустоэлектронной техники, удовлетворяющих жестким требованиям по энергоемкости, временным и массогабаритными показателями [10].

Существенными отличительными признаками заявляемого способа является следующая совокупность отличительных действий.

- после приема всей ПНП суммируются накопленные значения с получением значения:

- данное значение используются в итоговом режиме 2-х канального решения и приема (ИРДРП) для принятия итогового наиболее правдоподобного решения «свой-чужой» сигнал с использованием критерия «максимального правдоподобия» с вероятностью ошибки

В основе реализации заявляемого способа лежат:

1) общие для заявленного способа и способа-прототипа: особенности кодовой структуры ПНП, обусловленные их правилом формирования; особенности и свойства детерминированности ПВКФ ПНП как функции времени; общие особенности и свойства метода «третьей решающей схемы» (ТРС) приема-обработки и принятия решения, обеспечивающие повышение достоверности приема-обработки и принятия решения, излагаемые подробно в [6,7,8,9] и иллюстрируемые фиг.1-12;

2) отличительные особенности и свойства используемого в заявляемом способе «итогового режима 2-х канального решения и приема» (ИРДРП); теоритически изложенного и анализируемого в [8,9], что позволяет: повысить достоверность итогового решения в среднем на порядок и расширить сферы повышения достоверности приема на все области значений длительностей порождающих ПНП элементов - простых НЛРП и соотношений значений

Заявляемый способ «третьей решающей схемы» ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов характеризуется в приведенном на фиг.16 а), б), в), г), д) алгоритме следующей совокупности последовательных действий (этапов и подэтапов).

Этап поиска и обнаружения.

Поиск начинается с момента случайного взаимного параллельного сдвига между входящей ПНП и автоморфизмами (циклическими сдвижками) производящих компонент ПК-1, ПК-2. Естественно при этом накопление ПВКФ₁, ПВКФ₂ нет, и поэтому суммы где: «1», «2» - первый и второй каналы приема по ПК-1, ПК-2; i, j - автоморфизмы ПК-1 и ПК-2 соответственно, - такты циклических параллельных сдвигов автоморфизмов ПК-1, ПК-2, в начальный момент (блок 1).

Подэтап первичного накопления. Первым тактом (блок 2) начинается первоначальное заполнение подкорреляторов всех подканалов в обоих каналах: до такта в подкорреляторы первого канала во «встречно-инверсном» режиме входят приходящая ПНП с одного входа и автоморфизмы на вторые входы i-x подкорреляторов; до такта в подкорреляторы второго канала во «встречно-инверсном» режиме входят приходящая ПНП с одного входа и автоморфизмы ПК-2, на вторые входы j-x подкорреляторов; значения ПВКФ- Начиная с «обнуленных» по модулю тактов в первом и втором каналах соответственно начинается осуществление взаимного сдвига во всех подкорреляторах обоих каналов входящей ПНП и автоморфизмов (уже заполнивших к этому времени подкорреляторы) и формирование значений частных Тем самым начинается подэтап первичного накопления значений автоморфных частных в каждом i-м j-м подканалах так, что с каждым последующим тактом в определенном i-м и j-м подканале первого и второго каналов соответственно возможно будут появляться частные пики , а в остальные такты в тех же подканалах будут появляться минимальные значения (с точностью до энергии шума) С каждым тактом получаемые значения в каждом подканале запоминаются с присвоением им номеров соответствующих тактов

Эта процедура продолжается до тактов Со следующим тактом значения / обнуляются (блоки 7, 8), а полученные в момент этих тактов значения суммируют с уже хранящимися в памяти значениями для ранее нулевых тактов Накопление значений (блоки 2, 5, 6) на каждом такте, следующим с периодами относительно каждого из значений и значений производят до выполнения условия: (для 1-го канала), (для 2-го канала), где - время (в количестве тактов) анализа и накопления, - число периодов накопления для 1-го и 2-го канала соответственно (блоки 3,4). При выполнении этого условия осуществляется: 1) суммирование накопленных за в подканалах и за в подканалах частных «подканальных» сумм

(блоки 9, 12),- и 2) если эти суммы превышают заданные пороги и (блоки 10, 11), то дается команда на выбор экстремумов среди соответственно из определенных подканалов (блоки 13, 15),- 3) и команда на выбор номеров подканалов в которых эти экстремумы выявлены (блоки 14, 16). Если же указанное выше условие не будет выполнено, т.е. если то дается команда на увеличение чисел прогонов p₁ и (или) р₂, и первичное накопление будет продолжено при новых значениях p₁ и (или)р₂ (блок 2).

На этом подэтап первичного накоплении заканчивается (блоки 1…16).

Подэтап экстраполяции. На основании выявленных в такты подканалов в виде сигналов на соответствующих входах кросс-блоков 1-го и 2-го канала эти сигналы с задержкой на один такт через кросс-соединения, которые соответствуют функциям экстраполяции согласно зависимостей (9) и (10), попадают на такие выходы кросс-блоков, которые соответствуют номерам подканалов, в которых должны наблюдаться в следующий такты следующие (близкие с экстремумами по значению) частные пики (блок 17).

Экстраполированные номера подканалов появляются в виде сигналов на соответствующих первых входах канальных устройств проверки в следующий такты. В такты энергии запоминаются в канальных параллельных сумматорах (блок 18).

В следующий такты: на вторые входы устройств проверки поступают выявленные в эти такты (блоки 14, 16) номера подканалов с максимальными пиками - (блок 19), а в канальных параллельных сумматорах эти значения складываются соответственно с раннее запомненными значениями (блок 20).

В последующий такты такты и в другие последующие такты эти операции суммирования продолжаются, т.е. значения энергии суммируются соответственно и запоминаются для последующего накопления с другими в последующие такты.

В такты устройства проверки сравнивают номера подканалов, пришедшие по первым (экстраполированным в й такты) и вторым (выявленным в такты) входам, и если эти номера совпадают, т.е.: (блоки 21, 22),

то с выхода устройств проверки на входы канальных накопителей поступает сигнал «1», а если не совпадают, то сигнал «0». Накопители арифметические накапливают (суммируют) сигналы «1» и «0» в течение соответственно тактов экстраполяции номеров подканалов (блоки 23, 24). Если эти суммы превышают пороги за это количество тактов: , (по заложенному мажоритарному правилу: где - коэффициенты мажоритарной для 1-го и 2-го каналов (блоки 25, 26), то с выхода канальных накопителей поступает сигнал на соответствующие канальные ключи. Если указанные неравенства не выполняются, то экстраполяция продолжается (блоки 17, 19…26) без выдачи этих сигналов до такта, при котором эти неравенства будут выполнены. Так реализуется контроль экстраполяции по фактору экстраполяции номеров подканалов.

За это же число тактов осуществляется накопление энергий в каналах (блок 20), и если накопленные эти энергии пиков превысят за это число тактов заданные пороги (блоки 27, 28): то на выходах канальных накопителей появляются сигналы Если же эти условия (блоков 27, 28) не выполнятся, то накопление энергий будет продолжено (блок 18) до такта, при котором эти условия будут выполнены. Так реализуется контроль экстраполяции по фактору уровня накопления

На этом заканчивается подэтап экстраполяции и в целом этап поиска и обнаружения.

Этап синхронизации.

Сигналы («наш₁»)₁, («наш₁»)₂, («наш₂»)₁, («наш₂»)₂ независимо от того, в какие моменты каждый из них появился, хранятся как потенциальные сигналы на своих шинах, т.е. на входах соответствующих формирователей (ключей) сигналов «наш₁», «наш₂», которые появляются на выходах этих формирователей (ключей) при одновременном наличии сигналов («наш₁»)₁, («наш₁»)₂ на входах одного формирователя и («наш₂»)₁, («наш₂»)₂ на входах другого формирователя (блоки 29, 30). Сигналы «наш₁», «наш₂» подаются на первые входы ключей (число которых равно для 1-го и 2-го каналов соответственно), открывая их. Через определенный открытый ключ на второй вход которого поступает в это время сигнал с определенного выхода центральных цифровых компараторов 1-го и 2-го каналов, соответствующего номеру подканала с частным пиком на своем выходе, поступает сигнал на определенный вход вычислителей сдвига (блок 31, 32). Данные номера подканалов соответствуют значениям imax, jmax тактовых сдвигов производящих компонент ПК-1, ПК-2 которые используются для вычисления необходимых тактовых сдвигов и согласно (1) производящих компонент ПК-1, ПК-2 и тем самым установления необходимого общего тактового сдвига С согласно (2), устраняя тем самым рассогласование по времени принимаемой и опорной ПНП. По значениям выбираются соответствующие автоморфизмы производящих компонент ПК-1, ПК-2, которые поступают на формирователь (генератор) опорной ПНП. Тем самым опорная ПНП формируется с задержкой С, обеспечивая тем самым синхронность с входящей ПНП на схеме контроля. Опорная ПНП поступает на второй вход схемы контроля, а на первый вход этой схемы контроля поступает входящая ПНП, где происходит их корреляция и проверка по порогу главного пика ПВКФ ПНП. Решение о захвате сигнала ПНП (СРС) по задержке принимается превышения главным пиком ПВКФ ПНП. В ином случае поиск продолжается с новым периодом принимаемого СРС.

Этап эффективного когерентного приема и принятия решения в «итоговом режиме двухканального решения и приема».

По завершении этапа синхронизации и начинается по-существу реализация заложенного принципа и метода ТРС в заявляемом способе согласно определенных выше его отличительных признаков, отображаемых в части представленного на фиг.16 в), г), д) алгоритма, начиная с блока 37 алгоритма, а именно:

Осуществляется в соответствии с «законом сложения Бреннана» параллельно в каналах приема (каналы разнесенного приема по форме) когерентное оптимальное накопление в каждый тактовый момент во всех соответственно подканалах частных пиков ПВКФ соответственно в режиме «одноканального приема и решения» на периоде L приема всей ПНП, при этом число прогонов накопления для каждого из подканалов в каналах будет соответственно Причем частные пики ПВКФ трактуются как соответствующие отношения (с/ш) на выходе корреляционных приемников, т.е.

В итоге после прогона всей входящей ПНП длиной L будут получены результирующие (итоговые) уровни накопления частных типов ПВКФ в каждом подканале (i-м в канале и j-м в канале ) соответственно усредненные значения (по всему периоду прогона L) значения соответствующих частных пиков ПВКФ (блоки 37, 38). Накопленные после приема ПНП в синхронных подканалах с задержками соответственно в каналах значения отношений (с/ш), равные соответственно: - суммируются в аналоговом сумматоре (блок 39) с получением значения: , которое используется в блоке 40 в итоговом режиме 2-х канального решения и приема (ИРДРП) для принятия итогового наиболее правдоподобного решения «свой-чужой» сигнал с использованием критерия «максимального правдоподобия» с вероятностью ошибки

Режим контроля и коррекции синхронизации.

В процессе когерентного приема-обработки и принятия решения реализуется и режим «контроля и коррекции синхронизации». Это осуществляется за счет того, что постоянно осуществляется в каждом подканале накопление и получение результирующих уровней их накопления за весь период Эти уровни после каждого прогона всей ПНП сравниваются (блоки 41…44) с итоговыми уровнями накопленными в синхронных подканалах. И если при сравнении будет установлено, что для каких-то подканалов соответственно то для таких подканалов принимается решение (как факт) «есть сигнал рассинхронизации» (СРС), равный 1: За установленное время контроля ( определяется в процессе математического моделирования для конкретного вида канала связи) осуществляется накопления (блоки 45…48), и если эти накопленные значения в каких-то подканалах и (блоки 49…52), - то принимается решение - «есть сигнал превышения» (СП): - в подканалах При приеме ПНП устанавливается число периодов являющимся мажоритарным (нечетным) числом (МЧ), МЧ = {5, 7, 9, …}. Если в процессе приема будет получено в каналах К₁ и К₂ из любых подканалов i и j число «сигналов превышения» то при сравнении с МЧ по мажоритарному принципу: если при МЧ = 5, если при МЧ = 7 и т.д., - то будет принято решение «Да» на смену циклических сдвижек т.е. на смену синхронных подканалов с циклическими сдвижками соответственно (блоки 53…54). После чего начинается синхронное формирование соответствующих ПК₁ и ПК₂ и ПНП (копий) в ГОПС (блоки 55…57), подобно блоку 35, и дальнейшая корреляционная проверка по пороговому уровню (блок 58), подобно блоку 36. При положительной проверке «Да», коррекция синхронизации заканчивается и алгоритм работы поступает на выход блока 40, в противном случае алгоритм работы возвращается на входы блоков 41…44. В процессе работы параллельно работе по блокам 49…52 за время каждого осуществляется подсчет числа подканалов (в соответственно каждом канале К₁ и К₂), у которых оказывается равна или больше соответственно (блоки 59,60), и если окажется, что одновременно (блоки 59, 60 и 61, 62), то принимается решение о срыве синхронизации и работа возвращается в блок 1 (этап первичного накопления), в противных случаях (или при невыполнении условий блоков 59…62 или условий блока 63), работа возвращается на выход блоков 41…44.

На фиг.1 (в таблице 1) показана зависимость

На фиг.2 изображен графически выигрыш в достоверности то есть - в режима ИРДРП по сравнению с режимом ИРОРП и дискретном методе двухканального решения и приема в зависимости от вероятностей

На фиг.3 изображена зависимость от отношений сигнал/ шум , вычисленных с использованием функции Крампа.

На фиг.4 изображена зависимость от к при фиксированных значениях n = 8,10.

На фиг.5 изображена зависимость от n при фиксированном значении к = n/2.

На фиг.6 изображены области целесообразности применения способа прототипа и предлагаемого способа в зависимости от значений , при , и значений чисел в составе ПНП.

На фиг.7 изображена модель правила формирования ПНП.

На фиг.8 изображены зависимости: среднего выборочного накопленного значения частной автоморфной ПВКФ_1iПНП с с автоморфизмами i для всевозможных значений на периодах прогона ПНП, равных р = 1, …, 15, т.е. для p₁=13,…39 прогонов ПК-1 с l₁ (фиг.8, кривая «а») и среднего выборочного значения суммы при тех же условиях (фиг.8, кривая «б»).

На фиг.9 изображена таблица значений ПВКФ ПНП различных типов с производящими линейками.

На фиг.10 изображены графики зависимости общих ПВКФ ПНП типа К3К3 с ее копиями для некоторых длин

На фиг.11 изображены графики зависимости: частных ПВКФ ПНП типа К3К3 длины L=77 с производящими линейками, составленными из ККВ (фиг.11, а); частных ПВКФ ПНП типа К1К1 длины L=221 с производящими линейками, составленными из ККВ (фиг.11, б);

частных ПВКФ ПНП типа К1К3 длины L=323 с производящими линейками, составленными из ККВ (фиг. 11, в); частных ПВКФ ПНП типа К3К1 длины L=143 с производящими линейками, составленными из ККВ (фиг.11, г).

На фиг.12 изображена числовая модель получения одновременно, параллельно автоморфных частных ПВКФ входящей ПНП с автоморфизмами (циклическими сдвижками) производящей компоненты (ПК) с

На фиг.13 изображена компьютерная модель частных автоморфных ПВКФ ПНП с ее автоморфизмами (циклическими сдвижками) ПК с для длины ПНП

На фиг.14 изображены зависимости вероятности ошибки при различных режимах реализации ТРС и длительностях L ПНП.

На фиг.15 изображен порядок корреляции сегментов входящей ПНП и опорного сигнала (ПК) на двух смежных тактах обработки.

На фиг.16 а, б, в, г, д изображен алгоритм работы способа.

На фиг.17 изображены зависимости эквивалентной линейной сложности разных типов ПНП (К3К1, К3К3, К1К3, К1К1) и известных линейных ПСП (Голда, Касами, М-последовательности) от их длины L.

На фиг.18 изображены зависимости вероятностей успешной синхронизации по задержке от степени искажения принимаемого сигнала (в процентах от общего числа символов ПСП) для длин ПНП L=77 и различных при использовании способа-прототипа с 32-мя прогонами длин ПНП (пунктирные линии) и при использовании предлагаемого способа с одним и тремя прогонами длин ПНП.

Возможность реализации преимуществ заявляемого способа подтверждается следующими техническими показателями и их цифровыми значениями:

1) результатами имитационного моделирования процесса накопления ПВКФ сегментов принимаемого СРС-ПНП с обновляющимися (с каждым тактом ПСП) сегментами опорной производящей линейки. Процесс взаимокорреляции в АЭК сегментов принимаемого и опорного сигналов на двух смежных тактах обработки поясняет фиг.15 ( - время интегрирования АЭК, - длительность элементарного символа ПНП).

2) возможностью достоверного выбора на подэтапе первичного накопления накопленных частных подканальных и канальных сумм что подтверждается приведенными на фиг.8

зависимостями, которые демонстрируют, что уже при числе прогонов всей ПНП не более 3-х имеется выраженный рост и и главное - ярко выраженный рост над уровнем помех. Это подтверждается и выражениями: значения накопленных частных ПВКФ в каждом подканале поиска 1-го и 2-го каналов соответственно

где - номера тактов начала сегмента относительно начального произвольного сдвига, - относительные значения ПВКФ между сегментами с длиной принимаемого СРС-ПНП и сегментами тех же длин опорных производящих линеек автоморфизмов ПК-1, ПК-2,

- значения сумм S₁ и S₂ накопленных частных подканальных сумм

- вероятности правильного выбора экстремумов из значений определяется для каждого подканала поиска 1-го и 2-го каналов:

где - плотности нормального распределения вероятностей накопленных в подканалах поиска первого и второго каналов значений частных в тактах синхронизма с соответствующими ПК-1, ПК-2; функция - плотности нормального распределения вероятностей накопленных в подканалах поиска 1-го и 2-го канала значений ПВКФ в тактах сдвига, не соответствующих синхронизму сегментов ПНП с опорными ПК-1, ПК-2;

3) возможностью достоверной экстраполяции номеров подканалов с максимальными

по фактору контроля экстраполяции номеров подканалов:

а) вероятность правильной экстраполяции одного подканала в один i-й и j-й такты первого и второго каналов:

б) вероятность правильной экстраполяции номеров подканалов при использовании мажоритарного принципа контроля:

по фактору контроля уровня накопления:

а) вероятность правильной экстраполяции:

б) вероятность правильной экстраполяции подэтапа экстраполяции:

Общая вероятность правильной синхронизации определяется как:

Возможность обеспечения предлагаемым способом за малое число периодов накопления принимаемого сигнала с высокой вероятностью синхронизации по задержке подтверждается полученными в результате имитационного моделирования (для ПНП длин L=77 и L*=L⋅5=385) и изображенными на фиг.12 зависимостями вероятности успешной синхронизации от степени искажения принимаемого сигнала (в процентах от общего числа символов ПСП). Сравнение (при равных базах (L) СРС) значения достигаемого относительного времени поиска, выраженного в числе периодов анализа СРС, с аналогичным показателем для известных способов (в том числе прототипа), свидетельствует о преимуществе заявляемого способа во времени поиска СРС по задержке примерно в 20-30 раз перед конвольверным поиском [2] с применением известных ПСП, в 100 и более раз перед многоэтапным поиском [2], в 100 раз и более перед последовательным циклическим поиском [2] и в 10 и более раз перед прототипом [6].

Реализация высокой имитостойкости используемых сигналов подтверждается приведенными на фиг.11 зависимостями эквивалентной линейной сложности разных типов ПНП (К3К1, К3К3, К1К3, К1К1) и известных линейных ПСП (Голда, Касами, М-последовательности) от их длины. Преимущество в эквивалентной линейной сложности составляет примерно от 5 раз и более для длин и возрастает с ростом длины ПСП.

Возможность обеспечения предлагаемым способом и устройством эффективного приема СРС в виде ПНП и принятия решения с использованием в итоговом режиме двухканального приема и решения в рамках метода ТРС, описываемых в том числе в [9], подтверждается полученными

в результате имитационного моделирования с использованием соотношений (18,19) и изображенными на фиг.14 зависимостями вероятностей ошибочного приема ПНП длительностей при использовании предлагаемого способа и устройства (графики III) и без их использования, но с применением пространственного разнесения (ПР) с соответствующим числом ветвей Q разнесения и коэффициентов R корреляции ветвей разнесения (графики 1,11).

Как видно из анализов графиков реализуемая предлагаемым способом ТРС позволяет повысить помехоустойчивость приема СРС в виде ПНП на 3…5 порядков по сравнению с известными классическими методами разнесенного приема (например «ПР»)и на один - два порядков по сравнению с известными способами-аналогами и - прототипом. А повышение помехоустойчивости «сродни» повышению мощности сигнала Р_С на выходе ТРС, что, следовательно, обеспечивает и соответствующее повышение пропускной способности С (по Шеннону) [9]. В том числе следует указать, что это повышение С осуществляется и по причине ускорения поиска обнаружения и синхронизации, обеспечиваемые предлагаемым способом. Таким образом можно объективно говорить о достижении предложенным способом высокой эффективности приема СРС в виде ПНП по параметрам и С. Причем эти преимущества достигаются на значительно расширенной области (практически всех возможных) значений длительностей порождающих ПНП элементов - НЛРП и их соотношений по сравнению с прототипом и аналогами, что значительно увеличивает практическую целесообразность широкого применения предлагаемого способа.

Источники информации:

1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами [Текст], - М. «Радио и связь», 1985.- 384 с.

2. Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах [Текст], В.И. Журавлев, М., «Радио и связь», 1986 г.

3. Сныткин И.И. Синхронизация по задержке при цифровой обработке сверхдлинных реккурентных последовательностей [Текст] / И.И. Сныткин, В.И. Бурым, А.Г. Серобабин, Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, №7, 1990 г.

4. Патент №2297722 Российская Федерация, МПК8 H04L 7/08, G06F 17/15. Способ ускоренного поиска широкополосных сигналов и устройство для его реализации: №2005114601/09; заявл. 13.05.2005; опубл. 20.04.2007 / Федосеев В.Е., Сныткин И.И., Варфоломеев Д.В.; заявитель СВВАИУ. - 32 с; ил. - Текст: непосредственный.

5. Патент №2514133 Российская Федерация, МПК 8 H04L 7/08, G06F 17/10. Способ ускоренного поиска сигналов и устройство для его реализации: №2012108704/08; заявл. 06.03.2012; опубл. 27.04.2014/ Сныткин Т.И., Сныткин И.И., Спирин А.В.; филиал ВАС. - 38 с; ил. - Текст: непосредственный.

6. Патент №2730389 Российская Федерация, МПК 8 H04L 7/08, G06F 7/10. Способ третьей решающей схемы ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов: №2019124944; заявл. 05.08.2019, опубл. 21.08.2020 / Сныткин И.И., Сныткин Т.И, Кокорева О.С.; КВВАУЛ. - 42 с; ил. - Текст: непосредственный.

7. Патент №2782676, Российская Федерация, МПК 8 H04L 7/08, G06F 17/10. Способ третьей решающей схемы ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов: №2020134560/28; заявл. 20.10.2020; опубл. 31.10.2022 /Сныткин И.И., Сныткин Т.И., Захаренко Г.И., Кокорева О.С, КВВАУЛ. - 47 с; ил. - Текст: непосредственный.

8. Сныткин И.И., Сныткин Т.И. Разработка элементов теории третьей решающей схемы приема производных нелинейных рекуррентных последовательностей [текст]. Нелинейный мир №5, том 12, 2015 г., стр. 78-84. Издательство «Радиотехника».

9. Сныткин Т.И. «Аналоговые режимы принятия решения о приеме в теории третьей решающей схемы» [текст]. Нелинейный мир №3, 2018 г., стр. 15-19. Издательство «Радиотехника».

10. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. Издательство Советское радио, 1970 г. с.728.

11. Долгов В.И. Применение акустоэлектронных конвольверов для обработки сигналов в технике связи [Текст] / В.И. Долгов - Зарубежная радиоэлектроника №8, 1990 г.

12. Сныткин И.И. Теория и практическое применение сложных сигналов нелинейной структуры. Часть 4. [Текст] /И.И. Сныткин - МО, 1989 г.

13. Сныткин И.И. Теория и практическое применение сложных сигналов нелинейной структуры. Часть 3. [Текст] / И.И. Сныткин - МО, 1989 г.

14. Свердлик М.Б. Оптимальные дискретные сигналы [Текст], «Сов. радио», М., 1975 г.

15. Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования. Киев, Высшая школа, 1977 г., с. 280.

16. Справочник по математике. Г. Корн, Т. Корн. Под общей редакцией И.Г. Арамовича. Перевод со второго американского издания. Изд. «Наука» Москва, 1974-83 2 с.

Изобретение относится к способам обработки данных и принятия решения в широкополосной радиосвязи и радионавигации. Технический результат заключается в сокращении времени поиска по задержке сигналов с расширением спектра (СРС), повышении достоверности приема-обработки СРС, обеспечении высоких структурной скрытности и имитостойкости. Для этого предложен способ, который включает: этап поиска и обнаружения, на котором осуществляется подэтап первичного накопления и подэтап экстраполяции структуры ЧКФ, ПВКФ; этап синхронизации с контролем установления синхронизма по задержке без определения текущей временной задержки принимаемого сигнала, а по сочетанию номеров тактов синхронизма с производящими линейками; этап эффективного когерентного приема и принятия решения в «итоговом режиме двухканального решения и приема», основанного на использовании результирующего суммарного накопления в 2-х каналах приема значений уровней ЧКФ ПНП для принятия решения по критерию максимального правдоподобия, с параллельно реализуемым режимом «контроля и коррекции синхронизации» без прекращения процесса приема-обработки СРС. 22 ил.

Способ третьей решающей схемы ускоренного поиска и эффективного приема широкополосных сигналов, основанный на следующей совокупности действий: в рамках этапа поиска, обнаружения и синхронизации:

- использование априорной информации о соотношении значения номера такта текущей задержки принимаемого сигнала и такта обнаружения суммарных значений взаимной корреляции между принимаемыми и опорными последовательностями;

- поиск по задержке сигналов, манипулируемых производными нелинейными последовательностями (ПНП), осуществляется параллельно по 2-м каналам, в одном из которых в качестве опорной применяют последовательно повторяющуюся компоненту длины в другом -

- в результате из накопленных в каждом из 2-х каналов значений периодической взаимокорреляционной функции (ПВКФ) выбирают максимальный и фиксируют соответствующие им номера тактов взаимных сдвигов относительно начальных соответствующих и далее по полученным i_max и j_max определяют значения циклических сдвигов с₁ и с₂ производящих компонент по следующим соотношениям:

- затем посредством параллельного формирования 2-х последовательностей повторяющихся производящих компонент длин генерируемых с циклическими сдвигами с₁ и с₂ соответственно, а также посимвольного суммирования по модулю 2 этих 2-х последовательностей формируют опорную производную последовательность получаемый циклический сдвиг С, который на этапе контроля устраняет рассогласование во времени принимаемого и опорного производных сигналов (ПНП), а его значение С обусловлено значениями c₁ и с₂ в соответствии с выражениями:

- решение о захвате сигнала ПНП по задержке принимают по факту превышения установленного порога значением ПВКФ принимаемого и полученного опорного производного сигнала ПНП, иначе поиск продолжают;

- причем используется априорная информация о структуре ПВКФ ПНП длительности L=l₁×l₂, структуре частных ПВКФ_1i, ПВКФ_2j формируемых посредством параллельной, одновременной, во «встречно-инверсном» режиме корреляции по всем возможным i, j подканалам () соответственно первого (1) и второго (2) каналов приема входящей ПНП с различными циклическими сдвигами сегментов производящих компонент ПК-1 и ПК-2 в виде простых нелинейных рекуррентных последовательностей (НЛРП) длительности l₁ и l₂ - ПК-_1i и ПК-_2j, i=1, …, l₁, j=1, …, l₂;

- осуществляется одновременное параллельное первичное накопление значений частных ПВКФ_1i, ПВКФ_2j, в подканалах i и j поиска 1-го и 2-го каналов в каждый такт корреляции в течение времени анализа T_aн1=p₁l₁, T_aн2=p₂l₂, где p₁ и р₂ - количество прогонов производящих компонент ПК-1, ПК-2, p_1min=p_2min=L, и суммирование накопленных значений в каждом канале в конце подэтапа первичного накопления, для реализации подэтапа экстраполяции;

- причем экстраполяция структуры частных ПВКФ, ПВКФ в виде экстраполяции в каждый k₁-й, k₂-й тактовые моменты (после подэтапа первичного накопления) частных пиков R_чп1, R_чп2 в 1-м и 2-м каналах соответственно на выходах определенных экстраполируемых подканалов поиска с экстраполируемыми номерами N_k1+1 и N_k2+1, устанавливаемыми согласно функций экстраполяции СЭ₁, СЭ₂ подканалов 1-го и 2-го каналов обработки:

- как функций последовательности номеров подканалов N_k1 и N_k2 с частными пиками соответственно R_чп1 и R_чп2 соответственно 1-го и 2-го каналов в каждый k₁-й и k₂-й такты:

- причем реализуется 2-факторный контроль экстраполяции по мажоритарному принципу: по фактору экстраполируемых номеров подканалов и с частными пиками R_чп1, R_чп2 и по фактору уровней накопления

- причем накопление осуществляется на выходах 2-х каналов выявленных экстраполируемых частных пиков R_чп1i, R_чп2j, на экстраполируемых выходах i-x и j-х подканалов поиска 1-го и 2-го каналов обработки соответственно в каждый k-й (k₁=k(mod l₁) и k₂-k(mod l₂)) тактовый момент приема;

- причем контроль установления синхронизма по задержке реализуется формированием опорного сигнала ПНП без непосредственного определения текущей временной задержки принимаемой ПНП, а по такому сочетанию номеров тактов синхронизма с производящими линейками, при котором i_max и j_max есть, по существу, экстраполируемые номера подканалов i_max=N_k1, j_max=N_k2 соответственно с частными пиками на своих выходах и после положительного 2-факторного контроля экстраполяции;

- в рамках этапа приема и принятия решения:

- так как этап приема-обработки и принятия решения «свой-чужой» сигнал (СЧС) осуществляется после вхождения в синхронизм, т.е. когерентно, следовательно накопление в каждый тактовый момент (i, j) частных пиков R_{чп1, i,n} и R_{чп2, j,m} как отношений (сигнал/шум) на выходе - (с/ш)_вых - в каждый такт (i,j) на выходе приемников каналов К₁ и К₂ и в каждых подканалах i и j осуществляется когерентно и оптимально, что отражается символами с₁ и с₂ для в условиях некоррелированного приема в двух каналах К₁ и К₂ и их подканалах вследствие использования в них различных по форме порождающих компонент ПК₁ и ПК₂;

- отдельно в каждом канале К₁ и К₂ по закону сложения Бреннана с разнесением каналов К₁ и К₂ и их подканалов i и j () приема «по форме» структур соответственно ПК₁ и ПК₂ и их циклических сдвигов ПК_1,i, ПК_2,j получают за время приема (период L) всей ПНП итоговые (результирующие) уровни накопления частных пиков на выходах синхронных (c₁ и с₂) подканалов в каналах К₁ и К₂ соответственно

где - частные пики ПВКФ (с/ш)_вых) на выходах каналов соответственно К₁ и К₂, в тактовые моменты i и j соответственно прогонов в синхронных подканалах c₁ и с₂ - циклические сдвиги в синхронных подканалах после вхождения в синхронизм; - усредненные значения; n и m - число прогонов в подканалах соответственно

- в процессе когерентного приема-обработки обеспечивается контроль и коррекция синхронизации за счет того, что осуществляется накопление и в других подканалах так же, как и в синхронных подканалах с циклическими сдвигами соответственно c₁ и с₂ каналов К₁ и К₂, но результаты этих накоплений - итоговые уровни накопления соответственно в i-x подканалах канала К₁, и в j-x подканалах канала К₂, за все время приема (период L) ПНП соответственно будут равны:

где - усредненные значения, что и используются для контроля синхронизации, а именно: после приема всей ПНП в каждом канале К₁, К₂ сравниваются итоговые уровни накоплений в каждом из подканалов с итоговыми уровнями накоплений в синхронных подканалах соответственно и для любых i и j будет выполняться всегда при правильной, имитостойкой, устойчивой синхронизации условие соответственно а если будет установлено, что для какого-то (или каких-то) подканала (подканалов) это условие не выполняется, т.е. окажется, что то для такого (таких) подканала (подканалов) фиксируется этот факт как «сигнал рассинхронизации» (СРС), равный 1, т.е.

- если в процессе «приема-обработки» ПНП для какого-то из подканалов i* и j* в К₁ и К₂ сумма СРС за время контроля Т_контр оказывается больше или равна соответственно

то принимается решение на проведение «контрольного анализа», когда для таких подканалов i* и j* осуществляется проверка их циклических сдвигов с_1,i* и c_2,j* на соответствие соотношению (2), и если это соотношение выполняется, то фиксируется «сигнал соответствия» СС=1 (СС_1i=1 и СС_2j=1); причем если в процессе приема ПНП за выбранное мажоритарное число (МЧ) периодов Т_контр: МЧ=(5, 7, 9, ….) (нечетное число), таких сигналов соответствия из каких-либо подканалов будет соответственно получено число N_CC≥(3, 5, 7…), то будет принято решение на смену циклических сдвигов ПК₁ и (или) ПК₂ в каналах К₁ и К₂, т.е. на смену используемых синхронных подканалов на подканалы с циклическими сдвигами с_1,i* и c_2,j* соответственно и на выход из режима «контрольного анализа», тем самым будет осуществлена адаптивная коррекция тактовой синхронизации на соответствующее числам c_1,i*, c_2,j* тактов без прекращения «приема-обработки», в противном случае коррекция синхронизации не производится;

- если в процессе «приема-обработки» ПНП за время Т_контр окажется, что для и более числа соответственно подканалов в каждом из каналов К₁ и К₂ окажется справедливым выражение (7), то это будет свидетельствовать о срыве синхронизации под воздействием помех, и тогда принимается решение на прекращение «приема-обработки» информации и переход к этапу поиска и синхронизации, отличающийся тем, что:

- после приема всей ПНП суммируются накопленные значения и с получением значения:

- данное значение ()_Lрез используется в итоговом режиме 2-канального решения и приема (ИРДРП) для принятия итогового наиболее правдоподобного решения «свой-чужой» сигнал (СЧС_итог) с использованием критерия «максимального правдоподобия» с вероятностью ошибки

где Ф [⋅] - табулированная функция Крампа (или «интеграл вероятности»); γ - коэффициент, учитывающий уровень ортогональности ПНП и равный в пределах