Система связи с широкополосным многочастотным сигналом в коротковолновом диапазоне частот Российский патент 2024 года по МПК H04B1/10 H04B7/00 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи информации в коротковолновом диапазоне частот.

Известно, что помехозащищенность включает в себя скрытность системы связи и ее помехоустойчивость. [1]

Энергетическая скрытность радиосвязи зависит от распределения используемой мощности передатчика в полосе частот спектра радиосигнала, чем шире полоса частот спектра сигнала при неизменной мощности, тем ниже энергетический след в эфире. Реализация подобных систем связи опирается на расширение спектра, основанное на увеличении базы сигнала (B>>1), которая определяется произведением ширины спектра сигнала W на длительность T, т.е. .

За счет использования широкополосного сигнала (ШПС) с B>>1, происходит менее плотное распределение энергии в частотной области, т.е. уменьшается спектральная плотность мощности сигнала. При этом спектральная плотность мощности помехи будет либо оставаться неизменной (например, в случае не обнаружения полезного сигнала), либо перераспределится на ширину полосы спектра, занимаемого ШПС. В первом случае спектр помехи, будет частично перекрывать спектр полезного сигнала, а во втором случае в результате перераспределения спектральной плотности мощности помехи, на единицу ширины полосы полезного сигнала будет приходиться в W/Wss раз меньшая мощность помех, где W - ширина полосы узкополосной помехи, Wss - ширина полосы ШПС. В обоих случаях наблюдается повышение помехоустойчивости широкополосного сигнала относительно преднамеренных помех.

Известен метод перестановочной частотной модуляции, который рассматривается в статье [2], а также в статье [3], позволяет сформировать широкополосный сигнал на основе аккордных алфавитов в частотной области. Согласно формуле

, (1)

где n - общее число частотных позиций алфавита, k - число излучаемых частотных позиций алфавита, - позиционность перестановочной модуляции, можно рассчитать число позиций модуляции для соответствующего алфавита аккорда.

На рисунке 1 представлено одно из двадцати возможных частотных сочетаний перестановочной модуляции для алфавита (n, k) = (6, 3).

Наиболее близкой к заявленной системе связи с широкополосным многочастотным сигналом в коротковолновом диапазоне частот, является широкополосная система радиосвязи КВ диапазона, описанная в патенте [4]. На рисунке 2 представлена функциональная схема устройства-прототипа.

На функциональной схеме обозначены:

1 - радиотракт высокой частоты (ВЧ);

2 - блок цифровой обработки сигналов (БЦОС);

3 - тракт приемника;

4 - аналого-цифровой преобразователь;

5 - усилитель мощности;

6 - блок быстродействующих синтезаторов;

7 - параллельный анализатор спектра;

8 - блок центрального процессора;

9, 19 - первый и второй кодеры многозначного кода;

10 - генератор преамбулы;

11 - блок обнаружителей сигнала;

12 - блок обнаружителей информационных символов;

13 - обнаружитель преамбулы;

14, 15 - первый и второй декодеры многозначного кода;

16, 17 - первый и второй сдвиговые регистры;

18 - блок умножителей на постоянный коэффициент.

Для работы устройства прототипа необходимы как минимум две радиостанции. Каждая радиостанция оснащена соединенные между собой радиотракт ВЧ 1 и блок цифровой обработки сигналов (БЦОС) 2. Радиотракт ВЧ 1 содержит, соединенные между собой, вход тракта приемника 3 и выход усилителя мощности 5. Вход тракта приемника 3 является входом радиостанции, выход тракта приема соединен со входом БЦОС 2. Выход усилителя мощности 5 является выходом радиостанции. БЦОС 2 содержит последовательно соединенный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 4, являющийся входом БЦОС 2, и параллельный анализатор спектра 7. Выход параллельного анализатора спектра 7 соединен с объединенными k входами блока обнаружителей сигнала 11, k выходов которого соответственно соединены с k входами блока обнаружителей информационных символов 12. K выходов блока обнаружителей информационных символов 12 соединены соответственно с k входами первого 14 и второго 15 декодеров многозначного кода, выходы которых соединены с первым и вторым входами первого сдвигового регистра 16. Выход первого сдвигового регистра 16 соединен с первым входом блока центрального процессора 8, первый выход которого является информационным выходом радиостанции. Второй вход блока центрального процессора 8 является информационным входом радиостанции. Второй выход блока центрального процессора 8 соединен с входом второго сдвигового регистра 17. Первый и второй выходы сдвигового регистра 17 соединены соответственно с входами первого 9 и второго 19 кодеров многозначного кода. K выходов первого кодера многозначного кода 9 соединены с k выходами блока быстродействующих синтезаторов 6, k выходов которого соединены с соответственно с k входами блока умножителей на постоянный коэффициент 18. K выходов блока умножителей на постоянный коэффициент 18 объединены между собой и являются выходом БЦОС 2, соединенным со входом усилителя мощности 5 радиотракта ВЧ1. Кроме того, вход обнаружителя преамбулы 13 подключен к первому выходу обнаружителя сигнала 11, а его выход подключен к объединенным k управляющим входам блока обнаружителей информационных символов 12. Второй выход блока центрального процессора 8 соединен с генератором преамбулы 10 и далее с первым входом блока быстродействующих синтезаторов 6.

Прототип работает следующим образом.

С одной стороны радиолинии радиостанция устанавливается в режим передачи, с другой стороны радиолинии радиостанция устанавливается в режим приема. На передающей радиостанции по команде блока центрального процессора 8 генератор преамбулы 10 вырабатывает команды на определенную последовательность скачков по частоте, поступающую на первый вход блока быстродействующих синтезаторов 6. Блок быстродействующих синтезаторов состоит из k идентичных, работающих независимо друг от друга синтезаторов 6.1-6.k. Блок синтезаторов 6 генерирует последовательный во времени набор из N гармонических колебаний, который подается на первый вход блока умножителей на постоянный коэффициент 18. Блок умножителей на постоянный коэффициент 18 состоит из k идентичных, работающих независимо друг от друга умножителей 18.1-18.k. В первом умножителе 18.1 поступающий сигнал умножается на единицу. Полученный сигнал является выходным сигналом БЦОС 2 и далее подается на усилитель мощности 5 радиотракта ВЧ 1, где после усиления поступает в антенну. Таком образом, преамбула излучается в радиоэфир. После излучения преамбулы поток информации, подготовленный центральным процессором 8, с помощью сдвигового регистра 17 разделяется на два потока. Каждый из потоков информации кодируется соответствующим кодером многозначного кода - первым 9 и вторым 19. Первый кодер многозначного кода 9 в соответствии с, поступающей на его вход информацией вырабатывает команды на k частотных позиций из n возможных, при этом команды с k выходов блока 9 поступают соответственно на k входов блока 6. Блок 6 генерирует на k выходах гармонические колебания с заданными частотами. Одновременно второй кодер многозначного кода 19 в соответствии с, поступающей на его вход информацией вырабатывает команды управления блоком умножителей 18 таким образом, чтобы m из k умножителей на постоянный коэффициент умножали поступающий на их вход сигнал на некоторый коэффициент, больший единицы, а остальные m-k умножителей блока 18 умножали поступающий на их вход сигнал на единицу.

После прохождения k гармонических колебаний, сформированных блоком 6, через блок 18 формируется k гармонических колебаний, из которых m-k колебаний с единичной амплитудой и m колебаний с увеличенной амплитудой. K гармонических колебаний суммируется на объединенных выходах бока 18 и поступает на усилитель мощности 5 и далее через антенну излучается в радиоэфир. В режиме приема радиостанция работает следующим образом. Сигнал, принятый антенной, после фильтрации, усиления и преобразования по частоте входным трактом приемника 3, поступает на АЦП 4, с выхода которого, в форме цифровых отсчетов, передается на параллельный анализатор спектра 7. В параллельном анализаторе спектра 7 производится дополнительная селекция принятого сигнала и детектирование N заранее определенных частот из всех имеющихся на выходе блока 3. Далее сигнал с выхода анализатора спектра 7 поступает на блок обнаружителей сигнала 11, состоящий из k идентичных, работающих независимо друг от друга обнаружителей сигнала 11.1-11.k. Обнаружитель сигнала на основании предполагаемой формы огибающей сигнала, ширины его спектра и его уровня определяет наличие скачка и передает сигнал о наличии скачка на вход обнаружителя преамбулы 13. Если последовательность из n скачков по частоте, выработанная блоком 11.1, и одной из преамбул в блоке 13 совпадут, то устройство переходит в режим выделения информации. В режиме выделения информации сигналы параллельного анализатора спектра 7 поступают на k входов блока обнаружителей сигнала 11, в котором формируются k команд о выделенном сигнале, далее они поступают на k соответствующих входов блока обнаружителей информационных символов 12. Блок обнаружителей информационных символов 12, состоящий из k идентичных, работающих независимо друг от друга обнаружителей информационных символов 12.1-12.k, с учетом сигнала синхронизации, выработанного обнаружителем преамбулы 13 выделяет информационные символы. По сути, обнаруживаются k номеров частотных позиций из n, на которых предполагается наличие переданных гармонических сигналов. По номерам частотных позиций этих сигналов первый декодер многозначного кода 14 преобразует принятую информацию в двоичную форму и передает ее на первый вход первого сдвигового регистра 16. В результате блок 11 обнаруживает k максимальных сигналов из n, а в блоке 12 из обнаруженных сигналов производится обнаружение информационных символов. Далее k обнаруженных информационных символов передаются на блоки 14 и 15. В блоке 14 производится декодирование k частотных позиций из n, а в блоке 15 производится декодирование m частотных позиций с большей амплитудой из k. Фактически производится процедура, обратная процедуре, осуществляемой во втором кодере многозначного кода 19. Далее с выхода второго декодера многозначного кода 15 информационные символы поступают на второй вход первого сдвигового регистра 16, в котором происходит объединение двух потоков информационных символов. С выхода первого сдвигового регистра 16 объединенный поток информационных символов поступает на первый вход блока центрального процессора 8, где происходит окончательное декодирование с обнаружением и исправлением ошибок, а также формирование информационного потока в форме, необходимой для работы оконечного оборудования, формирование сигналов начала и окончания передачи сообщения, качества канала связи и т.д.

Недостатком известной широкополосной системы радиосвязи КВ диапазона, является плохая помехозащищенность, возникающая из-за сильно ограниченной ширины используемой полосы полезного сигнала, которая зависит от длительности символа полезного сигнала и от числа n (числа частотных позиций) в алфавите перестановочной модуляции.

В изделии прототипе, в качестве примеров рассматриваются два алфавита с параметрами (n = 10, k = 6) и (n = 64, k = 16).

В первом примере, согласно с формулой (1), при n = 10, k = 6 число позиций модуляции равно 210. Ширина полосы полезного сигнала будет определяться в зависимости от длительности символа полезного сигнала и числа n - частотных позиций сигнала, по формуле: , где n - общее число частотных позиций алфавита, T - длительность символа полезного сигнала, W - ширина полосы полезного сигнала. Из этой формулы видно, что чем меньше длительность T и больше число n, тем шире используемая полоса полезного сигнала. Длительность символа полезного сигнала выбирается исходя из технических возможностей и особенностей распространения сигнала в коротковолновом диапазоне частот, следовательно Т ограничено определенным значением и для расширения ширины полосы необходимо увеличивать число n, т.е. базу сигнала, т.к. база многочастотного сигнала равна числу частотных позиций B=n.

Во втором примере, согласно с формулой (1), при n=64, k=16 число позиций модуляции, будет равно 488526937079580. Видно, что реализовать данный пример будет невозможно из-за большого числа позиций модуляции. Следовательно расширение полосы полезного сигнала за счет увеличения числа n, при k>>1, также невозможно.

Значительное увеличение полосы частот полезного сигнала будет возможно, например при n=1024 и k=1. Тогда число позиций модуляции будет равно 1024. Недостатком данного примера является одна излучаемая частотная позиция (k=1), т.е. спектральная плотность мощности будет сконцентрирована в одной частотной поднесущей, следовательно у данного сигнала будет низкая энергетическая скрытность, а значит и помехозащищенность.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышение помехозащищенности радиосвязи за счет использования широкополосного многочастотного сигнала с многократным дублированием символов перестановочной модуляции в частотной области спектра полезного сигнала при использовании небольшого значения общего числа частотных позиций алфавита перестановочной модуляции. Поток информации, представленный в виде символов перестановочной модуляции, многократно дублируется в частотной области при формировании широкополосного многочастотного группового сигнала. Детектирование символов перестановочной модуляции происходит после параллельного суммирования М амплитуд поднесущих, составляющих один аккорд символа перестановочной модуляции, со всеми соответствующими амплитудами в каждом продублированном символе перестановочной модуляции в частотной области группового широкополосного многочастотного сигнала. Формирование сигнала осуществляется за счет многократного повторения в спектре полезного сигнала символов перестановочной модуляции с малым числом n (например n=6, k=3). Детектор данной сигнально-кодовой конструкции основан на энергетическом сложении продублированных поднесущих, является простым в реализации и занимает небольшое количество вычислительных ресурсов.

Технический результат достигается за счет того, что каждая как минимум из двух радиостанций состоит из радиотракта высокой частоты, который имеет тракт приемника и усилитель мощности, имеющего антенный вход/выход, который соединен с входом тракта приемника и с выходом усилителя мощности, при этом выход тракта приемника, является выходом радиотракта высокой частоты, соединен с одним из входов блока цифровой обработки сигнала (БЦОС), вход усилителя мощности, является входом радиотракта высокой частоты, соединен с одним из выходов БЦОС, состоящего из приемной части и передающей части, при этом в БЦСО дополнительно введен блок входа/выхода информации, а приемная часть состоит из аналого-цифрового преобразователя, переключателя управления приемной части, блока синхронизации, блока быстрого преобразования Фурье, первого перемножителя приемной части, второго перемножителя приемной части, генератора несущей частоты приемной части, фазовращателя приемной части, блока обработки широкополосного сигнала, имеющего М блоков выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала, где m=1,…,M, переключатель между поднесущими приемной части и блока обработки информационного символа, и передающая часть состоит из блока формирования символов алфавита, переключателя между символами алфавита, блока формирования широкополосного сигнала, имеющего М блоков размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала, где m=1,…,M, блока быстрого обратного преобразования Фурье, первого перемножителя передающей части, второго перемножителя передающей части, генератора несущей частоты передающей части, фазовращателя передающей части, сумматора, генератора синхропосылки, переключателя управления передающей части, цифро-аналогового преобразователя, при этом элементы блока цифровой обработки сигнала имеют следующие связи между собой: один из входов блока цифровой обработки сигнала, является одновременно входом приемной части и входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с одним из входов переключателя управления приемной части, один из выходов которого соединен с входом блока синхронизации, другой выход соединен с одним из входов первого приемной части, один из выходов блока синхронизации соединен с входом переключателя управления приемного канала, другой выход - соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье, выход генератора несущей частоты приемной части соединен с одним из входов первого перемножителя приемной части и с входом фазовращателя приемной части, выход которого соединен с одним из входов второго перемножителя приемной части, выход первого перемножителя приемной части соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье, выход второго перемножителя приемной части соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье, имеющего М выходов соединенных с соответствующими входами блоков выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала блока обработки широкополосного сигнала, каждый выход блока выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала, соединен с советующим входом переключателя между поднесущими приемной части, выход которого соединен с входом блока обработки информационного символа, выход которого является выходом приемной части и соединен с входом блока входа/выхода информации, выход которого является одним из выходов блока цифровой обработки сигнала и соединен с входом оконечной аппаратурой данных, один из входов блока цифровой обработки сигнала является входом блока входа/выхода информации и соединен с выходом оконечной аппаратуры данных 3, выход блока входа/выхода информации соединен с входом блока формирования символов алфавита, являющимся входом передающей части, выход блока формирования символов алфавита соединен с входом переключателя между поднесущими, у которого каждый М-ный выход соединен с входом М-ного блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала блока формирования широкополосного сигнала, каждый выход блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала соединен с соответствующим входом блока быстрого обратного преобразования Фурье, у которого один выход соединен с одним из входов первого перемножителя передающей части, а другой выход соединен с одним из входов второго перемножителя передающей части, выход генератора несущей частоты передающей части соединен с одним из входов первого перемножителя передающей части и с входом фазовращателя передающей части, выход которого соединен с одним из входов второго перемножителя передающей части, выход которого соединен с одним из входов сумматора, выход первого перемножителя передающей части соединен с одним из входов сумматора, выход которого соединен с одним из входов переключателя управления передающей части, два выхода генератора синхропосылки соединены с двумя входами переключателя управления передающей части, третий выход соединен с одним из входов блока формирования символов алфавита, выход переключателя управления передающей части соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого является одновременным выходом передающей части и блока цифровой обработки сигнала соединен с входом усилителя мощности радиотракта высокой частоты.

На рисунке 3 представлена функциональная схема радиостанции предлагаемого изобретения.

Система связи с широкополосным многочастотным сигналом в коротковолновом диапазоне частот, работающая как минимум с двумя одинаковыми радиостанциями. Каждая радиостанция состоит из радиотракта высокой частоты 1, который имеет тракт приемника 1.1 и усилитель мощности 1.2, имеющего антенный вход/выход, который соединен с входом тракта приемника 1.1 и с выходом усилителя мощности 1.2. Выход тракта приемника 1.1, является выходом радиотракта высокой частоты 1, соединен с одним из входов БЦОС 2, вход усилителя мощности 1.2, является входом радиотракта высокой частоты 1, соединен с одним из выходов БЦОС 2.

Блок цифровой обработки сигнала 2 состоит из приемной части 2.1, передающей части 2.2 и блока входа/выхода информации 2.3.

Приемная часть 2.1 состоит из аналого-цифрового преобразователя 2.1.1, переключателя управления приемной части 2.1.2, блока синхронизации 2.1.3, блока быстрого преобразования Фурье 2.1.4, первого перемножителя приемной части 2.1.5, второго перемножителя приемной части 2.1.6, генератора несущей частоты приемной части 2.1.7, фазовращателя приемной части 2.1.8, блока обработки широкополосного сигнала 2.1.9, имеющего М блоков выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала 2.1.9.1, 2.1.9.2, …, 2.1.9.M, где m=1,…,M, переключатель между поднесущими приемной части 2.1.10 и блока обработки информационного символа 2.1.11.

Передающая часть 2.2 состоит из блока формирования символов алфавита 2.2.1, переключателя между символами алфавита 2.2.2, блока формирования широкополосного сигнала 2.2.3, имеющего М блоков размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала 2.2.3.1, 2.2.3.2, …, 2.2.3.M, где m=1,…,M, блока быстрого обратного преобразования Фурье 2.2.4, первого перемножителя передающей части 2.2.5, второго перемножителя передающей части 2.2.6, генератора несущей частоты передающей части 2.2.7, фазовращателя передающей части 2.2.8, сумматора 2.2.9, генератора синхропосылки 2.2.10, переключателя управления передающей части 2.2.11, цифро-аналогового преобразователя 2.2.12.

Элементы блока цифровой обработки сигнала 2 имеют следующие связи между собой. Один из входов блока цифровой обработки сигнала 2, является одновременно входом приемной части 2.1 и входом аналого-цифрового преобразователя 2.1.1, выход которого соединен с одним из входов переключателя управления приемной части 2.1.2, один из выходов которого соединен с входом блока синхронизации 2.1.3, другой выход соединен с одним из входов первого приемной части 2.1.6. Один из выходов блока синхронизации 2.1.3 соединен с входом переключателя управления приемного канала 2.1.2, другой выход - соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье 2.1.4. Выход генератора несущей частоты приемной части 2.1.7 соединен с одним из входов первого перемножителя приемной части 2.1.5 и с входом фазовращателя приемной части 2.1.8, выход которого соединен с одним из входов второго перемножителя приемной части 2.1.6. Выход первого перемножителя приемной части 2.1.5 соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье 2.1.4. Выход второго перемножителя приемной части 2.1.6 соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье 2.1.4, имеющего М выходов соединенных с соответствующими входами блоков выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала 2.1.9.1-2.1.9.M блока обработки широкополосного сигнала 2.1.9. Каждый выход блока выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала 2.1.9.1-2.1.9.M, соединен с советующим входом переключателя между поднесущими приемной части 2.1.10, выход которого соединен с входом блока обработки информационного символа 2.1.11, выход которого является выходом приемной части и соединен с входом блока входа/выхода информации 2.3, выход которого является одним из выходов блока цифровой обработки сигнала 2 и соединен с входом оконечной аппаратурой данных 3. Один из входов блока цифровой обработки сигнала 2 является входом блока входа/выхода информации 2.3 и соединен с выходом оконечной аппаратуры данных 3. Выход блока входа/выхода информации 2.3 соединен с входом блока формирования символов алфавита 2.2.1, являющимся входом передающей части 2.2. Выход блока формирования символов алфавита 2.2.1 соединен с входом переключателя между поднесущими 2.2.2, у которого каждый М-ный выход соединен с входом М-ного блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала 2.2.3.1-2.2.3.M блока формирования широкополосного сигнала 2.2.3. Каждый выход блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала 2.2.3.1-2.2.3.M соединен с соответствующим входом блока быстрого обратного преобразования Фурье 2.2.4, у которого один выход соединен с одним из входов первого перемножителя передающей части 2.2.5, а другой выход соединен с одним из входов второго перемножителя передающей части 2.2.6. Выход генератора несущей частоты передающей части 2.2.7 соединен с одним из входов первого перемножителя передающей части 2.2.5 и с входом фазовращателя передающей части 2.2.8, выход которого соединен с одним из входов второго перемножителя передающей части 2.2.6, выход которого соединен с одним из входов сумматора 2.2.9. Выход первого перемножителя передающей части 2.2.5 соединен с одним из входов сумматора 2.2.9, выход которого соединен с одним из входов переключателя управления передающей части 2.2.11. Два выхода генератора синхропосылки 2.2.10 соединены с двумя входами переключателя управления передающей части 2.2.11, третий выход соединен с одним из входов блока формирования символов алфавита 2.2.1, выход переключателя управления передающей части 2.2.11 соединен с входом цифро-аналогового преобразователя 2.2.12, выход которого является одновременным выходом передающей части 2.2 и блока цифровой обработки сигнала 2 соединен с входом усилителя мощности 1.2 радиотракта высокой частоты 1.

Система связи с широкополосным многочастотным сигналом в коротковолновом диапазоне частот работает следующим образом. С одной стороны радиолинии радиостанция устанавливается в режим передачи, с другой стороны радиолинии радиостанция устанавливается в режим приема.

С выхода оконечной аппаратуры 3 информация для передачи по радиолинии поступает на вход блока входа/выхода информации 2.3, где производится буферизация входного информационного потока, после чего данные поступают в блок формирования символов алфавита 2.2.1, где преобразуются в символы перестановочной модуляции, представленные частотными сочетаниями (n, k) для конкретно выбранного алфавита, где n - общее число частотных позиций алфавита, k - число излучаемых частотных позиций алфавита, при этом n<<N - максимально возможного числа поднесущих в символе многочастотного ортогонального сигнала. Разрешение или запрет на работу блока 2.2.1 подается из блока 2.2.10. Символы поступают на вход соответствующего блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала 2.2.3.1-2.2.3.M блока формирования широкополосного сигнала 2.2.3, который распределяет в спектральном пространстве многочастотного ортогонального символа M частотных сочетаний символа перестановочной модуляции и передает их на соответствующие входы блока быстрого обратного преобразования Фурье 2.2.4, который формирует групповой сигнал во временной области. Две квадратуры сигнала, сформированные блоком быстрого обратного преобразования Фурье 2.2.4, по отдельности, подаются в первый перемножитель передающей части 2.2.5 и во второй перемножитель передающей части 2.2.6. Генератор несущей частоты 2.2.7 вырабатывает сигнал, который поступает в первый перемножитель передающей части 2.2.5 и через фазовращатель 2.2.8, в котором фаза сигнала генератора несущей частоты поворачивается на 90 градусов, во второй перемножитель передающей части 2.2.6, на выходе которых получаются отдельные компоненты (квадратуры) комплексного сигнала, смещенные на несущую частоту, которые поступают на соответствующие входы сумматора 2.2.9.

Генератор синхропосылки 2.2.10 генерирует сигнал синхропосылки и передает его в блок переключателя управления 2.2.11, который затем поступает в блок цифро-аналогового преобразования 2.2.12, а также передает управление переключением в блок 2.2.11; также генератор синхропосылки 2.2.10 управляет работой блока формирования символов алфавита 2.2.1.

В блоке цифро-аналогового преобразования 2.2.12 сигнал преобразуется из цифрового вида в аналоговый и передается в усилитель мощности 1.2, где он усиливается и передается через антенну в эфир.

Сигнал через антенну и аналоговый тракт приемника 1.1 поступает на вход блока 2.1.1, где происходит аналого-цифровое преобразование, далее через блок 2.1.2, управляемый блоком синхронизации 2.1.3 цифровой сигнал поступает либо в блок синхронизации 2.1.3, где устанавливается синхронизация между двумя радиостанциями, либо поступает на перемножители 2.1.5 и 2.1.6 соответствующих квадратур, где сигнал, вырабатываемый генератором несущей частоты 2.1.7, смещает частоту сигнала каждой квадратуры с несущей частоты на нулевую, предварительно повернув начальную фазу сигнала генератора, используя блок 2.1.8, на 90 градусов для мнимой составляющей комплексного сигнала. Далее квадратуры комплексного сигнала поступает на блок 2.1.4, где происходит за счет тактирования от блока синхронизации 2.1.3 быстрое прямое преобразование Фурье. M амплитудно-фазовых состояний поднесущих спектра сигнала выделяются в блоках выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала 2.1.9.1-2.1.9.M и используя блок переключателя между поднесущими 2.1.10 поступают в блок обработки информационного символа 2.1.11, где происходит энергетическое сложение поднесущих принятого символа перестановочной модуляции и детектирование принятых информационных бит. Полученные информационные биты буферизируются в блоке 2.3 и передаются на оконечную аппаратуру данных 3.

В результате расширения спектра сигнала за счет дублирования символов перестановочной модуляции в частотной области спектра полезного сигнала, спектральная плотность мощности, формируемого сигнала в заявляемой системе связи по сравнению с устройством прототипом будет в М раз меньше (М - число дублирований символа перестановочной модуляции в спектре полезного сигнала) при одинаковом значении n и k в алфавите перестановочной модуляции. Это приводит к увеличению энергетической скрытности на дБ и увеличению помехоустойчивости, за счет увеличения базы сигнала в M раз.

Таким образом, при использовании способа формирования широкополосного многочастотного сигнала в заявляемой системе КВ радиосвязи достигается увеличение помехозащищенности.

Источники информации.

1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами, «Радио и Связь» 1985 г. - 384 с.

2. «Применение сигналов перестановочной частотной модуляции, манипулированных кодом с постоянным весом, для повышения помехоустойчивости радиосвязи декаметрового диапазона» №6 от 2020 г. журнала «Информационно-управляющие системы», авторы С.В. Дворников, А.А. Балыков, С.С. Дворников

3. Naoki Ishikawa, Member, IEEE, Shinya Sugiura, Senior Member, IEEE, and Lajos Hanzo, Fellow, IEEE «50 Years of Permutation, Spatial and Index Modulation: From Classic RF to Visible Light Communications and Data Storage» IEEE Communications surveys & Tutorials от 11 марта 2018 г.

4. Патент №2465725 Российская Федерация, МПК H04B 1/00, H04B 7/00 (2006.01). Широкополосная система радиосвязи КВ диапазона : №2011115963 : заявл. 21.04.2011 : опубл. 27.12.2012 / Маковий В.А., Чупеев С.А. ; заявитель ОАО «Концерн «Созвездие». - 13 с. : ил. - Текст: непосредственный.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи информации в коротковолновом диапазоне частот. Техническим результатом изобретения является повышение помехозащищенности радиосвязи за счет использования широкополосного многочастотного сигнала с многократным дублированием символов перестановочной модуляции в частотной области спектра полезного сигнала при использовании небольшого значения общего числа частотных позиций алфавита перестановочной модуляции. Поток информации, представленный в виде символов перестановочной модуляции, многократно дублируется в частотной области при формировании широкополосного многочастотного группового сигнала. Детектирование символов перестановочной модуляции происходит после параллельного суммирования М амплитуд поднесущих, составляющих один аккорд символа перестановочной модуляции, со всеми соответствующими амплитудами в каждом продублированном символе перестановочной модуляции в частотной области группового широкополосного многочастотного сигнала. Формирование сигнала осуществляется за счет многократного повторения в спектре полезного сигнала символов перестановочной модуляции с малым числом n (например, n=6, k=3). 3 ил.

Система связи с широкополосным многочастотным сигналом в коротковолновом диапазоне частот, характеризующаяся наличием как минимум двух радиостанций, каждая из которых состоит из радиотракта высокой частоты, который имеет тракт приемника и усилитель мощности, имеющего антенный вход/выход, который соединен с входом тракта приемника и с выходом усилителя мощности, при этом выход тракта приемника является выходом радиотракта высокой частоты, соединен с одним из входов блока цифровой обработки сигнала (БЦОС), вход усилителя мощности является входом радиотракта высокой частоты, соединен с одним из выходов БЦОС, состоящего из приемной части и передающей части, отличающаяся тем, что в БЦОС дополнительно введен блок входа/выхода информации, а приёмная часть состоит из аналого-цифрового преобразователя, переключателя управления приёмной части, блока синхронизации, блока быстрого преобразования Фурье, первого перемножителя приёмной части, второго перемножителя приёмной части, генератора несущей частоты приёмной части, фазовращателя приёмной части, блока обработки широкополосного сигнала, имеющего М блоков выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала, где m=1, …, M, переключателя между поднесущими приёмной части и блока обработки информационного символа, и передающая часть состоит из блока формирования символов алфавита, переключателя между символами алфавита, блока формирования широкополосного сигнала, имеющего М блоков размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала, где m=1, …, M, блока быстрого обратного преобразования Фурье, первого перемножителя передающей части, второго перемножителя передающей части, генератора несущей частоты передающей части, фазовращателя передающей части, сумматора, генератора синхропосылки, переключателя управления передающей части, цифроаналогового преобразователя, при этом элементы блока цифровой обработки сигнала имеют следующие связи между собой: один из входов блока цифровой обработки сигнала является одновременно входом приемной части и входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с одним из входов переключателя управления приёмной части, один из выходов которого соединен с входом блока синхронизации, другой выход соединен с одним из входов первого перемножителя приёмной части, один из выходов блока синхронизации соединен с входом переключателя управления приемного канала, другой выход соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье, выход генератора несущей частоты приёмной части соединен с одним из входов первого перемножителя приёмной части и с входом фазовращателя приёмной части, выход которого соединен с одним из входов второго перемножителя приёмной части, выход первого перемножителя приёмной части соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье, выход второго перемножителя приёмной части соединен с одним из входов блока быстрого преобразования Фурье, имеющего М выходов, соединенных с соответствующими входами блоков выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала блока обработки широкополосного сигнала, каждый выход блока выделения символа алфавита из частотного ансамбля спектра сигнала соединен с советующим входом переключателя между поднесущими приёмной части, выход которого соединен с входом блока обработки информационного символа, выход которого является выходом приёмной части и соединен с входом блока входа/выхода информации, выход которого является одним из выходов блока цифровой обработки сигнала и соединен с входом оконечной аппаратуры данных, один из входов блока цифровой обработки сигнала является входом блока входа/выхода информации и соединен с выходом оконечной аппаратуры данных, выход блока входа/выхода информации соединен с входом блока формирования символов алфавита, являющимся входом передающей части, выход блока формирования символов алфавита соединен с входом переключателя между поднесущими, у которого каждый М-й выход соединен с входом М-го блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала блока формирования широкополосного сигнала, каждый выход блока размещения символа алфавита в частотном ансамбле спектра сигнала соединен с соответствующим входом блока быстрого обратного преобразования Фурье, у которого один выход соединен с одним из входов первого перемножителя передающей части, а другой выход соединен с одним из входов второго перемножителя передающей части, выход генератора несущей частоты передающей части соединен с одним из входов первого перемножителя передающей части и с входом фазовращателя передающей части, выход которого соединен с одним из входов второго перемножителя передающей части, выход которого соединен с одним из входов сумматора, выход первого перемножителя передающей части соединен с одним из входов сумматора, выход которого соединен с одним из входов переключателя управления передающей части, два выхода генератора синхропосылки соединены с двумя входами переключателя управления передающей части, третий выход соединен с одним из входов блока формирования символов алфавита, выход переключателя управления передающей части соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является одновременным выходом передающей части и блока цифровой обработки сигнала и соединен с входом усилителя мощности радиотракта высокой частоты.