СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ И ПОРТАТИВНАЯ РАДИОСТАНЦИЯ-ШЛЮЗ МАЛОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2025 года по МПК H04B7/00 H04B1/00 

Область техники

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи информации по цифровым каналам связи. (Уровень техники)

Известна многоканальная радиостанция передачи речевой информации по цифровому каналу связи [патент RU 43112 U1, опубл. 27.12.2004 г.], в которой для повышения пропускной способности после преобразования речевого сигнала в цифровую форму осуществляется его подача на первый вход микроЭВМ, выполняющей функцию пакетатора, в котором при подаче управляющих сигналов с микроЭВМ производится «сжатие» информации и формирование пакета первого канала, при этом на второй, третий, четвертый и пятый входы пакетатора может поступать информация от других цифровых источников («оцифрованная» речь, передача данных), в результате чего формируется поток данных, в котором «сжатая» информация по каждому входу занимает строго определенное место (канал). В результате, объединенный (пятиканальный) цифровой сигнал с выхода пакетатора подается на блок засекреченной связи, с выхода которого зашифрованные данные следуют на вход передатчика, где осуществляется модуляция на несущей частоте, после чего модулированный цифровой сигнал через коммутатор поступает в антенну. При работе на фиксированной частоте предложенная полезная модель с помощью одного радиосредства позволяет организовать несколько независимых сетей на одной частоте. Недостатком многоканальной радиостанции является низкая помехоустойчивость.

Известна полезная модель [патент RU 118497 U1, опубл. 20.07.2012], в которой с целью снижения габаритов и упрощения портативной радиостанции с цифровым каналом связи, содержащей антенну, микроЭВМ, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), комплект оконечных устройств, дополнительно введен блок селекции, вход которого подключен к выходу антенны, а выход к АЦП, микроЭВМ выполнена в виде HOST процессора и DSP процессора, вход которого подключен к выходу АЦП, а выход ко входу HOST процессора, выходы которого подключены к оконечным устройствам (клавиатура, микрофон, экран), при этом ЦАП, соединенный последовательно с дополнительно введенным усилителем мощности, подключен параллельно АЦП через усилитель мощности к входу блока селекции и выходу DSP процессора. Технический результат предложенного решения достигается за счет применения двух процессоров, с помощью которых осуществляется прием и передача сигналов и достигается снижение габаритов и упрощение устройства. Недостатками являются низкая помехоустойчивость, отсутствие возможности организации передачи информации в независимых сетях.

В качестве прототипа принята радиостанция передачи информации по цифровому каналу связи [патент RU 62315 U1, опубл. 27.03.2007 г. ], которая состоит из последовательно соединенных антенны, коммутатора, приемника, декодера Витерби, блока засекречивания информации, коммутатора, декодера речи, ЦАП и головного телефона, последовательно включенных микрофона, АЦП, кодера речи и коммутатора, выход которого соединен со вторым входом блока засекречивания информации, последовательно соединенных кодера Витерби и передатчика, выход которого подключен ко второму входу коммутатора, последовательно соединенных приемника и микроЭВМ, первая группа выходов которой подключена к группе входов кодера Витерби, декодера Витерби и блока засекречивания информации, пульта управления, группа выходов которого соединена со второй группой входов микроЭВМ, пульта подготовки данных, при этом группа входов передатчика подключена ко второй группе выходов микроЭВМ, третья группа выходов которой соединена с группой входов приемника, третий вход коммутатора подключен к первому одиночному выходу микроЭВМ, второй одиночный выход которой соединен со вторыми входами кодера и декодера речи, второй вход АЦП подключен к третьему одиночному выходу микроЭВМ, четвертый одиночный выход которой соединен со вторыми входами коммутаторов, второй выход блока засекречивания подключен ко входу кодера, третий вход коммутатора соединен со входом устройства, второй выход коммутатора подключен к выходу радиостанции.

В прототипе устройство работает следующим образом. В начале производится подготовительный этап. На этом этапе с помощью отдельного пульта подготовки данных (ПД) производится запись в память микроЭВМ исходных данных для работы радиостанции: несущих частот (номеров каналов), ключей засекречивания информации, частот тональных вызовов и т.д. Для этого оператор нажимает на пульте ПД соответствующие кнопки, и сигналы этих данных передаются с пульта ПД с помощью инфракрасного излучения на приемник служебных данных. Приемник служебных данных принимает инфракрасные сигналы, преобразует их в электрические и подает на микроЭВМ, где они записываются в долговременную память. На этом подготовительный этап заканчивается, и пульт ПД в дальнейшем при работе радиостанции не используется. После подготовительного наступает основной этап работы устройства. На этом этапе с установкой оператором на пульте управления переключателя в положение "Передача" устройство включается в режим передачи. Кроме того, оператор набирает также на пульте управления номер канала (рабочую частоту) и другие данные, при этом сигналы управления с пульта управления поступают на микроЭВМ, которая под действием этих сигналов подключает передатчик с помощью коммутатора к антенне и вырабатывает соответствующие коды управления передатчиком и блоком засекречивания информации. Коды управления с микроЭВМ устанавливают в передатчике определенную несущую частоту, а в блоке засекречивания определенный ключ засекречивания информации. В режиме передачи, при работе с речевым сигналом, аналоговый речевой сигнал с микрофона поступает на АЦП, где преобразуется с помощью тактовых импульсов частоты f₁ подающихся с микроЭВМ, в цифровую форму. Сигнал с АЦП поступает затем на кодер речи (дельта кодер или вокодер), где производится преобразование его, под действием тактовых импульсов с микроЭВМ частоты f₂, в цифровой сигнал меньшей скорости (f₂<f₁). Далее этот сигнал подается с кодера речи на вход коммутатора, на второй вход которого поступает другой цифровой сигнал в виде "данных" со входа радиостанции. Выбранный коммутатором, с помощью управляющего сигнала речь/данные с микроЭВМ, цифровой сигнал подается затем на блок засекречивания информации, где производится его засекречивание методом наложения на информационный цифровой сигнал другого цифрового сигнала (маски), формируемой с помощью генератора псевдослучайной последовательности (ПСП), расположенного внутри блока засекречивания. Это осуществляется путем побитного сложения двух сигналов по модулю два. Далее засекреченный цифровой сигнал подается с блока засекречивания информации на кодер Витерби, где с помощью синхросигналов, поступающих с микроЭВМ, производится его кодирование кодом Витерби. Закодированный сигнал поступает затем на передатчик, где осуществляется его модуляция на несущей частоте, после чего модулированный цифровой сигнал через коммутатор подается с помощью антенны в канал связи. В режиме приема цифровой засекреченный сигнал из канала связи подается с антенны через коммутатор на приемник, где производится его обработка и детектирование. Затем продетектированный сигнал с приемника поступает на декодер Витерби, где с помощью синхросигналов с микроЭВМ, производится его декодирование. Далее сигнал подается на блок засекречивания информации, где осуществляется его рассекречивание (операция обратная засекречиванию). Это производится путем снятия с засекреченного цифрового сигнала маски, наложенной на него другой радиостанцией, для этого принятый цифровой засекреченный сигнал складывают побитно по модулю два с сигналом от генератора ПСП, расположенного внутри блока засекречивания информации. Затем рассекреченный цифровой сигнал с блока засекречивания информации подается через открытый коммутатор, управляемый от микроЭВМ, в случае приема речи, на декодер речи, где с помощью тактовых импульсов с микроЭВМ, производится его декодирование. Сигнал с выхода декодера речи поступает потом на ЦАП, который преобразует его в аналоговую форму и далее на головной телефон оператору. В случае приема не речи, а "данных", цифровой рассекреченный сигнал с блока засекречивания информации подается через коммутатор на другой его выход и далее сразу на выход радиостанции потребителю. Техническими особенностями радиостанции являются: применение помехоустойчивого кодирования, на основе кода Витерби, при этом введение избыточности стало возможным за счет применения кодера речи (вокодера), уменьшающего информационную скорость передачи; возможность передачи данных от отдельного входа с использованием коммутатора.

Недостатками прототипа являются ограниченные возможности по помехоустойчивости передачи речевого сообщения, которые определяются вводимой избыточностью в передаваемую цифровую последовательность речевого сообщения за счет предварительного снижения скорости передачи информации путем применения преобразования речевого сигнала вокодером, при этом скорость передачи информации вокодера определяется требованиями к разборчивости речи.

Целью изобретения являются повышение помехоустойчивости и скрытности передачи речевого сообщения за счет сжатия спектра речевого сигнала вокодером, шифрования потока данных и его распределения (демультиплексирования) на как минимум два потока и передача их в помехоустойчивых низкоскоростных цифровых каналах связи со скоростью передачи информации, уменьшенной пропорционально количеству параллельно используемых для передачи каналов связи, использующих метод расширения спектра, как вариант линейную частотную модуляцию, а также расширение функциональной возможности радиостанции для работы в качестве шлюза с целью передачи данных по помехоустойчивому низкоскоростному цифровому каналу связи с внешнего устройства (смартфона), подключенного к ней по беспроводному высокоскоростному цифровому каналу связи.

Предлагаемый способ основан на сжатии речевого спектра вокодером, демультиплексировании потока данных на как минимум два потока, их передаче с пропорционально уменьшенной информационной скоростью в параллельных низкоскоростных помехоустойчивых цифровых каналах связи, количество которых определяется количеством полученных после демультиплексирования потоков данных, использовании в каждом канале связи помехоустойчивого кодирования и цифровой модуляции с расширением спектра, как вариант линейной частотной модуляции, и заключается при передаче речи в преобразовании речевого сообщения в низкоскоростной поток данных с помощью вокодера, шифровании потока данных за счет наложения маски, генерируемой с помощью генератора ПСП, на сегменты последовательности данных путем их побитового сложения по модулю два, далее в демультиплексировании его на как минимум два потока и передаче каждого из них в отдельном канале связи, в котором осуществляются помехоустойчивое кодирование, пакетирование и цифровая модуляции с расширением спектра сигнала, как вариант с использованием линейной частотной модуляции. При приеме речи осуществляются обратные процессы, а именно прием радиосигналов как минимум двумя независимыми радиоприемными устройствами, в которых реализуется демодуляция цифровых радиосигналов, депакетирование, помехоустойчивое декодирование, далее объединение (мультиплексирование) разделенных на передающей стороне потоков в единый поток данных с учетом порядка следования сегментов данных, дешифрование сегментов потока с использованием ПСП, соответствующей маске, путем поэлементного ее сложения по модулю два с принимаемой последовательностью, обратное преобразование с использованием вокодера и ЦАП последовательности данных в речевой сигнал, передача его на динамик (головной телефон). Функция шлюза портативной радиостанции-шлюза заключается в преобразовании высокоскоростного потока данных в низкоскоростной поток данных разных стандартов связи при передаче данных со смартфона и обратно при приеме. При этом за счет подключения смартфона к радиостанции-шлюзу по высокочастотному беспроводному каналу ближней связи, данные со смартфона поступают в соответствии со стандартом высокоскоростной передачи (как вариант Bluetooth) в микроЭВМ радиостанции-шлюза, где они преобразуются в низкоскоростной поток, который передается в приемо-передающий модуль низко скоростного помехоустойчивого цифрового канала связи, использующего расширение спектра радиосигнала, как вариант с применением линейной частотной модуляции, где реализуется передача данных по каналу дальней связи. Под каналом дальней связи понимается низкоскоростной канал передачи/приема данных между портативными радиостанциями-шлюзами. Высокоскоростной канал ближней цифровой связи осуществляет взаимодействие между смартфоном и портативной радиостанцией-шлюзом. Количество смартфонов, подключаемых к портативной радиостанции-шлюзу, определяется типом используемого в ней приемо-передающего модуля стандарта высокоскоростной цифровой связи, при этом в мобильном приложении подключаемых смартфонов реализуется функция организации групп (взаимодействующих пользователей).

Портативная радиостанция-шлюз при приеме состоит из как минимум двух независимых приемников, каждый из которых соединен с антенной и реализует функции фильтрации, усиления принимаемых сигналов, демодуляции, депакетирования, помехоустойчивого декодирования потока данных, информационные выходы приемников соединены общей шиной данных с микроЭВМ для дальнейшей обработки данных, управляющие входы приемников соединены с отдельными выходами микроЭВМ, микроЭВМ, реализующей мультиплексирование потоков данных, дешифрование с использованием маски (ПСП, идентичной передающей стороне) путем ее поэлементного суммирования по модулю два с последовательностью данных, преобразование вокодером потока данных в цифровой сигнал, соответствующий образу речевого сигнала, информационный выход микроЭВМ подключен к последовательно соединенным ЦАП и динамику (головному телефону), блока управления (БУ), выход которого подключен ко входу микроЭВМ для задания режимов работы радиостанции-шлюза, при этом с помощью кнопок БУ осуществляется установка скорости вокодера, частоты радиостанции-шлюза, уровня излучаемой мощности, применяемого помехоустойчивого кода, подключение к радиостанции-шлюзу смартфона и др., блока отображения информации (БОИ), вход которого соединен с одним из выходов микроЭВМ; при передаче радиостанция-шлюз состоит из последовательно соединенных микрофона и АЦП, выход которого подключен ко входу микроЭВМ, в микроЭВМ осуществляется преобразование цифрового входного сигнала вокодером в сегментированную последовательность данных, шифрование с использованием маски (ПСП, генерируемой в микроЭВМ генератором), путем побитного суммирования по модулю два информационной последовательности с ПСП, демультиплексирование потока данных на как минимум два потока и их передача по шине данных как минимум двум передатчикам, выход каждого передатчика подключен к отдельной антенне, а входы управления соединены с отдельными выходами микроЭВМ, при этом в каждом передатчике реализуется помехоустойчивое кодирование, пакетирование данных, цифровая модуляция с расширением спектра, как вариант применяется линейная частотная модуляция, усиление и передача данных. Функции взаимодействия смартфона и портативной радиостанции-шлюза по высокоскоростному каналу ближней связи выполняет приемопередающий модуль с антенной (как вариант стандарта Bluetooth), соединенный шиной данных и отдельным управляющим каналом по линии, соединяющей приемо-передающий модуль и микроЭВМ. Отображение информации, набор данных, формирование короткого звукового сообщения осуществляется на смартфоне с использованием среды мобильного приложения, передача/прием данных осуществляется по высокоскоростному каналу ближней связи с подключенной радиостанцией-шлюзом для передачи/приема информации по низкоскоростному помехоустойчивому цифровому каналу связи.

Техническим результатом заявленного способа и устройства являются повышенная помехоустойчивость и скрытность передачи речи по цифровому каналу связи с малым уровнем мощности сигнала, за счет сжатия речевого спектра до значения, соответствующего требуемой разборчивости речи, ее шифрования, распределения потока данных (разделение его на как минимум две части путем демультиплексирования входного потока) и передачи полученных потоков данных по независимым как минимум двум параллельным низкоскоростным помехоустойчивым цифровым каналам связи, использующим помехоустойчивое кодирование, методы расширения спектра, как вариант линейную частотную модуляцию. В результате отдельные части речевого сообщения передаются по разным каналам (что повышает скрытность передачи), в каждом из которых скорость передачи информации, при разбиении на части уже «сжатой» вокодером речи, дополнительно минимизирована в число раз, равное количеству параллельных каналов передачи, что позволяет повысить избыточность каждого отдельного канала (как следствие помехоустойчивость) и применить в низкоскоростных цифровых каналах метод расширения спектра радиосигнала, например, используя линейную частотную модуляцию. Применение расширения спектра повышает как скрытность, так и помехоустойчивость радиосигнала. Количество параллельно функционирующих каналов, при решении задачи электромагнитной совместимости, ограничивается количеством речевых сегментов, формируемых вокодером в секунду, а характеристики помехоустойчивости и скрытности канала связи зависят от допустимой задержки передачи речи в симплексном режиме.

Технический результат достигается путем применения микроЭВМ, в которой реализуются функции вокодера, осуществляющего преобразование речевого сигнала в цифровую форму (и обратно) со сжатием спектра сигнала до минимально возможного значения, обеспечивающего требуемую разборчивость, шифрование/дешифрование потока данных и демультиплексирование потока при передаче в как минимум два параллельно передаваемых потока данных, мультиплексирование потоков при приеме, как минимум двух параллельно функционирующих низкоскоростных приемопередающих модулей, использующих помехоустойчивое кодирование, методы расширения спектра, как вариант линейную частотную модуляцию, позволяющие на низкой скорости и при малой мощности излучения передавать данные на большую дальность. В условиях ограничения функциональных возможностей микроЭВМ радиостанции-шлюза, выполняемые ею функции преобразования речи (вокодера), шифрования/дешифрования и мультиплексирования/демультиплексирования могут быть реализованы отдельными устройствами с учетом решения задач синхронизации и передачи управляющих сигналов от управляющей микроЭВМ.

Отличие предложенного способа и устройства от прототипа при передаче состоит в демультиплексировании с помощью микроЭВМ спектрально сжатой вокодером и зашифрованной информации на как минимум два потока данных, их передаче как минимум по двум цифровым низкоскоростным каналам связи с применением помехоустойчивого кодирования, пакетирования, цифровой модуляции с расширением спектра радиосигнала, как вариант с использованием линейной частотной модуляции, при приеме состоит в параллельном радиоприеме как минимум двумя независимыми приемниками, осуществляющими фильтрацию, усиление, депакетирование, помехоустойчивое декодирование, в дальнейшем мультиплексировании с помощью микроЭВМ потоков, дешифровании и последующем преобразовании потока данных в речевой сигнал (с использованием вокодера). Формирование информационных данных и их отображение осуществляется на смартфоне с использованием мобильного приложения и высокоскоростного канала ближней связи с радиостанцией-шлюзом.

Техническая сущность и принцип действия предложенного способа и радиостанции-шлюза поясняются на чертежах фиг. 1, 2.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы связи на основе использования радиостанции-шлюза:

1₁ - внешнее устройство для ввода-вывода данных (смартфон с мобильным приложением для взаимодействия с портативной радиостанцией-шлюзом) пользователя-отправителя;

2₁- портативная радиостанция-шлюз пользователя-отправителя;

1₂ - внешнее устройство для ввода-вывода данных (смартфон с мобильным приложением для взаимодействия с портативной радиостанцией-шлюзом) пользователя-получателя;

2₂- портативная радиостанция-шлюз пользователя-получателя.

На фиг. 2 представлена структурная схема радиостанции-шлюза:

3 - АЦП;

4 - микроЭВМ;

5₁ - приемо-передающий модуль низкоскоростного помехоустойчивого первого цифрового канала дальней связи;

5₂ - приемо-передающий модуль низкоскоростного помехоустойчивого второго цифрового канала дальней связи.

6 - ЦАП;

7 - блок управления (БУ) радиостанцией-шлюзом;

8 - блок отображения информации (БОИ);

9 - приемо-передающий модуль высокоскоростного цифрового канала ближней связи.

Структурная схема системы связи (фиг. 1) на основе использования как минимум двух радиостанций-шлюзов состоит из внешнего устройства для ввода-вывода данных пользователя-отправителя 1₁ соединенного по беспроводному высокоскоростному каналу ближней связи (как вариант стандарта Bluetooth) с портативной радиостанцией-шлюзом пользователя-отправителя 2_1, который соединен по как минимум двум низкоскоростным помехоустойчивым каналам дальней связи с портативной радиостанцией-шлюзом пользователя-получателя 2₂, соединенной по беспроводному высокоскоростному каналу ближней связи с внешним устройством для ввода-вывода данных пользователя-получателя 1₂.

Предложенная радиостанция-шлюз 2 (фиг.2) состоит из последовательно соединенных микрофона, АЦП 3, микроЭВМ 4, подключенных к микроЭВМ 4 по общей шине данных и независимым каналам управления как минимум двух независимых приемо-передающих модулей 5₁ и 5₂, реализующих функции помехоустойчивого кодирования/ декодирования, пакетирования/ депакетирования и цифровой модуляции с расширением спектра, как вариант линейной частотной модуляции/ демодуляции, к каждому приемо-передающему модулю 5₁ и 5₂ подключены приемо-передающие антенны, к одному из выходов микроЭВМ 4 подключены последовательно соединенные ЦАП 6 и динамик (головной телефон), выход БУ 7 подключен ко входу микроЭВМ 4, вход БОИ 8 соединен с выходом микроЭВМ 4, микроЭВМ 4 соединена по шине данных и каналу управления с приемо-передающим модулем высокоскоростного цифрового канала ближней связи 9 с приемо-передающей антенной.

Радиостанция-шлюз 2, реализующая предложенный способ, работает следующим образом. Перед началом работы радиостанции-шлюза 2 кнопками выбора и записи на БУ 7, выход которого подключен к входу 3 микроЭВМ 4, осуществляется выбор значений параметров скорости вокодера, используемых частот, уровня мощности излучения, помехоустойчивого кода, включение/отключение смартфона 1, которые отображаются на световых элементах БУ 7 и БОИ 8, вход которого соединен с выходом 4 микроЭВМ 4, и обрабатываются микроЭВМ 4, в результате управляющие команды настройки приемо-передающих модулей 5, и 5₂ поступают с выходов 1 и 2 микроЭВМ 4 на соответствующие входы управляемых устройств, а также управляющие сигналы с выхода 7 микроЭВМ 4 поступают на вход приемо-передающего модуля высокоскоростного цифрового канала ближней связи 9. При приеме радиосигналы как минимум двух каналов связи поступают через соответствующие антенны на как минимум два приемника приемопередающих модулей 5₁ и 5₂ соответственно, где независимо осуществляется их фильтрация, усиление, демодуляция, депакетирование и помехоустойчивое декодирование, в результате, цифровые потоки от как минимум двух приемников направляются по шине данных на вход 1 ш микроЭВМ 4, где осуществляются их мультиплексирование, дешифрирование с использованием маски (ПСП, применяемой на передающей стороне), путем поэлементного ее суммирования с информационной входной последовательностью, преобразование вокодером потока данных в образ речевого сигнала, который подается с выхода 5 микроЭВМ 4 на вход ЦАП 6 и далее на динамик (головной телефон). При передаче речевой сигнал с микрофона поступает в АЦП 3, с выхода которого цифровой поток речевых данных следует на вход 6 микроЭВМ 4, где осуществляется его преобразование вокодером в поток сегментированных данных, характеризующих параметры речевого сигнала и формирующего фильтра для приемной стороны, при этом каждый сегмент данных шифруется методом побитного суммирования по модулю два с ПСП, сформированной в микроЭВМ, после чего осуществляется демультиплексирование сегментов на как минимум два цифровых потока, которые по шине данных с выхода 1_ш микроЭВМ 4 направляются на входы как минимум двух передатчиков приемо-передающих модулей 5₁ и 5₂ с подключенными к ним антеннами, в которых независимо осуществляется помехоустойчивое кодирование, пакетирование, цифровая модуляция с расширением спектра, как вариант с использованием линейной частотной модуляции и передача в каналах дальней связи. Перед передачей данных со смартфона 1 на БУ 7 портативной радиостанции-шлюза 2 включается приемо-передающий модуль высокоскоростного цифрового канала ближней связи 9, определяется один из используемых как минимум двух низкоскоростных помехоустойчивых цифровых каналов дальней связи с заданием параметров помехоустойчивой передачи данных, что означает переход радиостанции в статус радиостанции-шлюз. Передача данных и короткого звукового сообщения (в виде пакетов данных) со смартфона 1 осуществляется в мобильном приложении, при входе в которое производится автоматическая блокировка сим-карты пользователя с целью исключения функционирования смартфона 1 в системе сотовой связи. Данные при передаче со смартфона 1 поступают по высокоскоростному цифровому каналу ближней связи через антенну и приемо-передающий модуль высокоскоростного цифрового канала ближней связи 9 по шине данных на вход 2_ш микроЭВМ 4, преобразуются в низкоскоростной поток данных и передаются с выхода 1_ш микроЭВМ 4 по шине данных на один из приемо-передающих модулей 5₁ или 5₂ с подключенной антенной, в котором осуществляется помехоустойчивое кодирование, пакетирование данных, модуляция с использованием расширения спектра сигнала, как вариант линейной частотной модуляции, передача данных по каналу связи. Передача данных осуществляется в режиме подтверждения квитанцией. При передаче данных со смартфона 1, как минимум второй канал связи радиостанции-шлюза 2 используется для приема речевого сообщения. При поступлении речевого сигнала на прием, происходит автоматическая блокировка канала передачи/приема данных, его перестройка в режим связи для передачи/приема речевого сообщения с радиостанции-шлюза 2, с ранее установленными значениями параметров. После окончания сеанса передачи/приема речи, передача/прием данных возобновляется. При трехкратной передаче данных и отсутствии получения квитанции на смартфоне 1 отображается соответствующая информация, радиостанция-шлюз 2 переводится в режим приема. При приеме данных смартфоном 1 от абонента осуществляется прием радиосигнала радиостанцией-шлюзом 2 одним из приемников, при этом осуществляется демодуляция, депакетирование и помехоустойчивое декодирование данных, после чего поток данных из приемника направляется по шине данных на вход 1_ш микроЭВМ 4, в которой осуществляется формирование высокоскоростного потока данных и его передача с выхода 2_ш микроЭВМ 4 по шине данных на вход приемника приемо-передающего модуля высокоскоростного цифрового канала ближней связи 9 для дальнейшей отправки данных смартфону 1 по протоколу передачи высокоскоростной связи.

Доказательством технической реализуемости является наличие необходимых технических и вычислительных ресурсов для реализации предложенного способа и радиостанции-шлюза. Низкоскоростным помехоустойчивым цифровым каналом дальней связи для передачи данных малого уровня излучения может служить канал стандарта связи LoRa, вариантом использования высокоскоростного цифрового канала ближней связи может являться канал связи стандарта Bluetooth.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи информации по цифровым каналам связи. Радиостанция-шлюз малой мощности включает как минимум два приемо-передающих модуля низкоскоростного помехоустойчивого цифрового канала связи, использующих метод расширения спектра, реализующих на передающей стороне параллельную передачу данных предварительно демультиплексированного шифрованного потока данных с выхода вокодера, на приемной стороне параллельный прием как минимум двумя приемниками, осуществляющими демодуляцию, депакетирование и помехоустойчивое декодирование с последующим мультиплексированием потоков, дешифрованием и преобразованием вокодером цифровых данных в речевой сигнал. Повышение помехоустойчивости обеспечивается повышением избыточности каждого отдельного низкоскоростного цифрового канала связи пропорционально количеству используемых таких каналов. Так как каждый канал связи передает часть речевого сообщения, то повышается скрытность передачи речевого сообщения. Функция шлюза портативной радиостанции-шлюза реализуется с использованием в ней приемо-передающего модуля высокоскоростного цифрового канала связи для связи с как минимум одним смартфоном. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ повышения помехоустойчивости передачи речи, заключающийся в преобразовании на передающей стороне речевого сообщения в низкоскоростный поток данных с помощью вокодера, шифровании потока данных за счет наложения маски (генерируемой с помощью генератора псевдослучайной последовательности) на сегменты последовательности данных путем их побитового сложения по модулю два, далее в демультиплексировании его на как минимум два потока и передаче каждого из них в отдельный канал связи, в котором при передаче осуществляются помехоустойчивое кодирование, пакетирование и цифровая модуляция с расширением спектра сигнала, на приемной стороне в радиоприеме сигналов как минимум двумя независимыми радиоприемными устройствами, в которых реализуется демодуляция цифровых радиосигналов, депакетирование, помехоустойчивое декодирование, далее мультиплексирование потоков в единый поток данных с учетом порядка следования сегментов данных, дешифрование сегментов потока с использованием псевдослучайной последовательности, соответствующей маске, путем поэлементного ее сложения по модулю два с принимаемой последовательностью, преобразование последовательности данных в речевой сигнал с использованием формирующего фильтра вокодера и ЦАП, передача его на устройство преобразования электрического речевого сигнала в звуковой, отличающийся тем, что на передающей стороне после сжатия речевого спектра вокодером осуществляется демультиплексирование потока данных на как минимум два потока, передача их в низкоскоростных каналах связи со скоростью передачи информации, уменьшенной пропорционально количеству параллельных каналов передачи, количество которых определяется количеством полученных после демультиплексирования потоков данных, использование в каждом канале связи помехоустойчивого кодирования и цифровой модуляции с расширением спектра радиосигнала, передача частей речевого сообщения по параллельным низкоскоростным, помехоустойчивым каналам связи, на приемной стороне радиоприем как минимум двумя приемниками, фильтрация, усиление, демодуляция, депакетирование и помехоустойчивое декодирование потоков данных в каждом приемнике, дальнейшее мультиплексирование потоков данных в единый поток сегментированных данных и его передача для дешифрования, преобразование последовательности данных вокодером в речевой сигнал.

2. Способ повышения помехоустойчивости при передаче речи по п. 1, отличающийся тем, что используется линейная частотная модуляция.

3. Способ повышения помехоустойчивости при передаче речи по п. 1, отличающийся тем, что используется функция шлюза, заключающаяся при передаче в преобразовании высокоскоростного потока данных в низкоскоростной поток данных разных стандартов связи и обратно при приеме, при этом за счет подключения к радиостанции-шлюзу как минимум одного смартфона по высокочастотному беспроводному каналу ближней связи данные со смартфона поступают в соответствии со стандартом высокоскоростной передачи в микроЭВМ радиостанции-шлюза, где они преобразуются в низкоскоростной поток, который следует в модуль передачи помехоустойчивого низкоскоростного канала связи с цифровой модуляцией и расширением спектра радиосигнала, где реализуется передача между радиостанциями-шлюзами.

4. Портативная радиостанция-шлюз, состоящая из как минимум двух приемо-передающих антенн низкоскоростных каналов связи, одной приемо-передающей антенны канала высокоскоростной связи, как минимум двух приемо-передающих модулей низкоскоростных помехоустойчивых цифровых каналов передачи данных, приемо-передающего модуля высокоскоростного цифрового канала передачи данных, микроЭВМ, блока управления, блока отображения информации, аналого-цифрового преобразователя, цифро-аналогового преобразователя, микрофона, динамика, при этом приемо-передающие модули низкоскоростной помехоустойчивой цифровой связи параллельно подключены по общей первой шине данных к микроЭВМ, входы линий управления приемо-передающих модулей низкоскоростной помехоустойчивой цифровой связи соединены с первым и вторым выходами микроЭВМ соответственно, выход блока управления подключен к третьему входу микроЭВМ, вход блока отображения информации соединен с четвертым выходом микроЭВМ, пятый выход микроЭВМ подключен к последовательно соединенным цифро-аналоговому преобразователю и динамику, последовательно соединенные микрофон и аналого-цифровой преобразователь подключены к шестому входу микроЭВМ, приемо-передающий модуль высокоскоростного цифрового канала связи по второй шине данных подключен к микроЭВМ, линия управления которого соединена с седьмым выходом микроЭВМ, отличающаяся тем, что в нее введены как минимум один дополнительный приемо-передающий модуль низкоскоростного помехоустойчивого цифрового канала связи с антенной, приемо-передающий модуль высокоскоростного цифрового канала связи с антенной, микроЭВМ, реализующая дополнительные функции мультиплексирования входящих потоков данных при приеме и демультиплексирования потока данных при передаче, при этом как минимум два приемо-передающих модуля низкоскоростных помехоустойчивых цифровых каналов связи с антеннами параллельно подключены по общей первой шине данных к микроЭВМ, а их линии управления соединены с первым и вторым выходами микроЭВМ, приемо-передающий модуль высокоскоростного цифрового канала связи с антенной подключен по второй шине данных к микроЭВМ, его линия управления соединена с седьмым выходом микроЭВМ, пятый выход микроЭВМ подключен к последовательно соединенным цифро-аналоговому преобразователю с динамиком, последовательно соединенные микрофон и аналого-цифровой преобразователь соединены с шестым входом микроЭВМ.