RU2249914C2 - Communication system - Google Patents
Communication system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249914C2 RU2249914C2 RU2003101579/09A RU2003101579A RU2249914C2 RU 2249914 C2 RU2249914 C2 RU 2249914C2 RU 2003101579/09 A RU2003101579/09 A RU 2003101579/09A RU 2003101579 A RU2003101579 A RU 2003101579A RU 2249914 C2 RU2249914 C2 RU 2249914C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- generator
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам связи, в частности, может быть использовано для передачи и приема дискретной информации широкополосными системами с последовательными многочастотными сигналами.The invention relates to communication systems, in particular, can be used for transmitting and receiving discrete information by broadband systems with sequential multi-frequency signals.
Известны системы связи с последовательными многочастотными (ПМЧ) сигналами, называемыми также дискретными частотно-модулированными (манипулированными) сигналами (см., например, Окунев Ю.Б., Яковлев Л.А. Широкополосные системы связи с составными сигналами. - М.: Связь, 1968, с.13, рис.1.6; Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. -М.: Радио и связь, 1985, с.19, 20, рис. 1.11, 1.12. Журавлев В.И. Поиск и синхронизация в широкополосных системах. - М.: Радио и связь, 1986, с.6, рис.1.3).Communication systems with sequential multi-frequency (PMF) signals are also known, also called discrete frequency-modulated (manipulated) signals (see, for example, Okunev Yu.B., Yakovlev L.A. Broadband communication systems with composite signals. - M .: Communication , 1968, p.13, Fig. 1.6; Varakin LE Communication systems with noise-like signals. -M .: Radio and communications, 1985, p.19, 20, Fig. 1.11, 1.12. Zhuravlev VI and synchronization in broadband systems. - M .: Radio and communications, 1986, p.6, fig. 1.3).
Недостатком данных систем связи является низкая скорость передачи информации за счет использования двухпозиционных или М-позиционных информационных сигналов фиксированной длительности.The disadvantage of these communication systems is the low speed of information transfer through the use of on-off or M-position information signals of fixed duration.
Из известных систем связи наиболее близкой по совокупности осуществленных признаков и достигаемому при ее использовании эффекту является система, описанная в патенте РФ №2167495, заявл. 23.12.99, зарегистрирован 20.05.2001 г.Of the known communication systems, the closest in terms of the combination of implemented features and the effect achieved by using it is the system described in RF patent No. 2167495, claimed. 12/23/99, registered May 20, 2001
Эта система связи (прототип) содержит на передающей стороне датчик информации, кодер, информационным и тактовым входами подключенный соответственно к выходу и тактовому входу датчика информации, последовательно соединенные коммутатор, адресные входы которого подключены к выходам кодера, генератор последовательных многочастотных (ПМЧ) сигналов и выходной блок, генератор тактовых импульсов (ТИ), генератор псевдослучайных перестановок (ПСПЕР), первым тактовым входом соединенный с первым выходом генератора ТИ, датчик опорных частот (ОЧ), М-канальный мультиплексор, адресные и информационные входы которого подключены соответственно к выходам генератора ПСПЕР и выходам датчика ОЧ, при этом информационные входы коммутатора соединены с выходами М-канального мультиплексора, второй тактовый вход генератора ПСПЕР, тактовые входы М-канального мультиплексора и датчика ОЧ объединены и подключены к второму выходу генератора ТИ, третий выход которого соединен с тактовым входом датчика информации, а на приемной стороне входной блок, блок фильтров, информационные входы которых объединены и подключены к выходу входного блока, решающий блок, информационные входы которого соединены с выходами фильтров, декодер, вход которого соединен с выходом решающего блока, а выход является выходом системы, генератор ТИ, генератор ПСПЕР, первым тактовым входом соединенный с первым выходом генератора ТИ, датчик ОЧ, М-канальный мультиплексор, адресные и информационные входы которого подключены соответственно к выходам генератора ПСПЕР и выходам датчика ОЧ, при этом тактовые входы фильтров, тактовый вход решающего блока и тактовый вход декодера объединены и соединены с третьим выходом генератора ТИ, управляющие входы фильтров подключены к выходам М-канального мультиплексора, второй тактовый вход генератора ПСПЕР, тактовые входы М-канального мультиплексора и датчика ОЧ объединены и подключены к второму выходу генератора ТИ.This communication system (prototype) contains on the transmitting side an information sensor, an encoder, information and clock inputs connected respectively to the output and clock input of the information sensor, a series-connected switch, the address inputs of which are connected to the encoder outputs, a serial multi-frequency (PMP) signal generator and an output block, clock generator (TI), pseudo-random permutation generator (PSPER), the first clock input connected to the first output of the TI generator, reference frequency sensor (OCH), M- a channel multiplexer, the address and information inputs of which are connected respectively to the outputs of the PSPPER generator and the outputs of the OCh sensor, while the information inputs of the switch are connected to the outputs of the M-channel multiplexer, the second clock input of the PSPER generator, the clock inputs of the M-channel multiplexer and the OCh sensor are combined and connected to the second output of the generator TI, the third output of which is connected to the clock input of the information sensor, and on the receiving side is an input unit, a filter unit, the information inputs of which are combined are connected and connected to the output of the input unit, a deciding unit whose information inputs are connected to the outputs of the filters, a decoder whose input is connected to the output of the deciding unit, and the output is the output of the system, a TI generator, a PSPER generator, the first clock input connected to the first output of the TI generator , OCh sensor, M-channel multiplexer, the address and information inputs of which are connected respectively to the outputs of the PSPER generator and the outputs of the OCh sensor, while the filter clock inputs, the clock input of the deciding unit and the clock input decoder combined and connected to the third output TI of the generator, the control inputs of the filters are connected to outputs of the M-channel multiplexer, the second input PSPER clock generator, the clock inputs of the M-channel multiplexer and OCH sensor coupled and connected to the second output TI of the generator.
В данной системе связи для повышения помехозащищенности от преднамеренных помех используются сложные (широкополосные) ПМЧ сигналы.In this communication system, complex (broadband) IF signals are used to increase the noise immunity from intentional interference.
Структурная схема прототипа представлена на фиг.1 (передающая часть) и фиг.2 (приемная часть), гдеThe structural diagram of the prototype is presented in figure 1 (transmitting part) and figure 2 (receiving part), where
1 - датчик информации,1 - information sensor,
2 - кодер2 - encoder
3 - коммутатор,3 - switch
4 - генератор последовательных многочастотных (ПМЧ) сигналов,4 - generator of sequential multi-frequency (PMF) signals,
5 - выходной блок,5 - output block,
6, 14 - генераторы тактовых импульсов (ТИ),6, 14 - generators of clock pulses (TI),
7, 15 - генераторы псевдослучайных перестановок (ПСПЕР),7, 15 - generators of pseudo-random permutations (PSPER),
8, 16 - М-канальные мультиплексоры,8, 16 - M-channel multiplexers,
9, 17 - датчики опорных частот (ОЧ),9, 17 - reference frequency sensors (OCH),
10 - входной блок, 11-1,... ,11-М-фильтры,10 - input unit, 11-1, ..., 11-M filters,
12 - решающий блок,12 is a crucial unit,
13 - декодер.13 - decoder.
Прием и передача в системе связи прототипа производится следующим образом.Reception and transmission in the communication system of the prototype is as follows.
На передающей стороне (фиг.1) генератором 7 псевдослучайных перестановок (ПСПЕР), идентичным генератору 15 на приемной стороне, за длительность τ элемента последовательного многочастотного (ПМЧ) сигнала формируется столбец из М различных К-разрядных (2к=М) чисел (псевдослучайная перестановка из М чисел), который поступает на адресный вход М-канального мультиплексора 8, на информационный вход которого подается сетка из М опорных частот от датчика 9, например, путем деления одной опорной частоты Fоп. В зависимости от значений М сигналов (адресов) на состоящих из МК цепей адресных входах М-канального мультиплексора 8 сигналы с выхода датчика 9 опорных частот коммутируются на состоящий из М цепей выход М-канального мультиплексора 8 и подаются на информационные входы коммутатора 3 из М в 1, управляемого по адресным входам сигналами с выхода кодера 2, который, в свою очередь, управляется сигналами от датчика 1 информации. В соответствии с опорным сигналом, поступившим от коммутатора 3 на вход генератора 4 ПМЧ сигналов, последний вырабатывает элементарное колебание, которое усиливается по мощности и излучается антенной в выходном блоке 5.On the transmitting side (Fig. 1), a pseudo-random permutation generator (PPSER) 7, identical to the
На следующем τ -такте генератором 7 ПСПЕР на адресных входах М-канального мультиплексора 8 формируется другой столбец из М различных чисел, который снова управляет коммутацией опорных частот датчика 9 в М-канальном мультиплексоре 8, а следовательно, и выбором частоты излучения второго элемента ПМЧ сигнала и т.д. до Н (Н - число элементов ПМЧ сигнала), причем за длительность ПМЧ сигнала (Н тактов) выбор опорной частоты в коммутаторе 3 осуществляется одним и тем же управляющим сигналом с выхода кодера 2, что эквивалентно выбору из каждого текущего столбца псевдослучайной перестановки одной и той же строки. Другими словами, передача одного из М последовательных многочастотных (ПМЧ) сигналов, скажем j-го ПМЧ сигнала, состоящего из Н элементов, эквивалентна формированию на передающей стороне матрицы из МхН псевдослучайных К-разрядных чисел:In the next τ -tact, the
и выбору из нее j-й строки, определяющей последовательность смены частот (Н значений) ПМЧ сигнала. В литературе матрицу (1), определяющую закон смены частот, называют частотно-временной (ЧВ) матрицей.and selecting from it the jth row defining a sequence of changing frequencies (H values) of the PMP signal. In the literature, matrix (1), which determines the law of frequency change, is called the time-frequency (FW) matrix.
Для формирования за длительность τ элемента ПМЧ сигнала МК двоичных чисел (псевдослучайной перестановки из М К-разрядных чисел) на первый вход генератора 7 ПСПЕР с периодом μ <<τ подаются тактовые импульсы с первого выхода генератора 6, тактирование генератора 7 ПСПЕР, мультиплексора 8 и датчика 9 опорных частот с периодом τ осуществляется с второго выхода генератора 6, а запуск датчика 1 информации и кодера 2 с периодом Т=Нτ , равным длительности ПМЧ сигнала, производится тактовыми импульсами с третьего выхода генератора 6.In order to form a binary element of the PMF signal MK for a duration τ of a binary number (pseudo-random permutation of M K-bit numbers), clock pulses from the first output of
На приемной стороне формируется матрица, аналогичная (1), и, поскольку информационный символ (передаваемая строка ЧВ матрицы) неизвестен, на каждом τ -такте (элементе) ПМЧ сигнала в качестве опорных для фильтров 11-1,... ,11-М используются все М значений текущего столбца: для фильтра 11-1 - значение а1D, фильтра 11-2 - значение а2D,... , фильтра 11-М - значение аMD, D=1,2... ,H. В нашем примере (передается ПМЧ сигнал, частоты элементов которого определяются j-й строкой матрицы (1)) фильтр 11-j, на который последовательно во времени подаются опорные колебания частот, соответствующие значениям строки aj1, аj2,... , ajH, за Н-тактов (длительность ПМЧ сигнала) накопит максимальное напряжение и решающий блок 12, где определяется фильтр с наибольшим сигналом, выделит переданный информационный символ (например, номер j-й строки), который после декодирования в декодере 13 поступит к получателю информации.A matrix similar to (1) is formed on the receiving side, and since the information symbol (the transmitted row of the FW matrix) is unknown, on each τ-cycle (element) of the PMP signal as reference for filters 11-1, ..., 11-M all M values of the current column are used: for filter 11-1 - the value of a 1D , filter 11-2 - the value of a 2D , ..., filter 11-M - the value of a MD , D = 1,2 ..., H. In our example (the PMP signal is transmitted, the frequencies of the elements of which are determined by the jth row of the matrix (1)), the filter is 11-j, to which the frequency reference oscillations corresponding to the values of the line a j1 , and j2 , ..., a jH , for H-cycles (the duration of the PMP signal) will accumulate the maximum voltage and the
Для синхронизации генератора 15 псевдослучайных перестановок, М-канального мультиплексора 16 и датчика 17 опорных частот используются, как и на передающей стороне, тактовые импульсы с первого и второго выходов генератора 14, а сброс напряжений фильтров 11-1,... , 11-М, выходного напряжения решающего блока 12, с периодом Т=Нτ , осуществляется тактовыми сигналами с третьего выхода генератора 14.To synchronize the
Недостатком известных систем связи - прототипа и аналогов - является фиксированное время доведения сообщения вне зависимости от разнесения по дальности передающей и приемной сторон системы связи. В реальных условиях объекты, на которых установлены приемные устройства, могут размещаться (маневрировать) от передающего центра (устройства) в широком диапазоне дальностей и для объектов, удаленных на относительно близкое расстояние от передающей стороны, условия приема могут оказаться значительно лучшими, чем для объектов, находящихся на предельных дальностях.A disadvantage of the known communication systems - the prototype and analogues - is the fixed time for message delivery regardless of the diversity in the transmitting and receiving sides of the communication system. In real conditions, the objects on which the receiving devices are installed can be placed (maneuver) from the transmitting center (device) in a wide range of distances and for objects that are located at a relatively close distance from the transmitting side, the reception conditions can be much better than for objects at extreme ranges.
Особенно этот вопрос актуален для систем связи, в которых передача (прием) сообщения занимает достаточно длительное время; например, в СНЧ диапазоне стандартное (формализованное) сообщение в 50 бит передается в течение 15 минут / Jones D.H. Sending signals to submarines. New Scientist, 1985, July, №4, pp.37-41/.This issue is especially relevant for communication systems in which the transmission (reception) of a message takes a fairly long time; for example, in the UHF range, a standard (formalized) 50-bit message is transmitted within 15 minutes / Jones D.H. Sending signals to submarines. New Scientist, 1985, July, No. 4, pp. 37-41 /.
Целью изобретения является уменьшение времени доведения сообщения до объекта, находящегося в благоприятных условиях приема (по дальности, метеоусловиям и т.п.).The aim of the invention is to reduce the time to bring a message to an object in favorable reception conditions (range, weather conditions, etc.).
Структурная схема заявляемой системы связи представлена на фиг.3 (передающая часть) и фиг.4 (приемная часть), гдеThe structural diagram of the inventive communication system is presented in figure 3 (transmitting part) and figure 4 (receiving part), where
1 - датчик информации,1 - information sensor,
2 - кодер,2 - encoder
3 - коммутатор,3 - switch
4 - генератор последовательных многочастотных (ПМЧ) сигналов,4 - generator of sequential multi-frequency (PMF) signals,
5 - выходной блок,5 - output block,
6, 14 - генераторы тактовых импульсов (ТИ),6, 14 - generators of clock pulses (TI),
7, 15 - генераторы псевдослучайных перестановок (ПСПЕР),7, 15 - generators of pseudo-random permutations (PSPER),
8, 16 - М-канальные мультиплексоры,8, 16 - M-channel multiplexers,
9, 17 - датчики опорных частот (ОЧ),9, 17 - reference frequency sensors (OCH),
10 - входной блок,10 - input unit
11-1,... ,11-М - фильтры,11-1, ..., 11-M - filters,
12 - решающий блок,12 is a crucial unit,
13 - декодер,13 - decoder
18, 22, 36, 37 - счетчик, первый, третий, второй счетчики,18, 22, 36, 37 - counter, first, third, second counters,
19 - элемент И,19 - element And,
20, 21, 39 - первый, второй ключи, ключ,20, 21, 39 - first, second keys, key,
23, 38 - первый, второй блоки задержки,23, 38 - the first, second delay blocks,
24 - триггер,24 - trigger
25, 34 - первый, второй распределители,25, 34 - the first, second valves,
26, 33 - первый, второй буферные блоки,26, 33 - the first, second buffer blocks,
27 - дешифратор,27 - decoder,
28-1, 28-2,... , 28-Р - интеграторы,28-1, 28-2, ..., 28-P - integrators,
29-1, 29-2,... , 29-Р - мажоритарные накопители,29-1, 29-2, ..., 29-P - majority drives,
30 - блок сравнения,30 is a block comparison
31 - элемент ИЛИ,31 is an OR element,
32 - шифратор,32 - encoder,
35 - формирователь порогового сигнала.35 - threshold signal conditioner.
В предлагаемой системе связи на передающей стороне счетчик 18 установочным входом соединен с выходом элемента 19 И; первый ключ 20 информационным входом соединен с источником питания, а управляющим входом и выходом соединен соответственно с выходом и управляющим входом элемента 19 И; второй ключ 21 управляющим входом и выходом соединен соответственно с выходом счетчика 18 и входом запуска датчика 1 информации; при этом объединенные тактовые входы счетчика 18, элемента 19 И и второго ключа 21 соединены с третьим выходом генератора 6 ТИ; кодер 2 информационным входом соединен с выходом датчика 1 информации; коммутатор 3, адресными входами соединенный с выходами кодера 2, через последовательно соединенный генератор 4 последовательных многочастотных (ПМЧ) сигналов подключен к выходному блоку 5; генератор 7 псевдослучайных перестановок (ПСПЕР) первым тактовым входом соединен с первым выходом генератора 6 ТИ; адресные и информационные входы М-канального мультиплексора 8 подключены соответственно к выходам генератора 7 ПСПЕР и выходам датчика 9 опорных частот (ОЧ); при этом информационные входы коммутатора 3 соединены с выходами М-канального мультиплексора 8, тактовые входы датчика 1 информации и кодера 2, второй тактовый вход генератора 7 ПСПЕР, тактовые входы М-канального мультиплексора 8 и датчика 9 ОЧ объединены и подключены к второму выходу генератора 6 ТИ; на приемной стороне информационные входы блока фильтров 11-1,... , 11-М объединены и подключены к выходу входного блока 10, а выходы фильтров 11-1,... , 11-М соединены с информационными входами решающего блока 12; генератор 15 ПСПЕР первым тактовым входом соединен с первым выходом генератора 6 ТИ; М-канальный мультиплексор 16 адресными и информационными входами подключен соответственно к выходам генератора 15 ПСПЕР и выходам датчика 17 ОЧ; при этом управляющие входы фильтров 11-1,... , 11-М соединены с выходами М-канального мультиплексора 16, тактовые входы фильтров 11-1,... , 11-М, тактовый вход решающего блока, второй тактовый вход генератора 15 ПСПЕР, тактовые входы М-канального мультиплексора 16 и датчика 17 ОЧ объединены и подключены к второму выходу генератора 14 ТИ; первый распределитель 25 управляющим входом подключен к выходу первого счетчика 22; первый буферный блок 26 сигнальным и кодовым входами подключен соответственно к сигнальному и кодовому выходам первого распределителя 25; дешифратор 27 кодовым входом и выходом соединен соответственно с кодовым выходом первого буферного блока 26 и входом декодера 13, выход которого является выходом системы; шифратор 32 кодовым входом соединен с кодовым выходом решающего блока 12; второй буферный блок 33 сигнальным и кодовым входами подключен соответственно к сигнальному выходу решающего блока 12 и выходу шифратора 32; второй распределитель 34 сигнальным, кодовым и управляющим входами соединен соответственно с сигнальным, кодовым выходами второго буферного блока 33 и выходом второго счетчика 37, а сигнальными и кодовыми выходами через соответствующие интеграторы 28-1,... , 28-Р и мажоритарные накопители 29-1,... , 29-Р подключен к сигнальным и кодовым входам первого распределителя 25; блок 30 сравнения сигнальным входом подключен к сигнальному выходу первого буферного блока 26; формирователь 35 порогового сигнала выходом соединен с управляющим входом блока 30 сравнения; третий счетчик 36 тактовым входом объединен с управляющим входом дешифратора 27 и подключен к выходу блока 30 сравнения; второй блок 38 задержки выходом соединен с установочными входами первого и третьего счетчиков 22 и 36; элемент 31 ИЛИ первым и вторым входами соединен соответственно с выходом третьего счетчика 36 и вторым выходом декодера 13, а выходом подключен к объединенным установочным входам интеграторов 28-1,... , 28-Р и мажоритарных накопителей 29-1,... , 29-Р; ключ 39 входом соединен с источником питания, а выходом подключен к третьему входу элемента 31 ИЛИ; входы считывания интеграторов 28-1,... , 28-Р и мажоритарных накопителей 29-1,... , 29-Р объединены и подключены к выходу триггера 24; первый тактовый вход триггера 24, тактовые входы первого счетчика 22, первого распределителя 25, первого буферного блока 26, дешифратора 27 и декодера 13 объединены и подключены к выходу первого блока 23 задержки, вход которого объединен с вторым тактовым входом триггера 24 и подключен к второму выходу генератора 14 ТИ, к которому также подключены объединенные тактовые входы шифратора 32, второго буферного блока 33, второго распределителя 34 и второго счетчика 37, при этом объединенные установочный вход второго счетчика 37 и вход второго блока 38 задержки соединены с третьим выходом генератора 14 ТИ.In the proposed communication system on the transmitting side, the counter 18 installation input connected to the output of the element 19 And; the first key 20 with an information input is connected to a power source, and a control input and output is connected respectively to an output and a control input of an AND element 19; the second key 21 by the control input and output is connected respectively to the output of the counter 18 and the trigger input of the information sensor 1; the combined clock inputs of the counter 18, the element 19 And and the second key 21 are connected to the third output of the generator 6 TI; encoder 2 information input connected to the output of the sensor 1 information; the switch 3, the address inputs connected to the outputs of the encoder 2, through a series-connected generator 4 of sequential multi-frequency (PMF) signals connected to the output unit 5; a pseudo-random permutation generator 7 (PSPER) is connected to the first output of the generator 6 by the first clock input; the address and information inputs of the M-channel multiplexer 8 are connected respectively to the outputs of the generator 7 SSR and the outputs of the sensor 9 reference frequencies (OCH); wherein the information inputs of the switch 3 are connected to the outputs of the M-channel multiplexer 8, the clock inputs of the information sensor 1 and encoder 2, the second clock input of the PSPN generator 7, the clock inputs of the M-channel multiplexer 8 and the RF sensor 9 are combined and connected to the second output of the generator 6 TI; on the receiving side, the information inputs of the filter block 11-1, ..., 11-M are combined and connected to the output of the input block 10, and the outputs of the filters 11-1, ..., 11-M are connected to the information inputs of the decision block 12; the generator 15 PSPER first clock input connected to the first output of the generator 6 TI; M-channel multiplexer 16 address and information inputs are connected respectively to the outputs of the generator 15 SSR and the outputs of the sensor 17 OCh; the control inputs of the filters 11-1, ..., 11-M are connected to the outputs of the M-channel multiplexer 16, the clock inputs of the filters 11-1, ..., 11-M, the clock input of the deciding unit, the second clock input of the generator 15 PSPER, the clock inputs of the M-channel multiplexer 16 and the sensor 17 OCH combined and connected to the second output of the generator 14 TI; the first distributor 25 by the control input is connected to the output of the first counter 22; the first buffer unit 26 signal and code inputs are connected respectively to the signal and code outputs of the first distributor 25; the decoder 27 is connected by a code input and output to the code output of the first buffer block 26 and the input of the decoder 13, the output of which is the system output; the encoder 32 code input connected to the code output of the decisive unit 12; the second buffer unit 33 signal and code inputs are connected respectively to the signal output of the deciding unit 12 and the output of the encoder 32; the second distributor 34 signal, code and control inputs are connected respectively to the signal, code outputs of the second buffer unit 33 and the output of the second counter 37, and the signal and code outputs through the respective integrators 28-1, ..., 28-P and majority drives 29- 1, ..., 29-P is connected to the signal and code inputs of the first distributor 25; block 30 comparison signal input connected to the signal output of the first buffer block 26; a threshold signal driver 35 is connected to the control input of the comparison unit 30 by an output; the third counter 36 clock input combined with the control input of the decoder 27 and connected to the output of block 30 comparison; the second block 38 delay output connected to the installation inputs of the first and third counters 22 and 36; the OR element 31 with the first and second inputs is connected respectively to the output of the third counter 36 and the second output of the decoder 13, and the output is connected to the combined installation inputs of the integrators 28-1, ..., 28-P and the majority drives 29-1, ..., 29-P; key 39 input connected to a power source, and the output connected to the third input of the element 31 OR; the read inputs of the integrators 28-1, ..., 28-P and majority drives 29-1, ..., 29-P are combined and connected to the output of the trigger 24; the first clock input of the trigger 24, the clock inputs of the first counter 22, the first distributor 25, the first buffer unit 26, the decoder 27 and the decoder 13 are combined and connected to the output of the first delay unit 23, the input of which is combined with the second clock input of the trigger 24 and connected to the second output generator 14 TI, which is also connected to the combined clock inputs of the encoder 32, the second buffer unit 33, the second distributor 34 and the second counter 37, while the combined installation input of the second counter 37 and the input of the second delay unit 38 and connected to the third output of the generator 14 TI.
Принцип функционирования предлагаемой системы связи иллюстрируется циклограммами (циклогр.) на фиг.5 и в общих чертах состоит в следующем.The principle of operation of the proposed communication system is illustrated by cyclograms (cyclogr.) In figure 5 and in General terms is as follows.
Предположим, передается формализованное сообщение (ФС) объемом Р знаков.Suppose a formalized message (FS) is transmitted with a volume of P characters.
Передача ФС в системе связи прототипа осуществляется за время ТФС=РТзн (циклограмма 3), где Тзн=Т=Нτ - длительность передачи одного знака, τ - длительность элемента ПМЧ сигнала, Н - их количество (циклограммы 1, 2). Например, формализованное сообщение (Аk Aj... AT) передается ПМЧ сигналами, частоты элементов которых задаются набором строк (ak1, ak2,... , аkH) (aj1, aj2,... , ajH)... (aT1, аT2,... , аTH) из ЧВ матриц типа (1) (циклогр.3), т.е. для передачи одного знака (символа) используется Н элементов ПМЧ сигнала.FS transmission in the prototype communication system is carried out during the time T FS = RT zn (cyclogram 3), where T zn = T = Hτ is the transmission time of one sign, τ is the duration of the PMP signal element, N is their number (
Передача формализованного сообщения в предлагаемой системе связи производится за время Т′ ФС=Рτ (циклогр. 4), где τ - та же длительность ПМЧ сигнала, Р - объем ФС, т.е. для передачи одного знака (символа) используется один элемент ПМЧ сигнала. Например, формализованное сообщение (Ak Aj... AT) передается сигналами, частоты которых задаются значениями (ak1, aj1,... , аT1). В следующий интервал времени Т′ ФС производится повторная передача ФС, но для передачи того же ФС (Ak Aj... AT) используются уже другие значения частот (ak2, aj2,... , аT2) и т.д. до Н повторных передачи ФС, причем на приемной стороне результаты приема каждого ФС не уничтожаются, а запоминаются с последующим накоплением и попытками декодирования накопленных сигналов.The formalized message is transmitted in the proposed communication system during the time T ′ FS = Pτ (cyclo. 4), where τ is the same duration of the PMP signal, P is the volume of the FS, i.e. To transmit one character (s), one element of the PMP signal is used. For example, a formalized message (A k A j ... A T ) is transmitted by signals whose frequencies are set by the values (a k1 , a j1 , ..., and T1 ). In the next time interval T ′ FS, the FS is retransmitted, but other frequencies (a k2 , a j2 , ..., a T2 ) and t are used to transmit the same FS (A k A j ... A T ) .d. up to N retransmissions of the FS, and on the receiving side, the reception results of each FS are not destroyed, but stored with subsequent accumulation and attempts to decode the accumulated signals.
Таким образом, приемное устройство, находящееся в благоприятных условиях (например, на небольшом удалении от передатчика, отсутствии помех и т.п.), может правильно принять сообщение после одного или нескольких повторов, т.е. значительно раньше, чем закончится Н циклов передач ФС.Thus, a receiving device located in favorable conditions (for example, at a small distance from the transmitter, no interference, etc.) can correctly receive a message after one or several repetitions, i.e. much earlier than the end of the N cycles of FS transfers.
Более подробно передача и прием сигналов в предлагаемой системе связи осуществляется следующим образом.In more detail, the transmission and reception of signals in the proposed communication system is as follows.
На передающей стороне генератор 6 вырабатывает с второго выхода тактовые импульсы с периодом τ , равным длительности сигнала, а третьего выхода - с периодом Т′ ФС=Рτ , равным длительности формализованного сообщения (ФС), состоящего из Р знаков. В исходном состоянии второй ключ 21 разомкнут и тактовые импульсы с третьего выхода генератора 6 не поступают на запуск датчика 1 информации. При замыкании (автоматически или вручную) первого ключа 20 напряжение источника питания Е подается на управляющий вход элемента 19 И и тактовый импульс с третьего выхода генератора 6, пройдя через элемент 19 И, размыкает первый ключ 20 и обнуляет счетчик 18, переводя его в режим счета тактовых импульсов по тактовому входу. Сигналом с выхода счетчика 18 замыкается второй ключ 21, и тактовые импульсы с третьего выхода генератора 6 запускают датчик 1, информация с которого поступает на кодер 2 и далее, после кодирования (добавления проверочных знаков), на коммутатор 3 с периодом τ , задаваемым тактовыми импульсами с второго выхода генератора 6, подаваемыми также на тактовые входы генератора 7 псевдослучайных (ПС) перестановок, М-канального мультиплексора 8 и датчика 9 опорных частот. На каждом τ -такте генератор 7 ПС перестановок вырабатывает столбец из М различных К-разрядных псевдослучайных чисел (псевдослучайную перестановку), который по МК параллельным выходам поступает на адресные входы М-канального мультиплексора 8. Для формирования за длительность τ генератором 7 МК двоичных чисел (ПС перестановки из М К-разрядных чисел) на его первый вход с первого выхода генератора 6 подаются тактовые импульсы с периодом μ <<τ . М-канальный мультиплексор 8 представляет собой, например, М мультиплексоров (коммутаторов) из М в 1, на каждый из которых подаются К-разрядные адреса (псевдослучайная перестановка) от генератора 7, а по М информационным входам - сетка из М опорных частот, формируемая в датчике 9, например путем деления одной опорной частоты Fоп.В зависимости от состояния МК адресных входов сигналы с выхода датчика 9 опорных частот коммутируются на определенные выходы М-канального мультиплексора 8 и подаются на коммутатор 3 из М в 1, управляемый по К адресным входам сигналами с выхода кодера 2. Выбор опорной частоты в коммутаторе 3 в зависимости от значения информационного символа (правило модуляции) определяется правилом выбора чисел из столбца ПС перестановки, формируемого генератором 7, например информационному знаку 1 (или А) соотносится первая строка ПС перестановки, информационному знаку 2 (или Б) - вторая строка ПС перестановки и т.д. В соответствии с опорным сигналом, поступившим на вход генератора 4, последний вырабатывает колебание, которое усиливается по мощности и излучается антенной в выходном блоке 5. Запуск датчика 1 информации тактовыми импульсами с третьего выхода генератора 6 производится до тех пор, пока счетчик 18 не отсчитает необходимое число повторов формализованного сообщения (в нашем примере Н, см. циклогр.4) и своим выходным сигналом по управляющему входу не разомкнет второй ключ 21. На этом цикл передачи ФС заканчивается до очередного замыкания первого ключа 20.On the transmitting side, the
На приемной стороне генераторы 14 тактовых импульсов, 15 ПС перестановок, М-канальный мультиплексор 16 и датчик 17 опорных частот, а также операции формирования столбца ПС перестановки генератором 15 и сетки опорных частот на выходе М-канального мультиплексора 16 идентичны аналогичным блокам 6-9 и операциям на передающей стороне. Сигнал, принятый антенной, усиливается, подвергается предварительной фильтрации в входном блоке 10 и поступает на информационные входы перестраиваемых фильтров 11-1,... , 11-М сигналов, на управляющие входы которых с выхода М-канального мультиплексора 16 поступают опорные сигналы, синхронизированные с выходными опорными сигналами М-канального мультиплексора 8 на передающей стороне. При этом первый фильтр 11-1 настраивается в точности на ту частоту, которая определяется, например, первой строкой столбца псевдослучайной перестановки, вырабатываемой генератором 15 (7), второй фильтр 11-2 настраивается на частоту, определяемую второй строкой столбца ПС перестановки и т.д. Таким образом, решающий блок 12, на информационные входы которого поступают сигналы с выходов всех перестраиваемых фильтров 11-1,... , 11-М, отберет сигнал, например наибольший сигнал того фильтра, опорная частота (строка столбца ПС перестановки) которого совпадает с опорной частотой (строкой столбца ПС перестановки) на передающей стороне. Максимальный сигнал с сигнального выхода решающего блока 12 поступает на сигнальный вход второго буферного блока 33, на кодовый вход которого после шифрования в блоке 32 подается код (номер) канала с максимальным сигналом. В простейшем случае М выходных цепей, связывающих решающий блок 12 и шифратор 32, включаются параллельно входным сигнальным цепям решающего блока 12, и код (номер канала), в котором достигается максимальное значение сигнала, определяется позицией этого сигнала, которая в шифраторе 32 шифруется в удобной для дальнейшего использования форме (например, в двоичном или М-ичном коде). Второй буферный блок 33 состоит, например, из двух регистров, содержимое которых - максимальный сигнал и его код (номер) - синхронно подаются по сигнальному и кодовому выходу через второй распределитель 34 соответственно на интеграторы 28 и мажоритарные накопители 29; первый знак формализованного сообщения - в блоки 28-1 и 29-1, второй знак - в блоки 28-2 и 29-2 и т.д. до Р-го знака - последнего знака ФС. Работой второго распределителя 34 управляет второй счетчик 37 на Р позиций, а его тактирование, так же как шифратора 32 и второго буферного блока 33, с периодом τ , равным длительности сигнала, осуществляется тактовыми импульсами с второго выхода генератора 14. Второй распределитель 34 состоит, по существу, из двух распределителей с общими цепями тактирования и управления (от генератора 14 и второго счетчика 37) и раздельными входами и выходами; на один из них (сигнальный вход) подаются максимальные сигналы с последующим их распределением на интеграторы 28-1,... ,28-Р, на другой (кодовый вход) - коды (номера) каналов с максимальными сигналами и их распределением на мажоритарные накопители 29-1,... , 29-Р. Мажоритарные накопители 29 из кодов, поступающих на их входы за D циклов (=1, 2,... , Н) - повторов формализованного сообщения, выбирают код, повторяющийся наибольшее число раз, или же, если эти коды различны (например, на начальных этапах повтора или в отсутствие сигнала) - последний код, поступивший на вход мажоритарного накопителя. Например, в простейшем случае, цепь шифратор 32 - второй буферный блок 33 - второй распределитель 34 - j-й мажоритарный накопитель 29-j (j=1, 2,... ,Р) является продолжением цепи решающий блок 12 - шифратор 32, т.е. состоит из М параллельных ветвей, на выходах которых в накопителях 29-j установлены счетчики сигналов от 1 до Н; максимальное показание одного из счетчиков на каждом D цикле (D=1, 2,... ,Н) и будет выходным сигналом мажоритарного накопителя 29-j. Накопленные в интеграторах 28 и мажоритарных накопителях 29 сигналы через первый распределитель 25 подаются соответственно по сигнальному и кодовому выходам на входы первого буферного блока 26, который состоит, например, как и второй буферный блок 33, из двух регистров, содержимое которых - максимальный сигнал и его код (номер) - синхронно подается соответственно по сигнальному и кодовому выходам на блок 30 сравнения и дешифратор 27. В блоке 30 максимальный сигнал сравнивается с пороговым сигналом, вырабатываемым формирователем 35, и при его превышении запускает дешифратор 27 и третий счетчик 36. В дешифраторе 27 код, поступивший с кодового выхода первого буферного блока 26, дешифруется и подается на вход декодера 13, откуда декодированное сообщение передается на выход системы (приемного устройства) получателю информации. После декодирования сообщения на втором выходе декодера 13 вырабатывается сигнал сброса, который через элемент 31 ИЛИ подается на установочные входы интеграторов 28-1,... , 28-Р и мажоритарных накопителей 29-1,... , 29-Р. Сброс интеграторов 28 и накопителей 29 может осуществляться также подачей напряжения Е на их установочные входы через замкнутый (вручную или автоматически, например при включении приемного устройства) ключ 39 и элемент 31 ИЛИ, а также выходным сигналом третьего счетчика 36, подаваемым на первый вход элемента 31 ИЛИ. Сброс напряжений интеграторов 28 и мажоритарных накопителей 29 сигналом декодера 13 осуществляется с периодом DPτ (D=1, 2,... , Н), кратным длительности передачи (приема) всего сообщения, а сигналом третьего счетчика 36 - с периодом qτ , где q, P - количество знаков сообщения (кодограммы), обеспечивающих гарантированное декодирование (сигналов, превысивших пороговое напряжение в блоке 30 сравнения); оно может быть меньше объема кодограммы Р и определяется конкретным методом (де)кодирования. Работа интеграторов 28 и мажоритарных накопителей 29 тактируется импульсами со второго выхода генератора 14, подаваемыми на входы триггера 24 непосредственно и с задержкой на половину τ -такта (τ /2) в блоке 23. На каждом τ -такте триггер вырабатывает импульс записи информации, а при обратном перебросе (с задержкой на τ /2) - импульсы считывания, подаваемые на вторые входы интеграторов 28-1,... , 28-Р и мажоритарных накопителей 29-1,... , 29-Р. Задержанные в блоке 23 на (τ /2)-такт импульсы используются также для тактирования первого счетчика 22 на Р позиций, первого распределителя 25, управляемого выходным сигналом счетчика 22, первого буферного блока 26, дешифратора 27 и декодера 13. Сброс второго и первого, третьего счетчиков 37 и 22, 36 с периодом Рτ осуществляется подачей на их установочные входы тактовых импульсов с третьего выхода генератора 14, непосредственно и задержанных на половину τ -периода (τ /2) в блоке 38.On the receiving side, generators of 14 clock pulses, 15 substitution substitutions, an M-
Таким образом, использование на передающей и приемной сторонах предлагаемой системы связи новых блоков - счетчиков, ключей, элементов И, ИЛИ, шифратора, дешифратора, блока сравнения, формирователя порогового сигнала, триггера, блоков задержки, буферных блоков, распределителей, интеграторов и мажоритарных накопителей - позволяет в отличие от прототипа осуществить передачу и прием формализованного сообщения (ФС) с переменным временем доставки сообщения. Приемными устройствами, установленными на объектах, находящихся на малом удалении от передающего устройства или же в благоприятных помеховых условиях, ФС может быть принято и правильно декодировано после первой передачи, для объектов, находящихся в худших условиях, - после нескольких передач и, наконец, для удаленных объектов, или же объектов, находящихся в тяжелой помеховой обстановке, ФС может быть принято после максимального количества повторов - того же времени, которое требуется для доставки ФС системой связи прототипа.Thus, the use of new units on the transmitting and receiving sides of the proposed communication system — counters, keys, AND, OR elements, an encoder, a decoder, a comparison unit, a threshold signal conditioner, a trigger, delay units, buffer units, distributors, integrators, and majority drives — allows, unlike the prototype, to transmit and receive a formalized message (FS) with a variable message delivery time. By receiving devices installed at objects located at a short distance from the transmitting device or under favorable interference conditions, the FS can be received and correctly decoded after the first transmission, for objects in worse conditions, after several transmissions and, finally, for remote objects, or objects in a severe interference environment, the FS can be taken after the maximum number of repetitions - the same time that is required for the delivery of the FS by the prototype communication system.
Существенным отличием заявляемой системы связи является то, что сообщение передается не последовательными многочастотными (ПМЧ) сигналами, а его элементами, причем результат передачи (приема) всего сообщения от цикла к циклу не теряется, а накапливается, улучшая с каждым последующим циклом условия приема (декодирования) сообщения.A significant difference of the claimed communication system is that the message is transmitted not by successive multi-frequency (PMF) signals, but by its elements, and the result of the transmission (reception) of the entire message from cycle to cycle is not lost, but accumulated, improving the reception (decoding) condition with each subsequent cycle ) messages.
За счет смены частот по псевдослучайному закону один и тот же информационный символ передается от цикла к циклу на новой частоте и воздействие за длительность передачи, скажем, сосредоточенной на фиксированной частоте помехи, равномерно распределяется на все сообщение. То есть при максимальном количестве повторов сообщения помехозащищенность приема становится эквивалентной помехозащищенности приема сигналов системой прототипа (системой с ПМЧ сигналами). Но при благоприятных условиях, как уже отмечалось, доставка сообщения может быть сокращена до Н раз (Н - количество элементов ПМЧ сигнала).Due to the change of frequencies according to the pseudo-random law, the same information symbol is transmitted from cycle to cycle at a new frequency and the effect of the transmission duration, say, focused on a fixed frequency of the interference, is evenly distributed over the entire message. That is, with a maximum number of message repeats, the reception noise immunity becomes equivalent to the signal reception noise immunity by the prototype system (a system with PMP signals). But under favorable conditions, as already noted, message delivery can be reduced to H times (H is the number of elements of the PMP signal).
Техническая реализация предлагаемой системы связи не вызывает принципиальных затруднений; так как все введенные в систему блоки могут быть выполнены на отечественной элементной базе.The technical implementation of the proposed communication system does not cause fundamental difficulties; since all the blocks introduced into the system can be made on the domestic element base.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003101579/09A RU2249914C2 (en) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003101579/09A RU2249914C2 (en) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003101579A RU2003101579A (en) | 2004-08-27 |
RU2249914C2 true RU2249914C2 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35612087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003101579/09A RU2249914C2 (en) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249914C2 (en) |
-
2003
- 2003-01-20 RU RU2003101579/09A patent/RU2249914C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4045767A (en) | Method of ultrasonic data communication and apparatus for carrying out the method | |
EP0369703A2 (en) | Spread spectrum communication system | |
US4755983A (en) | Dedicated message matched filter | |
RU2115246C1 (en) | Method of transmission of data packs in general- purpose communication channel and control device | |
RU2249914C2 (en) | Communication system | |
CA1092242A (en) | Method and apparatus for digital data transmission in television receiver remote control systems | |
RU2293348C1 (en) | Arrangement for blocking radio proximity fuses | |
JPH06104793A (en) | Pulse communication system | |
RU2037965C1 (en) | Device for digital information transmission | |
RU2619766C1 (en) | Method of data transmission | |
RU2609525C1 (en) | Method of generating signals and transmitting information in radar identification system | |
RU2271607C1 (en) | Radio communication line affording enhanced security of data transferred | |
RU2631149C1 (en) | Device for forming signals with four-position manipulation | |
RU2631464C1 (en) | Broadband transceiver with software operating frequency tuning | |
RU2099887C1 (en) | Method of transmission of control commands between objects separated in space and device for its realization | |
RU2109406C1 (en) | Signal transmitter of frequency-matrix type | |
RU2168867C1 (en) | Start-stop communication system | |
Nwachioma | Chaos-based spread-spectrum communication system | |
US4370519A (en) | Autokey generator for secret communication system | |
RU2628328C1 (en) | Broadband receiving device | |
RU1837403C (en) | Mobile radio communication system | |
RU2050696C1 (en) | Device for transmission and reception of telegraph messages | |
SU930733A1 (en) | Discrete information transmitting and receiving device | |
RU2252489C2 (en) | Start-stop communication system | |
RU19618U1 (en) | CODED INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120121 |