RU2775485C1

RU2775485C1 - Method for adaptation of the information transmission radio system due to multicriteria synthesis of signals

Info

Publication number: RU2775485C1
Application number: RU2021121731A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Лисничук
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2022-07-01

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering, namely to methods for adapting information transmission radio systems (ITRS) to the external environment (including interference) due to multicriteria synthesis of radio signals with both known (FSK, QAM, APSK, PSK) and unknown types. The method for adapting the ITRS due to multicriteria signal synthesis consists in adapting the ITRS to the action of spectrum-focused interference due to the synthesis of multi-position radio signals using a combined quality criterion, which includes private criteria responsible for bandwidth and attenuation of interference (by forming a dip in the spectral density of noise mean power at the frequencies of their action), out-of-band radiation, noise immunity at AWGN, as well as energy efficiency of the generated radio signal.

EFFECT: ability of the ITRS to adapt to the external environment (including the action of spectrum-focused interference) due to multicriteria synthesis of radio signals.

1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам адаптации радиосистем передачи информации (РСПИ) к внешней обстановке (в том числе и помеховой) за счет многокритериального синтеза радиосигналов как с известными видами модуляции, в частности такими, как частотная (FSK), квадратурная (QAM), амплитудно-фазовая (APSK) и фазовая (PSK) манипуляции, так и с неизвестными видами модуляции (по меньшей мере, в виде промежуточных классов между стандартными видами модуляции). Такие РСПИ широко применяются при организации различных радиолиний управления и связи.The present invention relates to the field of radio engineering, namely to methods for adapting radio information transmission systems (RSTI) to the external environment (including interference) due to the multi-criteria synthesis of radio signals with both known types of modulation, in particular, such as frequency (FSK), quadrature (QAM), amplitude-phase (APSK) and phase (PSK) keying, and with unknown types of modulation (at least in the form of intermediate classes between standard types of modulation). Such RSPI are widely used in the organization of various control and communication radio links.

В настоящее время радиолинии передачи информации испытывают острый недостаток частотных ресурсов. Вследствие этого в радиоканале действует большое количество взаимных помех, возникающих в результате работы других радиолиний, также варьируется амплитудно-частотная характеристика радиоканала; при этом спектральный состав сигнально-помеховой обстановки изменяется с течением времени. Следовательно, целесообразна реализация эффективных подходов для адаптации радиосистем передачи информации к изменениям помеховой обстановки. При этом объектом адаптации являются радиосигналы, так как, во-первых, варьирование их параметров возможно производить без изменения состава аппаратных средств приемо-передающих устройств, т.е. программно; во-вторых, параметры сигналов оказывают определяющее влияние на качественные характеристики систем связи (помехоустойчивость, энергоэффективность и др.) [1, 2].Currently, information transmission radio links are experiencing an acute shortage of frequency resources. As a result, a large amount of mutual interference occurs in the radio channel resulting from the operation of other radio links, and the amplitude-frequency characteristic of the radio channel also varies; in this case, the spectral composition of the signal-interference environment changes over time. Therefore, it is expedient to implement effective approaches for adapting information transmission radio systems to changes in the interference environment. In this case, radio signals are the object of adaptation, since, firstly, it is possible to vary their parameters without changing the composition of the hardware of the transceivers, i.e. programmatically; secondly, signal parameters have a decisive influence on the qualitative characteristics of communication systems (noise immunity, energy efficiency, etc.) [1, 2].

В работах [3, 4] в качестве решения подобной задачи предлагается технология когнитивного радио (Cognitive Radio), использующая на вторичной основе участки спектра, не занятые в текущий момент службами, за которыми закреплены эти частоты. Однако существующие системы когнитивного радио обычно производят адаптацию сигналов изменением несущей частоты, мощности радиопередатчика и способа модуляции [4]. Недостатком таких устройств является использование класса стандартных видов модуляции, которые могут быть распознаны системами радиомониторинга с целью перехвата передаваемой информации или генерации эффективных сигналоподобных помех. Кроме того, системы когнитивного радио могут посчитать диапазон частот непригодным для передачи информации при наличии помех, что в свою очередь в целом уменьшает эффективность использования свободных участков спектра.In [3, 4], as a solution to such a problem, the technology of cognitive radio (Cognitive Radio) is proposed, which uses, on a secondary basis, parts of the spectrum that are not currently occupied by the services to which these frequencies are assigned. However, existing cognitive radio systems usually produce signal adaptation by changing the carrier frequency, radio transmitter power, and modulation method [4]. The disadvantage of such devices is the use of a class of standard modulation types that can be recognized by radio monitoring systems in order to intercept the transmitted information or generate effective signal-like interference. In addition, cognitive radio systems may consider the frequency range unsuitable for transmitting information in the presence of interference, which in turn generally reduces the efficiency of using free spectrum sections.

Среди мешающих факторов для РСПИ широкое распространение получили помехи с сосредоточенной по спектру энергией - узкополосные помехи. Это связано с простотой генерации (или высокой вероятностью непреднамеренного возникновения) и достаточно эффективным влиянием на подавляемую радиолинию.Among the interfering factors for RDIR, interference with energy concentrated over the spectrum - narrow-band interference - has become widespread. This is due to the simplicity of generation (or a high probability of unintentional occurrence) and a fairly effective effect on the suppressed radio link.

Другой известный вариант построения РСПИ, адаптивной к сосредоточенным по спектру помехам - это режекция пораженных участков спектра на приемной стороне [5, 6]. Однако при этом наблюдается ухудшение отношения сигнал-шум и увеличение боковых лепестков корреляционной функции на выходе согласованного фильтра при детектировании радиосигналов [7].Another well-known variant of constructing a RDIR adaptive to spectrum-concentrated interference is the rejection of the affected parts of the spectrum on the receiving side [5, 6]. However, in this case, there is a deterioration in the signal-to-noise ratio and an increase in the side lobes of the correlation function at the output of the matched filter when detecting radio signals [7].

Предлагаемый способ позволяет устранить указанные недостатки, и в условиях ограниченного частотного ресурса без ухудшения отношения сигнал-шум производить синтез радиосигналов для адаптации систем передачи информации к радиообстановке, т.е. использовать в том числе и класс нестандартных видов модуляции. При оптимизации сигнала по одному показателю качества возможно неконтролируемое ухудшение других показателей [8…10]. Поэтому целесообразно производить многокритериальный синтез сигналов, который также позволяет более эффективно использовать ресурсы радиоканала при соответствующих критериях качества [10].The proposed method allows to eliminate these disadvantages, and in the conditions of a limited frequency resource, without deteriorating the signal-to-noise ratio, to synthesize radio signals to adapt information transmission systems to the radio environment, i.e. use including the class of non-standard types of modulation. When optimizing a signal for one quality indicator, uncontrolled deterioration of other indicators is possible [8…10]. Therefore, it is advisable to produce multi-criteria signal synthesis, which also allows more efficient use of radio channel resources with appropriate quality criteria [10].

Техническим результатом изобретения является способность РСПИ адаптироваться к внешней обстановке (в том числе и к действию сосредоточенных по спектру помех) за счет многокритериального синтеза радиосигналов с такими видами модуляции как: FSK, QAM, APSK, PSK, а также и с неизвестными видами модуляции.The technical result of the invention is the ability of the RSPI to adapt to the external environment (including the action of interference concentrated along the spectrum) due to the multi-criteria synthesis of radio signals with such types of modulation as: FSK, QAM, APSK, PSK, as well as with unknown types of modulation.

Технический результат достигается за счет того, что математическая модель сигналов охватывает как существующие, так и неизвестные виды модуляции. Проведенный анализ сигналов существующих РСПИ (спутниковых, систем персональной связи и др., см. таблицу) показал, что сигналы с различными видами модуляции возможно представить в виде:The technical result is achieved due to the fact that the mathematical model of the signals covers both existing and unknown types of modulation. The analysis of the signals of the existing RSTS (satellite, personal communication systems, etc., see the table) showed that signals with various types of modulation can be represented as:

где s_r(i) - элемент канального алфавита, r(i) - процедура манипуляционного кодирования, N_S - количество информационных символов, T_s - символьный интервал.where s _r(i) is an element of the channel alphabet, r(i) is a keying coding procedure, N _S is the number of information symbols, T _s is a symbol interval.

Здесь p(t) - вещественный сигнальный импульс, C_i, ϕ_i - амплитуда и фаза, C_il, C_Qi - амплитуды в синфазном и квадратурном каналах, Δω_i - отклонение частоты, соответствующее i-му символу.Here p(t) is a real signal pulse, C _i , ϕ _i are the amplitude and phase, C _il , C _Qi are the amplitudes in the in-phase and quadrature channels, Δω _i is the frequency deviation corresponding to the i-th symbol.

Также в [2, 11] показано, что в виде (1) могут быть представлены перспективные типы модуляции, такие как FQPSK (Feher-patented quadrature phase-shift keying), EFQPSK (Enhanced FQPSK), CEFQPSK (Constant envelope FQPSK).It was also shown in [2, 11] that promising types of modulation can be represented in the form (1), such as FQPSK (Feher-patented quadrature phase-shift keying), EFQPSK (Enhanced FQPSK), CEFQPSK (Constant envelope FQPSK).

Таким образом, представление сигналов в виде (1) является общим для класса сигналов как с современными, перспективными, так и с нестандартными видами модуляции. Кроме того, за счет общности выражения (1) возможно представление и неизвестных радиосигналов, по меньшей мере, как промежуточных классов между стандартными видами модуляции. Представление достаточно широкого множества радиосигналов необходимо для эффективной адаптации РСПИ к внешним условиям, в том числе и к действию узкополосных помех (УП).Thus, the representation of signals in the form (1) is common for the class of signals with both modern, promising, and non-standard types of modulation. In addition, due to the generality of expression (1), it is also possible to represent unknown radio signals, at least as intermediate classes between standard modulation types. The representation of a sufficiently wide set of radio signals is necessary for effective adaptation of the RDIR to external conditions, including the action of narrow-band interference (NB).

Для рационального использования ресурсов радиоканала целесообразно применять комбинированный критерий качества, в состав которого входят частные критерии, отвечающие за пропускную способность и отстройку от действующих помех, помехоустойчивость к шумам, а также спектральную энергетическую эффективности формируемого сигнала.For the rational use of radio channel resources, it is advisable to use a combined quality criterion, which includes particular criteria responsible for the bandwidth and detuning from existing interference, noise immunity, and the spectral energy efficiency of the generated signal.

Критерий максимума пропускной способности за счет ослабления действия помех. В [12] показано, что для максимизации пропускной способности канала при наличии «небелого» гауссовского шума необходимо выполнение следующего условия:The criterion for maximum throughput due to interference mitigation. It was shown in [12] that in order to maximize the channel capacity in the presence of “non-white” Gaussian noise, the following condition must be met:

, λ=const, λ<0,

где P(f) - полная мощность передатчика, распределенная по спектру; N(f) - спектральная плотность мощности (СПМ) «небелого» гауссовского шума. Т.е. на частотах, на которых мощность шума мала, мощность сигнала должна быть велика и наоборот. Таким образом, для измеренной СПМ помехи N(f) требуется вычислить «эталонную» СПМ сигнала:where P(f) is the total transmitter power distributed over the spectrum; N(f) - power spectral density (PSD) of "non-white" Gaussian noise. Those. at frequencies where the noise power is low, the signal power should be high, and vice versa. Thus, for the measured interference PSD N(f), it is required to calculate the “reference” signal PSD:

где [F_i, F_h] - нормированная полоса частот, отведенная для сигнала. При ограниченной энергии синтезируемого сигнала необходимо максимум G_opt (f) и максимум энергии канального алфавита нормировать к единице.where [F _i , F _h ] is the normalized bandwidth assigned to the signal. With a limited energy of the synthesized signal, it is necessary to normalize the maximum G _opt (f) and the maximum energy of the channel alphabet to unity.

Следовательно, для отстройки от действующих помех целесообразно СПМ синтезируемого сигнала G_S устремить к G_opt(f), т.е. решить задачу:Therefore, to tune out from the existing interference, it is advisable to direct the PSD of the synthesized signal G _S to G _opt (f), i.e. To solve the task:

где d₂(⋅) - расстояние в евклидовой метрике, Θ - класс функций, в пределах которого происходит вычисление оптимального канального алфавита S. Выражение (3) определяет критерий максимизации пропускной способности радиоканала передачи информации в условиях действия помех.where d ₂ (⋅) is the distance in the Euclidean metric, Θ is the class of functions within which the optimal channel alphabet S is calculated. Expression (3) determines the criterion for maximizing the bandwidth of the information transmission radio channel under interference.

Критерий максимума помехоустойчивости к собственным шумам приемника. В [1] показано, что в условиях аддитивного «белого» гауссовского шума (АБГШ) наибольшей помехоустойчивостью обладают сигналы, для которых расстояние между элементами канального алфавита максимально в смысле метрики d₂. Следовательно, при синтезе сигнала для снижения вероятности битовой ошибки из-за действия собственных шумов приемника требуется решить задачу:The criterion for maximum noise immunity to the receiver's own noise. It was shown in [1] that under the conditions of additive "white" Gaussian noise (AWGN), the signals with the maximum noise immunity in terms of the metric d ₂ have the maximum noise immunity. Therefore, when synthesizing a signal, in order to reduce the probability of a bit error due to the action of the receiver's own noise, it is necessary to solve the problem:

т.е. необходимо максимизировать среднеарифметическое из всех возможных попарных расстояний между элементами канального алфавита (s_k, s_l), измеренных в евклидовой метрике (здесь<⋅> - оператор усреднения по ансамблю, L - количество элементов в канальном алфавите). Целесообразно применять именно среднеарифметическое расстояние, т.к. при использовании минимального расстояния в выражении (4) присутствует чебышевская метрика, из-за которой в задачах оптимизации возникает проблема определения глобального оптимума [10].those. it is necessary to maximize the arithmetic mean of all possible pairwise distances between the elements of the channel alphabet (s _k , s _l ), measured in the Euclidean metric (here<⋅> is the ensemble averaging operator, L is the number of elements in the channel alphabet). It is advisable to use the arithmetic mean distance, because when using the minimum distance in expression (4), there is a Chebyshev metric, due to which the problem of determining the global optimum arises in optimization problems [10].

Критерий минимума внеполосного излучения. Для минимизации внеполосного излучения и уровня взаимных помех радиолиний передачи информации целесообразно применение спектрально-эффективных радиосигналов с заданной шириной полосы занимаемых частот. Тогда данный показатель качества можно задать в виде:Criterion for minimum out-of-band radiation. To minimize out-of-band radiation and the level of mutual interference of radio links for transmitting information, it is advisable to use spectrally efficient radio signals with a given bandwidth of occupied frequencies. Then this quality indicator can be set in the form:

где h(⋅) - «штрафная» функция, резко возрастающая при нарушении ограничения; G_{t log}(f) - «маска» СПМ в логарифмическом масштабе, устанавливающая ограничения на внеполосное излучение.where h(⋅) is a "penalty" function that increases sharply when the constraint is violated; G _{t log} (f) is the PSD "mask" on a logarithmic scale, setting limits on out-of-band radiation.

Критерий максимума энергоэффективности. Для увеличения коэффициента полезного действия большинство современных усилителей мощности радиопередатчиков работают в нелинейном режиме. Как известно [2], в данном режиме использование сигналов с флуктуациями огибающей энергетически неэффективно. Для количественного измерения показателей энергоэффективности используют пик-фактор П. Следовательно, задача минимизации пик-фактора эквивалентна следующей:Criteria for maximum energy efficiency. To increase efficiency, most modern radio transmitter power amplifiers operate in a non-linear mode. As is known [2], in this mode, the use of signals with envelope fluctuations is energetically inefficient. To quantify energy efficiency indicators, the crest factor P is used. Therefore, the problem of minimizing the crest factor is equivalent to the following:

где P_p(t) - мгновенная мощность комплексной огибающей радиосигнала; М[⋅] - оператор математического ожидания (усреднения по временной реализации).where P _p (t) is the instantaneous power of the complex envelope of the radio signal; М[⋅] - expectation operator (averaging over time implementation).

При этом выражение (5) содержит чебышевскую метрику, что нежелательно в задачах оптимизации, как уже упоминалось выше. В [13] предложено использовать для оценки энергоэффективности квадрат коэффициента вариации мгновенной мощности сигнала:In this case, expression (5) contains the Chebyshev metric, which is undesirable in optimization problems, as mentioned above. In [13], it was proposed to use the square of the coefficient of variation of the instantaneous signal power to assess the energy efficiency:

где D[⋅] - оператор вычисления дисперсии.where D[⋅] is the variance calculation operator.

Таким образом, для повышения энергетической эффективности сигнала необходимо решить задачу:Thus, to improve the energy efficiency of the signal, it is necessary to solve the following problem:

Как показано в [8..10], эффективным методом решения подобных многокритериальных задач является переход к синтезу сигналов по комбинированному критерию качества с целевой функцией вида:As shown in [8..10], an effective method for solving such multicriteria problems is the transition to signal synthesis according to a combined quality criterion with an objective function of the form:

M_i, c_i>0; M_i, c_i=const; s_k, s_i∈S;

M _i , c _i >0; M _i , c _i =const; s _k , s _i ∈S;

где c_i - параметры, определяющие вес каждого входящего показателя качества; M_i - нормирующие коэффициенты, приводящие отдельные слагаемые к общему динамическому диапазону.where c _i - parameters that determine the weight of each incoming quality indicator; M _i - normalizing coefficients that bring individual terms to the overall dynamic range.

Приведена блок-схема (см. фиг.) процедуры многокритериального синтеза сигналов (в соответствии с критерием (7)) для адаптации РСПИ к изменениям радиообстановки. Таким образом, предложенный способ адаптации радиосистемы передачи информации за счет многокритериального синтеза сигналов заключается в следующем. После получения СПМ помехи вычисляется эталонная СПМ сигнала согласно выражению (2) (блок 2). Далее (блок 3) формируется целевая функция в соответствии с выражением (7).A flowchart (see Fig.) of the procedure for multi-criteria signal synthesis (in accordance with criterion (7)) for adapting the RDTI to changes in the radio environment is given. Thus, the proposed method for adapting a radio information transmission system through multi-criteria signal synthesis is as follows. After receiving the PSD of the interference, the reference PSD of the signal is calculated according to expression (2) (block 2). Further (block 3) the target function is formed in accordance with expression (7).

В блоке 4 инициализируется алгоритм определения области глобального оптимума, при этом вычисляется минимальное значение целевой функции по набору канальных алфавитов, синтезированных заранее для различных моделей помех. В блоке 5 определяется точка оптимума в области глобального, согласно решающему правилу:In block 4, the algorithm for determining the area of the global optimum is initialized, while the minimum value of the objective function is calculated from a set of channel alphabets synthesized in advance for various interference models. In block 5, the optimum point is determined in the global area, according to the decision rule:

Так как синтез сигналов выполняется для адаптации РСПИ, при которой необходимо производить минимизацию целевой функции в реальном масштабе времени, целесообразно использовать методы оптимизации, имеющие наибольшую скорость сходимости. При этом необходимо учитывать, что расчет первых и особенно вторых производных целевой функции (7) затруднен из-за ярко-выраженного нелинейного характера. Анализ работ [14, 15] показал, что при вышеприведенных требованиях целесообразно использование квазиньютоновских методов с конечно-разностной аппроксимацией производных.Since the synthesis of signals is performed for the adaptation of RDTS, in which it is necessary to minimize the objective function in real time, it is advisable to use optimization methods that have the highest convergence rate. At the same time, it should be taken into account that the calculation of the first and especially the second derivatives of the objective function (7) is difficult due to the pronounced non-linear nature. An analysis of works [14, 15] showed that, under the above requirements, it is advisable to use quasi-Newtonian methods with a finite-difference approximation of derivatives.

В блоке 6 проверяются условия останова: в первую очередь это фактор времени (адаптация не должна длиться дольше определенного промежутка времени), также стандартные критерии останова, такие как [15]: достижение требуемой точности решения; скорость движения к минимуму так упала, что не имеет смысла продолжать оптимизацию; метод начал расходится или зациклился. В блоке 7 производится вывод оптимизированного радиосигнала. Процедура синтеза сигналов для адаптации РСПИ выполняется при каждом поступлении информации об изменении СПМ действующих помех.In block 6, stopping conditions are checked: first of all, this is a time factor (adaptation should not last longer than a certain period of time), as well as standard stopping criteria, such as [15]: achieving the required solution accuracy; the speed of movement to the minimum has dropped so much that it makes no sense to continue optimization; the method started to diverge or went in cycles. In block 7, the optimized radio signal is output. The procedure for synthesizing signals for adapting the RSPI is performed with each receipt of information about a change in the PSD of the existing interference.

Список литературыBibliography

1. Ямпольский Э.М. Вариационные принципы согласования сигналов с каналом связи. - М.: Радио и связь, 1987. - 136 с.1. Yampolsky E.M. Variational principles of signal matching with a communication channel. - M.: Radio and communication, 1987. - 136 p.

2. Simon М.K. Bandwidth-efficient digital modulation with application to deep-space communications. - California Institute of Technology. - 2001. - 228 p.2. Simon M.K. Bandwidth-efficient digital modulation with application to deep-space communications. - California Institute of Technology. - 2001. - 228 p.

3. Mitola J. Cognitive radio for flexible mobile communications // Mobile Multimedia Communications, 1999. (MoMuC '99) 1999 IEEE International Workshop. - 1999. - P. 3-10.3. Mitola J. Cognitive radio for flexible mobile communications // Mobile Multimedia Communications, 1999. (MoMuC '99) 1999 IEEE International Workshop. - 1999. - P. 3-10.

4. Haykin S. Cognitive radio: brain-empowered wireless communications // Selected Areas in Communications, IEEE Journal. - 2005. - Vol. 23. - P. 201-202.4. Haykin S. Cognitive radio: brain-empowered wireless communications // Selected Areas in Communications, IEEE Journal. - 2005. - Vol. 23. - P. 201-202.

5. Уидроу Б., Стириз С.Адаптивная обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1989. - 440 с.5. Widrow B., Stiriz S. Adaptive signal processing. - M.: Radio and communication, 1989. - 440 p.

6. Коуэн К.Ф., Грант П.М. Адаптивные фильтры. М.: Мир, 1988. 392 с.6. Cowan K.F., Grant P.M. adaptive filters. M.: Mir, 1988. 392 p.

7. Тузов Г.И., Поставной В.И., Мудров О.И. Исследование влияния режекции спектров сложных частотно-фазоманипулированных сигналов на их корреляционные свойства // Радиотехника. - 1988. - №10. - С. 30-33.7. Tuzov G.I., Postavnoy V.I., Mudrov O.I. Investigation of the influence of the rejection of the spectra of complex frequency-phase-shift keyed signals on their correlation properties. Radiotekhnika. - 1988. - No. 10. - S. 30-33.

8. S.N. Kirillov and A.A. Lisnichuk, "Analysis of Narrow-Band Interference Effect on Cognitive Radio Systems Based on Synthesized Four-Position Radio Signals," 2018 XIV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), Novosibirsk, 2018, pp. 50-54. doi: 10.1109/APEIE.2018.85459658.S.N. Kirillov and A.A. Lisnichuk, "Analysis of Narrow-Band Interference Effect on Cognitive Radio Systems Based on Synthesized Four-Position Radio Signals," 2018 XIV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), Novosibirsk, 2018, pp. 50-54. doi:10.1109/APEIE.2018.8545965

9. A.A. Lisnichuk, "Multi-criteria synthesis procedure of DSSS signals for cognitive radio systems adaptation to complex interference environment," Vestnik RGRTU, (in Russian), no. 66-1, pp. 9-15, 2018. doi: 10.21667/1995-4565-2018-66-4-1-9-159.A.A. Lisnichuk, "Multi-criteria synthesis procedure of DSSS signals for cognitive radio systems adaptation to complex interference environment," Vestnik RGRTU, (in Russian), no. 66-1, pp. 9-15, 2018. doi: 10.21667/1995-4565-2018-66-4-1-9-15

10. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. - М.: Сов. радио, 1975. - 368 с.10. Gutkin L.S. Optimization of radio electronic devices in terms of a set of quality indicators. - M.: Sov. radio, 1975. - 368 p.

11. Bin Т., Yujing S. A constant envelope FQPSK modulation for deep space communications //China communications. December 2006. - P. 50-56.11. Bin T., Yujing S. A constant envelope FQPSK modulation for deep space communications // China communications. December 2006. - P. 50-56.

12. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. - М.: Издательство иностранной литературы, 1963. - 832 с.12. Shannon K. Works on information theory and cybernetics. - M.: Publishing house of foreign literature, 1963. - 832 p.

13. Pokrovskij P.S., Lisnichuk A.A. Radio signal synthesis algorithm to adapt data communication intelligence system to interference effect. Vestnik Rjazanskogo gosudarstvennogo radiotehnicheskogo universiteta. 2014. no 48. pp. 20-26. (In Russian).13. Pokrovskij P.S., Lisnichuk A.A. Radio signal synthesis algorithm to adapt data communication intelligence system to interference effect. Vestnik Rjazanskogo state radiotehnicheskogo universiteta. 2014 no 48 pp. 20-26. (In Russian).

14. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование: пер. с англ. - М.: Мир, 1975. - 536 с.14. Himmelblau D. Applied non-linear programming: Per. from English. - M.: Mir, 1975. - 536 p.

15. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. - М.: Мир, 1985. - 510 с.15. Gill F., Murray W., Wright M. Practical optimization. - M.: Mir, 1985. - 510 p.

Claims

A method for adapting a radio system for information transmission due to multi-criteria synthesis of signals, which is carried out with each receipt of information about a change in the spectrum of existing interference and consists in performing the following actions:

- after obtaining the power spectral density (PSD) of the interference N(f), the reference PSD of the signal G _opt (f) is calculated according to the following expression:

,

where [F _l , F _h ] is the normalized frequency band allocated for the signal;

- the objective function is formed in accordance with the expression

M _i , c _i >0; M _i , c _i =const; s _k , s _l ∈S;

where c _i - parameters that determine the weight of each incoming quality indicator; M _i - normalizing coefficients, leading individual terms to the overall dynamic range; d ₂ (⋅) - distance in Euclidean metric; G _S (f) - PSD of the synthesized signal; h(⋅) - "penalty" function, which increases sharply when the constraint is violated; G _{t log} (f) - PSD "mask" on a logarithmic scale, setting limits on out-of-band radiation;<⋅> - ensemble averaging operator, s _k , s _l - elements of the channel alphabet S; D[⋅] - dispersion calculation operator; M[⋅] - expectation operator (averaging over time); P _p (S) - instantaneous power of the complex envelope of the radio signal; L is the number of elements in the channel alphabet;

- Using the quasi-Newtonian method with a finite-difference approximation of derivatives, the optimum point is determined according to the following decision rule:

;

- using the obtained channel alphabet S, a synthesized radio signal is formed in accordance with the expression

where s _r(i) is the element of the channel alphabet, r(i) is the manipulation coding procedure using the Gray code, N _S is the number of information symbols, T _S is the symbol interval.