RU116293U1 - RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE - Google Patents

RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE Download PDF

Info

Publication number
RU116293U1
RU116293U1 RU2011152033/08U RU2011152033U RU116293U1 RU 116293 U1 RU116293 U1 RU 116293U1 RU 2011152033/08 U RU2011152033/08 U RU 2011152033/08U RU 2011152033 U RU2011152033 U RU 2011152033U RU 116293 U1 RU116293 U1 RU 116293U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
input
output
frequency
phase
Prior art date
Application number
RU2011152033/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Андреевич Мелешков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") filed Critical Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы")
Priority to RU2011152033/08U priority Critical patent/RU116293U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU116293U1 publication Critical patent/RU116293U1/en

Links

Abstract

Устройство приема высокоскоростной информации космической радиолинии содержит: ! полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФОБ), балансный модулятор (БМ), первый демодулятор (ДМ), первый декодер блочный (ДК), получатель информации (ПИ), блок памяти отсчетов сигнала получателя (ПАМП), устройство компенсации паразитного смещения фазового сигнала (УК СФС), устройство компенсации паразитного сдвига спектральных составляющих (УК ССС), согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФДБ), второй балансный модулятор (БМ), второй демодулятор (ДМ), второй декодер блочный (ДК), ПЭВМ блока управления (ПЭВМ), интерфейс шины ПЭВМ (интерфейс), программное обеспечение (ПО), причем входом устройства является вход ПФ, выход которого подключен к соединенным последовательно СФОБ, БМ, ДМ, ДК, ПИ, второй выход ДМ соединен с ПАМП, выход которого соединен с входом отсчетов фазового сигнала УК СФС и УК ССС, выходы которых соединены со вторым входом ПИ, выход БМ соединен с первым входом образцового сигнала УК ССС, вход СФОБ соединен с входом СФДБ, выход которого подключен к входу соединенных последовательно второму БМ, второму ДМ, второму ДК, выход которого соединен с третьим входом ПИ, ПО подключено к ПЭВМ, которая соединена интерфейсом с первым ДК, вторым ДК, ПИ, УК СФС, УК ССС, ПАМП. The device for receiving high-speed information of a space radio link contains:! bandpass filter (BPF), matched radio signal reception filter with one side (SFOB), balanced modulator (BM), first demodulator (DM), first block decoder (DC), information receiver (PI), receiver signal sample memory unit (PAMP) , a device for compensating a parasitic phase shift (UC SPS), a device for compensating for a parasitic shift of spectral components (UC SSS), a matched filter for receiving a radio signal from one side (SFDB), a second balanced modulator (BM), a second demodulator (DM), a second block decoder (DC), PC of the control unit (PC), PC bus interface (interface), software (software), and the input of the device is the PF input, the output of which is connected to the series-connected SFOB, BM, DM, DC, PI, the second output of the DM connected to the PAMP, the output of which is connected to the input of the phase signal readings of the CC SFS and CC CC, the outputs of which are connected to the second input of the PI, the output of the BM is connected to the first input of the exemplary signal of the CC CCS, the SFOB input is connected to ohm SFDB, the output of which is connected to the input of the second BM, the second DM, the second DC, the output of which is connected to the third input of the PI, the software is connected to the PC, which is connected by the interface to the first DC, the second DC, PI, UK SFS, UK SSS, PAMP.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиосистемах для оперативного доведения потребителю высокоскоростной информации по космической радиолинии.The utility model relates to radio engineering and can be used in radio systems for promptly delivering high-speed information via a space radio link to a consumer.

Доставка информации предусматривает прохождение сигнала в средствах связи и передачи данных (ССПД) от КА до потребителя. Адресная, многоканальная система ССПД работает в сети информационных магистралей и оконечных устройств, содержит спутниковую, наземную ретрансляцию системы связи, магистраль оптоволоконной линии связи, составляющие основу стандарта MIL-STD-1553А на мультиплексные информационные магистрали бортовых систем сбора и распределения информации. Слабое место доставки информации возникает в радиолинии от КА до пункта приема ССПД, так как вероятность приема зависит не только от отношения сигнал - шум радиолинии, но и от эффекта Доплера, возникающего от движения КА.Information delivery involves the passage of a signal in communication and data transmission (DSPD) from the spacecraft to the consumer. The addressable, multi-channel system of data storage systems operates in a network of information lines and terminals, contains satellite, ground relay of a communication system, a fiber optic communication line, which form the basis of the MIL-STD-1553A standard for multiplexed information lines of airborne information collection and distribution systems. The weak point of information delivery occurs in the radio link from the spacecraft to the receiving point of the SDKD, since the probability of reception depends not only on the signal-to-noise ratio of the radio link, but also on the Doppler effect arising from the motion of the spacecraft.

Известно, что эффект Доплера затрудняет прием информации, образуются замирания и искажения сигнала в отдельных участках траектории полета, иллюстрации на фиг.1-7.It is known that the Doppler effect complicates the reception of information, fading and distortion of the signal are formed in certain parts of the flight path, the illustrations in figures 1-7.

Из уровня техники известны схемы радиоприема цифровой информации в реальном времени, в которых выполняется вхождение в связь по несущей частоте и слежение за несущей частотой, синхронизация приема блоков и бит информации, фильтрация принимаемых сигналов, декодирование блоков информации посредством помехоустойчивого декодирования. Передачу информации по радиолинии обеспечивают радиосистемы, которые несут в радиосигнале сообщение s[λ, φ(t), t] с вектором непрерывных параметров λ и дискретным параметром φ(f). Сигнал передается в сумме с сигналом синхронизации s1[λ, t], который в свою очередь используется для выделения дискретного параметра φ(t) из радиосигнала. При этом приемник синхросигналов синхронизируется на основе уравнений нелинейной фильтрации, а приемник, выделяющий дискретную составляющую, строится в соответствии и с теорией оптимальных решений [1, стр.100]. Для борьбы с помехами применяют приемники сложных сигналов с малошумящими элементами высокой чувствительности, новые виды модуляции и способы фильтрации помех. Вероятность передачи увеличивают помехоустойчивым кодированием радиосигнала сообщения [2, 3]. Блок-схема приема содержит полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр (СФ), балансный модулятор (БМ), демодулятор (ДМ), декодер блочный (ДК), получатель информации (ПИ).In the prior art, real-time digital information radio reception schemes are known in which the carrier frequency is entered into the communication and the carrier frequency is monitored, the reception of blocks and information bits is synchronized, the received signals are filtered, the information blocks are decoded by error-correcting decoding. Information transmission via a radio link is provided by radio systems that carry a message s [λ, φ (t), t] with a continuous parameter vector λ and a discrete parameter φ (f) in the radio signal. The signal is transmitted in total with the synchronization signal s 1 [λ, t], which in turn is used to extract the discrete parameter φ (t) from the radio signal. In this case, the clock receiver is synchronized based on the equations of nonlinear filtering, and the receiver that selects the discrete component is constructed in accordance with the theory of optimal solutions [1, p. 100]. To combat interference, complex signal receivers with low-noise high-sensitivity elements, new types of modulation and interference filtering methods are used. The transmission probability is increased by error-correcting coding of the radio signal of the message [2, 3]. The receiving block diagram contains a bandpass filter (PF), a matched filter (SF), a balanced modulator (BM), a demodulator (DM), a block decoder (DK), and an information receiver (PI).

Помимо схем приема сигнала s[λ, φ(t), t] с помехоустойчивым декодированием в реальном времени, имеются схемы, которые записывают сигнал до преобразования в цифровую форму, находят и устраняют в ней искажения (до выделения из сигнала принимаемых символов и декодирования информации), позволяющие увеличить вероятность приема информации. Например, схема фиг.8 [6], содержащая прием сигнала s[λ, φ(t), t] устройствами ПФ, СФ, БМ, ДК, ПИ выполняет запись фазового сигнала в блок памяти (ПАМП) 7, в случае определения статусной информации ДК. Прерывателем приема блока сигнала (ППБС) 8, при статусной информации ДК, включается работа устройства компенсации паразитного смещения фазового сигнала (УК СФС) 9, которое определяет и компенсирует паразитное смещение постоянной составляющей сигнала от эффекта Доплера и шумовых помех. УК СФС, схема которого изображена на фиг.8, содержит вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС) 10, цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК) 11, решающий блок символьный (РБС) 12, второй ДК 13. УК СФС определяет и компенсирует, определяет начальное смещение φг и параметр Ωг линейного закона изменения смещения во времени, получают оценку паразитного смещения фазового сигнала, используя фазовый метод измерения частоты [4, стр.428] по отсчетам фазового сигнала ec (ti). ЦУК компенсирует паразитное смещение сигнала. По символам блока, сформированным РБС, второй ДК выполняет помехоустойчивое декодирование и передачу информации ПИ.In addition to the signal reception schemes s [λ, φ (t), t] with real-time noise-correcting decoding, there are schemes that record the signal before digitalizing, find and eliminate distortions in it (until the received symbols are extracted from the signal and information is decoded ), allowing to increase the probability of receiving information. For example, the circuit of Fig. 8 [6], containing the reception of the signal s [λ, φ (t), t] by the PF, SF, BM, DK, PI devices, records the phase signal in the memory unit (PAM P ) 7, if it is determined status information DC. With the signal block breaker (ППБС) 8, when the status information of the DC is turned on, the operation of the device for compensating the stray phase signal offset (CC SPS) 9, which determines and compensates for the stray offset of the DC component of the signal from the Doppler effect and noise interference. CC SFS, the circuit of which is depicted in Fig. 8, contains a stray signal bias calculator (SPS) 10, a digital signal offset compensation device (CCU) 11, a symbol solving unit (RBS) 12, and a second recreation center 13. The CC SFC determines and compensates, determines the initial bias φ g and the parameter Ω g of the linear law of the change in the bias in time, an estimate of the stray bias of the phase signal is obtained using the phase frequency measurement method [4, p. 428] from the phase signal samples e c (t i ). TSUK compensates for spurious signal bias. According to the block symbols generated by the EinSS, the second recreation center performs noise-resistant decoding and transmitting PI information.

Схема фиг.8 выбрана прототипом.The circuit of Fig. 8 is selected by the prototype.

Эффект Доплера создает искажения сигнала, фиг.1-7, в отдельных участках траектории полета КА при передаче информации по каналу с заданной полосой W и отношением сигнал-шум.The Doppler effect creates distortion of the signal, FIGS. 1-7, in separate sections of the spacecraft flight path when transmitting information on a channel with a given band W and signal-to-noise ratio.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в уменьшении искажения и потери сигнала в схемах с помехоустойчивым кодированием в сеансе связи, в зависимости от эффекта Доплера.The technical result of the claimed utility model is to reduce distortion and signal loss in circuits with noise-resistant coding in a communication session, depending on the Doppler effect.

Технический результат достигается тем, что устройство приема высокоскоростной информации космической радиолинии содержит:The technical result is achieved in that the device for receiving high-speed information of a space radio link contains:

полосовой фильтр (ПФ) 1, согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФОБ) 2, балансный модулятор (БМ) 3, первый демодулятор (ДМ) 4, первый декодер блочный (ДК) 5, получатель информации (ПИ) 6, блок памяти отсчетов сигнала получателя (ПАМП) 7, устройство компенсации паразитного смещения фазового сигнала (УК СФС) 9, устройство компенсации паразитного сдвига спектральных составляющих (УК ССС) 14, согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФДБ) 22, второй балансный модулятор (БМ) 23, второй демодулятор (ДМ) 24, второй декодер блочный (ДК) 25, ПЭВМ блока управления (ПЭВМ) 26, интерфейс шины ПЭВМ (интерфейс) 27, программное обеспечение (ПО) 28, причем входом устройства является вход ПФ, выход которого подключен к соединенным последовательно СФОБ 2, БМ 3, ДМ 4, ДК 5, ПИ 6, второй выход ДМ 2 соединен с ПАМП, выход которого соединен с входом отсчетов фазового сигнала УК СФС 9-3 и УК ССС 14-3, выходы которых соединены со вторым входом ПИ, выход БМ соединен с первым входом образцового сигнала УК ССС 14-1, вход СФОБ соединен с входом СФДБ, выход которого подключен к входу соединенных последовательно, второму БМ, 23 второму ДМ 24, второму ДК 25, выход которого соединен с третьим входом ПИ 6-3, ПО подключено к ПЭВМ, которая соединена интерфейсом с первым ДК, вторым ДК, ПИ, УК СФС, УК ССС, ПАМП.band-pass filter (PF) 1, matched filter for receiving a radio signal from one side (SOPF) 2, balanced modulator (BM) 3, first demodulator (DM) 4, first block decoder (DK) 5, information receiver (PI) 6, memory block samples of the signal of the recipient (PAM P ) 7, the compensation device for the stray phase shift signal (CC SFS) 9, the device for compensation for stray shift of spectral components (CC SSS) 14, the matched filter for receiving a radio signal from one side (SPSB) 22, the second balanced modulator (BM ) 23, the second demodulator (DM) 24, the second decoder blo (DK) 25, PC of the control unit (PC) 26, PC bus interface (interface) 27, software (PO) 28, and the input of the device is the PF input, the output of which is connected to SFO 2, BM 3, and DM 4 connected in series , DC 5, 6 PI, a second output connected to the SID 2 PAM II, whose output is connected to an input of phase samples CC SPS signal 9- CCC CC 3 and 14 -3, the outputs of which are connected to the second input UI BM output connected to a first input exemplary CC CAS signal 14 -1 SFOB input coupled to the input SFDB whose output is connected to the input connected placentas tion, BM second, 23 second DM 24, a second DC 25, whose output is connected to a third input of the PI 6 -3, PO is connected to a PC, which is connected to a first DC interface, the second DC, PI, CC SPS, MC CCC PAM P .

Признаки и сущность полезной модели поясняются в детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее:The features and essence of the utility model are explained in the detailed description illustrated by the drawings, which shows the following:

на фиг.1. Замирание сигнала от эффекта Доплера;in figure 1. Fading of the signal from the Doppler effect;

на фиг.2. Искажения меандра;figure 2. Distortions of the meander;

на фиг.3. Прием несущей частоты;figure 3. Carrier frequency reception

на фиг.4. Сигнал модуляции меандром;figure 4. Signal modulation meander;

на фиг.5. Искажение меандра от сдвига фаз колебаний;figure 5. Square wave distortion from phase shift;

на фиг.6. Сигнал составляющих векторов;in Fig.6. The signal of the component vectors;

на фиг.7. Сдвиг фаз составляющих;in Fig.7. The phase shift of the components;

на фиг.8. Схема прототипа, где обозначено:on Fig. The prototype scheme, where indicated:

1 - полосовой фильтр (ПФ);1 - band-pass filter (PF);

2 - согласованный фильтр (СФ);2 - matched filter (SF);

3 - балансный модулятор (БМ);3 - balanced modulator (BM);

4 - демодулятор (ДМ);4 - demodulator (DM);

5, 13, - первый и второй декодеры блочные (ДК);5, 13, - the first and second block decoders (DC);

6 - получатель информации (ПИ);6 - recipient of information (PI);

7 - блок памяти (ПАМ) отсчетов сигнала получателя.7 - memory block (PAM) of the samples of the recipient signal.

8 - прерыватель приема блока сигнала (ППБС);8 - chopper receiving signal block (PPBS);

9 - устройство компенсации паразитного смещения фазового сигнала (УК СФС);9 - a device for compensating for stray phase signal displacement (CC SPS);

10 - вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС);10 - calculator stray signal bias (IPN);

11 - цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК);11 - digital signal offset compensation device (CCU);

12 - решающий блок символьный (РБС);12 - decisive block character (RBS);

на фиг.9. Схема заявленного устройства приема высокоскоростной информации космической радиолинии, где обозначено:Fig.9. Scheme of the claimed device for receiving high-speed information of a space radio link, where it is indicated:

1 - полосовой фильтр (ПФ);1 - band-pass filter (PF);

2 - согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФОБ);2 - a consistent filter for receiving a radio signal from one side (SFOB);

3, 23 - первый и второй соответственно балансный модулятор (БМ);3, 23 - the first and second respectively balanced modulator (BM);

4, 24 - первый и второй соответственно демодулятор (ДМ);4, 24 - the first and second, respectively, demodulator (DM);

5, 25 - первый и второй соответственно декодер блочный (ДК);5, 25 - the first and second, respectively, block decoder (DC);

6 - получатель информации (ПИ);6 - recipient of information (PI);

7 - блок памяти фазовых отсчетов сигнала получателя (ПАМП);7 - memory block phase samples of the recipient signal (PAM P );

9 - устройство компенсации паразитного смещения фазового сигнала (УК СФС);9 - a device for compensating for stray phase signal displacement (CC SPS);

14 - устройство компенсации паразитного сдвига спектральных составляющих (УК ССС);14 - a device for compensating for stray shift of spectral components (CC SSS);

22 - согласованный фильтр приема радиосигнала с двумя боковыми (СФДБ);22 - matched filter for receiving a radio signal with two side (SFDB);

26 - ПЭВМ;26 - PC;

27 - интерфейс;27 - interface;

28 - программное обеспечение блока управления устройством и отображения его состояния (ПО);28 - software unit control the device and display its status (software);

на фиг.10. Схема УК СФС 9, где обозначено:figure 10. Scheme of the Criminal Code SPS 9, where it is indicated:

10 - вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС);10 - calculator stray signal bias (IPN);

11 - цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК);11 - digital signal offset compensation device (CCU);

12 - решающий блок символьный (РБС);12 - decisive block character (RBS);

13 - второй декодер блочный (ДК);13 - the second block decoder (DK);

на фиг.11. Схема УК ССС 14, где обозначено:figure 11. The scheme of the CC SSS 14, where it is indicated:

15 - вычислитель искажений образцового сигнала (ВИС)15 - sample signal distortion calculator (VIS)

16 - блок компенсации искажений (БКИ),16 - block distortion compensation (BKI),

17 - блок отсчетов исправленного фазового сигнала (БФС),17 is a block of samples of the corrected phase signal (BFS),

18 - первый решающий блок символьный (РБС),18 - the first decision block character (RBS),

19 - третий декодер блочный (ДК);19 - the third block decoder (DK);

20 - блок памяти отсчетов образцового сигнала (ПАМос)20 - memory block samples of the reference signal (PAMos)

21 - третий демодулятор (ДМ);21 - third demodulator (DM);

на фиг.12. Спектральное представление модулирующей синусоиды;on Fig. Spectral representation of a modulating sinusoid;

на фиг.13. Векторное представление составляющих БПФ;on Fig. Vector representation of the components of an FFT;

на фиг.14. Схема декодирования, образуемая набором кодеков;on Fig. Decoding scheme formed by a set of codecs;

на фиг.15. Векторное изображение образцового сигнала;on Fig. Vector image of a reference signal;

на фиг.16. Пример поиска конфигурации;in Fig.16. Example configuration search;

на фиг.17. Образование серии ошибок.on Fig. The formation of a series of errors.

В тексте приняты обозначения:The following notation is used in the text:

ССПД - средства связи и передачи данных, содержащие системы связи космических систем: бортовые ретрансляторы сигналов и наземные станции связи, осуществляющие обмен соответствующими видами информации (цифровой, телефонной и др.) [5, стр.16];SSPD - means of communication and data transfer, containing communication systems for space systems: on-board signal transmitters and ground communication stations, exchanging relevant types of information (digital, telephone, etc.) [5, p.16];

«сообщение» - высокочастотный или низкочастотный сигнал приемного устройства во временной форме или спектральном виде, несущий информацию, передаваемую потребителю (ПО);"Message" - a high-frequency or low-frequency signal of the receiving device in a temporary form or spectral form, carrying information transmitted to the consumer (software);

«образцовый сигнал» - образцовый сигнал sобр[λ,t], высокочастотный или низкочастотный сигнал приемного устройства во временной форме или спектральном виде, используемый для определения расхождения составляющих спектра от эффекта Доплера, передается в радиолинии в сумме с радиосигналом сообщения s[λ,φ(t),t] и сигналом синхронизации s1[λ,t];“Reference signal” - reference signal s arr [λ, t], a high-frequency or low-frequency signal of the receiving device in a temporary form or spectral form, used to determine the discrepancy of the spectrum components from the Doppler effect, transmitted in the radio link in total with the radio signal of the message s [λ, φ (t), t] and the synchronization signal s 1 [λ, t];

sфс[λ,t] - характеристики передаваемого сообщения - сигнала в блоке (начальное смещение φг и параметр Ωг линейного закона изменения смещения во времени);s fs [λ, t] - characteristics of the transmitted message — signal in the block (initial displacement φ g and parameter Ω g of the linear law of the change in time displacement);

ес(ti) - отсчеты фазового сигнала в передаваемом блоке данных.f s (t i ) - samples of the phase signal in the transmitted data block.

В структурной схеме устройства радиоприема высокоскоростной информации космической радиолинии, фиг.9, устройства, составляющие схему, выполняют вхождение в связь по несущей частоте, синхронизацию тактовой частоты приема бит, синхронизацию приема и прием сообщения в реальном масштабе времени. Блоки ПФ 1, СФДБ 22, БМ 23, ДМ 24, ДК 25 выполняют прием сигнала с двумя боковыми, информация от ДК 25 поступает ПИ 6. Блоки ПФ 1, СФОБ 2, вторые блоки БМ 3, ДМ 4, ДК 5 выполняют прием сигнала с одной боковой, информация от второго ДК 5 поступает ПИ 6. Согласованные фильтры приема радиосигнала СФОБ 2 и СФДБ 22 соответственно фильтруют радиосигнал с одной и двумя боковыми частотами. Первый и второй ДМ выполняют аналого-цифровое преобразование фазового сигнала. Прием БМ, ДМ, ДК строится традиционным способом с использованием оптимальных схем приема и высокоэффективных схемах помехоустойчивого кодирования. Статусная информация блока данных второго ДК, если ошибки обнаружены вторым декодером ДК 5 и не исправлены, поступает по интерфейсу в ПЭВМ, по команде которой отсчеты фазовых сигналов сообщения и образцового сигнала записывается при приеме информации соответственно в ПАМП и ПАМОС. Отсчеты сигналов ПАМП передаются в УК СФС и УК ССС.In the structural diagram of the radio reception device for high-speed information of the space radio link, Fig. 9, the devices making up the circuit, enter into communication by the carrier frequency, synchronize the clock frequency of the reception of bits, synchronize the reception and reception of messages in real time. Blocks PF 1, SFDB 22, BM 23, DM 24, DC 25 receive the signal with two side, information from the DC 25 receives PI 6. Blocks PF 1, SFOB 2, the second blocks BM 3, DM 4, DC 5 receive the signal from one side, information from the second recreation center 5 receives PI 6. The matched filters for receiving the radio signal SFOB 2 and SFDB 22 respectively filter the radio signal with one and two side frequencies. The first and second DM perform analog-to-digital conversion of the phase signal. Reception BM, DM, DC is built in the traditional way using optimal reception schemes and high-performance noise-correcting coding schemes. The status information of the data block of the second recreation center, if errors are detected by the second decoder of the recreation center 5 and are not corrected, is transmitted via the interface to the PC, by the command of which the samples of the phase signals of the message and the reference signal are recorded when the information is received, respectively, in the PAM P and PAM OS . The samples of the PAM P signals are transmitted to the CC SFS and CC SSS.

Примеры исполнения схем УК СФС и УК ССС.Examples of the execution of the schemes of the Criminal Code of SFS and the Criminal Code of SSS.

Схема УК СФС 9, фиг.10, содержит вычислитель паразитного смещения сигнала (ВПС) 10, цифровое устройство компенсации смещения сигнала (ЦУК) 11, решающий блок символьный (РБС) 12, второй декодер блочный (ДК) 13; вход шины интерфейса УК СФС 9-1 подключен к входам управления ДК\, ВПС и ЦУК, выход ЦУК подключен к первому решающему блоку символьному (РБС), выход которого соединен с входом второго ДК, сигнальный выход которого является выходом УК СФС 9-2, выход ВПС подключен ко второму входу ЦУК, вход отсчетов фазового сигнала УК СФС 9-3, соединен со вторым входом ВПС и третьим сигнальным входом ЦУК.The circuit of the CC SFS 9, Fig. 10, contains a calculator of parasitic signal bias (SPS) 10, a digital device for compensating signal bias (CCU) 11, a decisive symbol block (RBS) 12, a second block decoder (DC) 13; the input bus of the interface of the CC SFS 9 -1 is connected to the control inputs of the DK \, VPS and the CSC, the output of the CSC is connected to the first decision block symbolic (RBS), the output of which is connected to the input of the second DC, the signal output of which is the output of the CC SFS 9 -2 , the IPN output is connected to the second input of the CCM, the input of the phase signal samples of the CC SFS 9 -3 , is connected to the second input of the IPN and the third signal input of the CCM.

Схема УК ССС 14, фиг.11, содержит вычислитель искажений образцового сигнала (ВИС) 15, блок компенсации искажений (БКИ) 16, блок отсчетов исправленного фазового сигнала (БФС) 17, первый решающий блок символьный (РБС) 18, третий декодер блочный (ДК) 19, блок памяти отсчетов образцового сигнала (ПАМОС) 20, третий демодулятор (ДМ) 21, вход образцового сигнала УК ССС 14-1 соединен с входом ДМ 21, выход которого соединен с ПАМОС вход-выход которой соединен с ВИС, выход которой подключен ко второму входу БКИ, выход которого подключен к сигнальному входу БФС 17, выход которого соединен с РБС 18, выход которого подключен к ДК 19, выход кеоторого является выходом УК ССС 14-2, вход сигнала - сообщение УК ССС 14-3 соединен с третьим входом БКИ 16, выход БКИ соединен со вторым входом БФС, выход БФС соединен с входом второго РБС 18, УК ССС 14-3, вход шины интерфейса УК ССС 14-4 соединен с первым входом БКИ первым входом БФСThe CC CC 14 scheme, FIG. 11, contains a distortion calculator of an exemplary signal (VIS) 15, a distortion compensation unit (BCR) 16, a corrected phase signal (BFS) sampler 17, a first symbol decider (RBS) 18, and a third block decoder ( DC) 19, the memory block of samples of the sample signal (PAM OS ) 20, the third demodulator (DM) 21, the input of the model signal of the CC SSS 14 -1 is connected to the input of the DM 21, the output of which is connected to the PAM OS whose input-output is connected to the VIS, the output of which is connected to the second input of the BKI, the output of which is connected to the signal input of the BFS 17, the output which is connected to the RBS 18, the output of which is connected to a DC 19, the output is an output keotorogo CCC CC 14 -2, the signal input - CC CCC -3 message 14 is connected to the third input BCH 16, CHB output connected to a second input of the BFS, the output is connected BFS with the input of the second RBS 18, CC SSS 14 -3 , the bus interface input of the CC SSS 14 -4 is connected to the first input of the BKI by the first input of the BFS

УК СФС по команде ПЭВМ, вычисляет параметры паразитного смещения уровня фазового сигнала, по данным ПАМП s[λ,φ(t),t] и компенсирует их в фазовых отсчетах сигнала ec(ti), по которым РБС определяет биты блока данных («0» или «1»). Безошибочно принятый блок информации помехоустойчивым декодированием передается ПИ 6. Статусная информация ДК блока УК СФС передается в ПЭВМ, откуда поступает команда «Включено» блоку УК ССС, который приступает к обработке сигнала. Пример работы УК СФС, содержащего ВПС, ЦУК, РБС, ДК описан в [5].CC SPS team PC, calculates the parameters of the parasitic displacement of the phase of the signal level according to PAM P s [λ, φ (t) , t] and compensates a phase signal samples e c (t i), which RBS determines the bits of the data block (“0” or “1”). An error-free information block received by error-correcting decoding is transmitted by PI 6. The status information of the DC of the CC SFS block is transmitted to the PC, from which the “On” command comes to the CC CCC block, which proceeds to signal processing. An example of the work of the Criminal Code of the SPS, containing the IPN, CCA, RBS, DC is described in [5].

УК ССС 14 по команде ПЭВМ 26, вычисляет паразитный сдвиг спектральных составляющих в быстром преобразовании Фурье (БПФ) принимаемого сигнала, компенсирует их в спектре и преобразованием во временную область получает отсчеты фазового сигнала блока данных. Для определения искажений используется образцовый сигнал. В вычислениях паразитных искажений используются данные ПАМОС и ПАМП. По разнице спектральных составляющих, полученных БПФ, принятого sобр[λ,t] и излученного (неискаженного эффектом Доплера) образцового сигнала, определяют паразитные искажения фаз спектральных составляющих. В спектре сигнала s[λ,φ(t),t] компенсируют паразитные искажения фаз спектральных составляющих и обратным преобразованием БПФ получают вектор отсчетов сигнала временной области. Отсчеты исправленного сигнала поступают в решающее устройство, которое формирует последовательность бит блока данных (символы «0» и «1»). Декодер выполняет помехоустойчивое декодирование, принятый блок информации передается ПИ 6.CCC CC 14 according to the PC 26 command, calculates the stray shift of the spectral components in the fast Fourier transform (FFT) of the received signal, compensates them in the spectrum and, by converting it to the time domain, receives the phase signal samples of the data block. To determine the distortion, a reference signal is used. Parasitic distortion calculations use PAM OS and PAM P data. The spurious distortion of the phases of the spectral components is determined by the difference in the spectral components obtained by the FFT, the received s sample [λ, t] and the emitted (undistorted by the Doppler effect) reference signal. In the signal spectrum, s [λ, φ (t), t] compensate for spurious phase distortions of the spectral components, and the inverse FFT transform produces a vector of time-domain signal samples. The samples of the corrected signal arrive at the decisive device, which forms a sequence of bits of the data block (characters "0" and "1"). The decoder performs noise-correcting decoding, the received block of information is transmitted by PI 6.

В устройствах ВИС 15, БКИ 16 и БФС 17 применено быстрое преобразование Фурье (БПФ) для компенсации искажений. БПФ в частотной области имеет сетку частот. Сетка N частот образуется частотами ω0+ω(i), где ω0=2π·f0, ω(i)=i·Ω, i - номер частоты в сетке, i=0, 1, 2, …N-1. Шаг частот сетки Ω неизменен. Разность соседних частот одинакова, доплеровское смещение разности соседних частот одинаково, обозначим его ΩD. При эффекте Доплера на частотной оси образуются сетка разностных частот i·ΩD и сетка расхождений i·(ΩD-Ω) при i=0, 1, 2…N-1.The VIS 15, BKI 16 and BFS 17 devices use the fast Fourier transform (FFT) to compensate for distortion. The FFT in the frequency domain has a frequency grid. A grid of N frequencies is formed by frequencies ω 0 + ω (i), where ω 0 = 2π · f 0 , ω (i) = i · Ω, i is the frequency number in the grid, i = 0, 1, 2, ... N-1 . The grid frequency step Ω is unchanged. The difference in neighboring frequencies is the same, the Doppler shift of the difference in neighboring frequencies is the same, we denote it by Ω D. With the Doppler effect, a grid of difference frequencies i · Ω D and a grid of discrepancies i · (Ω D -Ω) are formed on the frequency axis for i = 0, 1, 2 ... N-1.

Эффект Доплера констатирует линейность доплеровского сдвига частоты от составляющей скорости спутника или космического корабля, направленной в точке его расположения вдоль касательной к траектории волны, искривленной в случае неоднородности среды распространения.The Doppler effect ascertains the linearity of the Doppler frequency shift from the velocity component of a satellite or spacecraft, directed at the point of its location along the tangent to the wave path, curved in the case of inhomogeneous propagation medium.

Свойство линейности проявляется в изменении расстояния между частотами сетки и изменении каждой частоты сетки с коэффициентом a Д от эффекта Доплера. Возьмем две частоты сетки ƒ1=k1·Ω, ƒ2=k2·Ω, k1, k2 - целые числа, разностная частота F121, когда нет эффекта Доплера. Частоты при эффекте Доплера ƒ1D, ƒ2D, разностная частота F1D2D1D лежит на частотной оси, где коэффициент линейного изменения частоты от эффекта Доплера a Д, эффект Доплера для точек частотной оси позволяет записать 2πƒ1D=a Д2πƒ1, 2πƒ2D=a Д2πƒ2, расхождение частот вращения Ω=2π(F2D-F1D)=2π(ƒ2D1D21) образует расхождение векторов колебаний.The linearity property is manifested in a change in the distance between the grid frequencies and a change in each grid frequency with a coefficient a D from the Doppler effect. We take two grid frequencies ƒ 1 = k 1 · Ω, ƒ 2 = k 2 · Ω, k 1 , k 2 are integers, the difference frequency F 1 = ƒ 21 , when there is no Doppler effect. Frequencies with the Doppler effect ƒ 1D , ƒ 2D , the difference frequency F 1D = ƒ 2D1D lies on the frequency axis, where the coefficient of linear frequency change from the Doppler effect a D , the Doppler effect for points of the frequency axis allows you to write 2πƒ 1D = a D 2πƒ 1 , 2πƒ 2D = a D 2πƒ 2 , the discrepancy between the rotational frequencies Ω = 2π (F 2D -F 1D ) = 2π (ƒ 2D1D2 + ƒ 1 ) forms the discrepancy of the vibration vectors.

В устройстве применен образцовый сигнал (ОС) с частотами из сетки частот. Гармонические частоты ОС назовем «подстраиваемая» f1 и «контрольная» f2. ОС передается по радиолинии, выделяется из входного сигнала с выхода БМ 3, вторым ДМ 13 заносится в блок памяти ПАМ отсчетов образцового сигнала 14. Частоты ОС не выходят за границы спектра информационного сигнала. Разностная частота F121, когда нет эффекта Доплера. Разностная частота F1D2D1D при эффекте Доплера. Расхождение ΩКП=2π(ƒ2D1D21). Расхождение дает паразитный фазовый сдвиг частот, порождающий искажение сигнала, зависящее от времени tS.The device uses a reference signal (OS) with frequencies from the frequency grid. OS harmonic frequencies will be called “adjustable” f 1 and “control” f 2 . The OS is transmitted via a radio link, is extracted from the input signal from the BM 3 output, and the second DM 13 is recorded in the PAM memory block of the samples of the reference signal 14. The OS frequencies do not go beyond the spectrum of the information signal. The difference frequency F 1 = ƒ 21 when there is no Doppler effect. The difference frequency F 1D = ƒ 2D1D with the Doppler effect. The discrepancy Ω KP = 2π (ƒ 2D1D2 + ƒ 1 ). The discrepancy gives a parasitic phase shift of frequencies, causing signal distortion, depending on the time t S.

Образцовый сигнал с выхода БМ 3 переносится амплитудным фазовым вторым ДМ 13 в область низких частот. Примером схемы преобразований может служить базовая схема [7, стр.241], которая относится к разряду классических схем. В устройстве частота гетеродина взята сумме частот ω0+2πf1. В области нулевых частот достигается совмещение частоты и фазы «подстраиваемой» частоты с гетеродином системой автоподстройки, образуется сигнал разности частот ОС.An exemplary signal from the output of BM 3 is transferred by the amplitude phase second DM 13 to the low-frequency region. An example of a transformation scheme is the basic scheme [7, p. 241], which belongs to the category of classical schemes. In the device, the local oscillator frequency is taken to the sum of the frequencies ω 0 + 2πf 1 . In the region of zero frequencies, a combination of the frequency and phase of the “tunable” frequency with the local oscillator is achieved by the self-tuning system, and an OS frequency difference signal is generated.

Первое преобразование вторым ДМ 13 берется для свободного пространства при отсутствии доплеровского смещения, когда задержки приема нет, tS≈0, образуется колебание частоты F1. Второе преобразование выполняются в сеансе связи, где от эффекта Доплера, образуется колебание частоты F1D. Цифровые отсчеты фаз колебания частот F1 и F1D блока ОС сохраняются в ПАМ отчетов образцового сигнала 14.The first transformation by the second DM 13 is taken for free space in the absence of Doppler shift, when there is no reception delay, t S ≈ 0, a frequency oscillation F 1 is formed . The second conversion is performed in a communication session, where the frequency fluctuation F 1D is formed from the Doppler effect. Digital samples of the phases of the oscillation of the frequencies F 1 and F 1D of the OS block are stored in the PAM reports of the reference signal 14.

Оператор вычисления искажений образцового сигнала в ВИС 15 определяет паразитные фазовые сдвиги спектральных составляющих ОС за время от излучения до приема tS.The operator for calculating the distortion of the reference signal in the VIS 15 determines the stray phase shifts of the spectral components of the OS for the time from radiation to reception t S.

ВИС 15 переводит быстрым преобразованием Фурье (БПФ) в частотную область колебания частот F1 и F1D, по которым определяется расхождение контрольной частоты.VIS 15 translates the fast Fourier transform (FFT) into the frequency domain of the frequency fluctuations F 1 and F 1D , which determines the discrepancy of the control frequency.

Операторы преобразований БПФ известны, например [6]: cfft(Y), icfft(F), векторы преобразований Y, F. F:=cƒƒt(Y) по аргументам xi:=i·Δ, i:=0…N-1, . Вектор Y образуют: модули Mi:=|Yi| и фазы Фi:=arg(Yi). Модули - значения отсчетов амплитуд в блоке данных фазового детектора, фазы - отсчеты фаз фазового детектора в блоке данных. Принимаются к обработке векторы отсчетов с числом элементов N=2n, недостающие элементы дополняются нулями, отсчеты через равные промежутки. В результате прямого преобразования, из вектора Y получается вектор Фурье спектра F. Составляющие вектора F: фазы ФFi:=arg(Fi) и модули MFi:=|Fi|. Обратное преобразование БПФ выполняет оператор Y:=icƒƒt(F), F - вектор Фурье спектра. В частотной области разложение по частотам , где i:=0…N-1. Числа комплексной формы:FFT transformation operators are known, for example [6]: cfft (Y), icfft (F), transformation vectors Y, F. F: = cƒƒt (Y) with respect to the arguments xi: = i · Δ, i: = 0 ... N-1 , . The vector Y is formed by: modules M i : = | Y i | and phase Φ i : = arg (Y i ). Modules are the values of the samples of the amplitudes in the data block of the phase detector, the phases are the samples of the phases of the phase detector in the data block. Sample vectors with the number of elements N = 2 n are accepted for processing, missing elements are supplemented with zeros, samples at regular intervals. As a result of the direct transformation, the Fourier vector of the spectrum F is obtained from the vector Y. The components of the vector F: phases ΦF i : = arg (F i ) and the modules MF i : = | F i |. The inverse FFT transform is performed by the operator Y: = icƒƒt (F), F is the Fourier vector of the spectrum. In the frequency domain, frequency decomposition where i: = 0 ... N-1. Complex numbers:

- Y:=19,785j+0.1;- Y: = 19.785j + 0.1;

- Im(Y)=19.785;- Im (Y) = 19.785;

- Re(Y)=0.1;- Re (Y) = 0.1;

- |Z|=23;- | Z | = 23;

- arg(Z)=0.1;- arg (Z) = 0.1;

- J - комплексная единица.- J is a complex unit.

Расхождение фазы контрольной частоты φП={ΩiD·tS) за время tS, в спектральном разложении радианной меры находим по выражению φП=nC·2π+φK, где nC - число целых колебаний (2π), φK - фаза расхождения частоты во время сеанса. Расхождение nC=NMPA-NMP, NMP - номер максимума модуля в спектре излученного сигнала (записанный в ПАМ отчетов образцового сигнала 14), NMPA - номер максимума модуля в сеансе. По модулям и фазам спектрального разложения NMP и NMPA в трех вариантах «а», «б», «в» на фиг.12 [8, стр.182] определяется полное расхождение фаз за время tS контрольной частоты.The phase difference of the control frequency φ П = {Ω iD · t S ) for time t S , in the spectral decomposition of the radian measure we find by the expression φ П = n C · 2π + φ K , where n C is the number of integer vibrations (2π), φ K is the phase of frequency discrepancy during the session. The discrepancy n C = N MPA -N MP , N MP is the maximum number of the module in the spectrum of the emitted signal (recorded in the SAM of the sample signal reports 14), N MPA is the maximum number of the module in the session. The modules and phases of the spectral decomposition of N MP and N MPA in the three versions “a”, “b”, “c” in Fig. 12 [8, p. 182] determine the total phase difference for time t S of the control frequency.

Вариант «А» фиг.13 показан модуль результирующего вектора и его фаза составляющих фиг.12. Вариант «Б», спектр разложения БПФ, показаны векторы спектральных составляющих. Число составляющих спектрального разложения быстрым преобразованием Фурье i:=0…N-1. Результирующий вектор представляется суммой N-1 векторов частотного разложения, на рисунках фиг.12 изображены модули векторов разложения. Для определения фазы результирующего вектора будем суммировать часть составляющих векторов, достаточно полно отражающих длину результирующего вектора, например, брать сумму чисел «комплексной формы», образующих экстремум.Option "A" of Fig.13 shows the module of the resulting vector and its phase components of Fig.12. Option B, FFT decomposition spectrum, vectors of spectral components are shown. The number of components of the spectral decomposition by the fast Fourier transform i: = 0 ... N-1. The resulting vector is represented by the sum of N-1 frequency decomposition vectors, the figures of Fig. 12 show the decomposition vector modules. To determine the phase of the resulting vector, we will summarize a part of the component vectors that sufficiently fully reflect the length of the resulting vector, for example, take the sum of the numbers of the “complex form” that form the extremum.

Вариант «а» - период колебания содержит целое число периодов колебаний спектрального разложения, т.е. частота колебания совпадает с частотой сетки i частотного разложения БПФ, модуль MFi:=|Fi| максимален, берется NMPA=i, фаза φK=ФFi:=arg(Fi), модули остальных составляющих равны нулю.Option "a" - the oscillation period contains an integer number of oscillation periods of the spectral decomposition, ie the oscillation frequency coincides with the frequency of the grid i of the frequency decomposition of the FFT, the module MF i : = | F i | maximum, N MPA = i is taken, phase φ K = ФF i : = arg (F i ), the modules of the remaining components are equal to zero.

Вариант «б» - частота колебания отличается от частот сетки мене, чем 0,5 шага, например на 0,25 шага, модуль MFi:=|Fi| максимален, берется NMPA=i, Образуются модули соседних составляющих, убывающие по дальности расположения, фазы составляющих ФFi:=arg(Fi). Определение фазы φK делается по сумме группы составляющих «контрольной» частоты, образующих экстремум, числами «комплексной формы».Option “b” - the oscillation frequency differs from the grid frequencies by less than 0.5 steps, for example, by 0.25 steps, the module MF i : = | F i | maximum, N MPA = i is taken. Modules of neighboring components are formed, decreasing in their range, phases of the components ФF i : = arg (F i ). The determination of the phase φ K is made by the sum of the group of components of the "control" frequency, forming the extremum, by the numbers of the "complex form".

Вариант «в» - частота колебания отличается от частот сетки на 0,5 шага. Модуль MFi:=0. Образуются равные модули соседних составляющих, остальные модули убывают по дальности расположения, фазы составляющих, ФFi:=arg(Fi). Результирующий вектор на грани перескока, либо влево либо вправо на 0,5 шага, считаем, что он не перескочил, остался в середине NMPA=i, где максимум модуля равен нулю. Определение фазы φK делается по сумме группы составляющих «контрольной» частоты, образующих экстремум, числами «комплексной формы». На фиг.12 видно, что в преобразовании можно взять порядка пяти составляющих.Option “c” - the oscillation frequency differs from the grid frequencies by 0.5 steps. Module MF i : = 0. Equal modules of neighboring components are formed, the remaining modules decrease in terms of location, component phase, ФF i : = arg (F i ). The resulting vector is on the verge of jumping, either left or right by 0.5 steps, we believe that it did not jump, remained in the middle of N MPA = i, where the maximum modulus is zero. The determination of the phase φ K is made by the sum of the group of components of the "control" frequency, forming the extremum, by the numbers of the "complex form". On Fig shows that in the transformation you can take about five components.

Полное расхождение фаз контрольной частоты за время tS равно φПК=nC·2π+φK.The total phase difference of the control frequency during time t S is equal to φ PC = n C · 2π + φ K.

Запишем расхождение частоты, вызывающее расхождение фазы Δφ за время Δt в виде частоты . При Δφ=φПК, Δt=tS получим . Подставляя φПК, определим расхождение на шаг сетки .We write the frequency discrepancy causing the phase discrepancy Δφ over time Δt as a frequency . When Δφ = φ PC , Δt = t S we get . Substituting φ PC , we determine the discrepancy by the grid step .

Сетка расхождений частот ΩiD=i·Ωr, i:=0…N-1Grid of frequency discrepancies Ω iD = i · Ω r , i: = 0 ... N-1

Полное расхождение фаз φПi (паразитные смещения) за время tS спектральных составляющих ΩiD определим с использованием формулы для сетки расхождений частотThe total phase difference φ Пi (spurious displacements) during the time t S of the spectral components Ω iD is determined using the formula for the grid of frequency differences

, i:=0…N-1 , i: = 0 ... N-1

БКИ 16 использует вектор φПi паразитного смещения фаз блока ВИС 15, переводит, командой ППБС 7, оператором F:=cƒƒt(Y) вектор Y с составляющими: фазы Фi:=arg(Yi), модули Мi:=|Yi|, i:=0…N-1. Фазы - отсчеты фазового сигнала ПАМ отчетов сигнала получателя 12. Модули отсчетов полагаем единице, Mi=1. Получаем вектор F с составляющими: фазы ФFi:=arg(Fi) и модули МFi:=|Fi|, i:=0…N-1. Фазы ФFi содержат искажения.BKI 16 uses the vector φ Пi of the parasitic phase displacement of the VIS unit 15, translates, with the PPBS command 7, the operator F: = cƒƒt (Y) the vector Y with the components: phases Ф i : = arg (Y i ), modules М i : = | Y i |, i: = 0 ... N-1. Phases - samples of the phase signal PAM reports of the signal of the recipient 12. We assume the units of samples to unity, M i = 1. We get the vector F with the components: phase Ф Fi : = arg (F i ) and modules М Fi : = | F i |, i: = 0 ... N-1. Phase Fi contains distortion.

От эффекта Доплера в момент приема меняется только частота, модули сигналов от относительной скорости движения приемника и передатчика не изменяются, поэтому модули векторов MFi частотного разложения при эффекте Доплера считаем неизменными. Изменения частоты за время tS учитываем полным расхождением фаз φПi составляющих частот разложения.From the Doppler effect at the time of reception, only the frequency changes, the signal modules from the relative speed of the receiver and transmitter do not change, therefore, the modules of the vectors M Fi of the frequency decomposition under the Doppler effect are considered unchanged. Frequency changes over time t S are taken into account by the complete phase difference φ Пi of the components of the decomposition frequencies.

Компенсацию искажений выполняем изменением фаз составляющих частотного разложения. Оператор компенсации искажений:Distortion compensation is performed by changing the phases of the components of the frequency decomposition. Distortion Compensation Operator:

Фi:=mod(arg(Yi)-φПi) для i:=0…N-1Ф i : = mod (arg (Y i ) -φ Пi ) for i: = 0 ... N-1

Выходом блока БКИ 16 является вектор фаз ФFi и вектор модулей MFi i:=0…N-1.The output of the block BKI 16 is the phase vector Φ Fi and the vector of modules M Fi i: = 0 ... N-1.

Блок отсчетов исправленного фазового сигнала (БФС) 17 использует векторы Фi, MFi, i:=0…N-1, полученные в БКИ 16 по второму входу, преобразует сигнал частотной области во временную область оператором обратного преобразования Y:=icƒƒt(F), где:The sampled block of the corrected phase signal (BFS) 17 uses the vectors Ф i , M Fi , i: = 0 ... N-1 obtained in the BKI 16 at the second input, converts the frequency domain signal into the time domain by the inverse transformation operator Y: = icƒƒt (F ), where:

вектор F - вектор данных Фурье спектра с составляющими;vector F - vector of Fourier spectrum data with components;

Фi - вектора фаз;F i - phase vector;

MFi - вектор модулей.M Fi is the vector of modules.

Выходом БФС 17 является вектор отсчетов фаз Фi:=arg(Yi), i:=0…N-1.The output of the BFS 17 is the phase reference vector Ф i : = arg (Y i ), i: = 0 ... N-1.

В операторах преобразования сигналов приемного устройства число отсчетов N не меняется, нормировка базисной системы не нарушается, что соответствует требованиям преобразований в БПФ [9, стр.224].In the signal conversion operators of the receiving device, the number of samples N does not change, the normalization of the base system is not violated, which corresponds to the requirements of transforms in the FFT [9, p. 224].

В блоке ПО 28 хранятся схемы электрические на ПЛИС, ОЗУ, ПЗУ, микропроцессорах, выполненные в виде загрузочных модулей под сигналы КА с априорно известной структурой.Block 28 contains electrical circuits for FPGA, RAM, ROM, microprocessors, made in the form of loading modules for spacecraft signals with an a priori known structure.

Блок управления устройством и отображения его состояния ПЭВМ 26, выполняет выбор загрузочного модуля из программного обеспечения (ПО) 28 и включает конфигурации приема в сеансе связи.The control unit of the device and displaying its status of the personal computer 26, performs the selection of the boot module from the software (software) 28 and includes the configuration of the reception in the communication session.

Известно использование конфигураций для приема сменных вида информационного потока, вида кодирования, формата данных в подсистеме SE985. Подсистема SE985 фирмы Satellite Services B.V. (Нидерланды) - одноплатный вариант, реализует несколько функций, в том числе варианты передачи, кодирования (ТМ/ТС), работающих параллельно в реальном масштабе времени, с одновременной обработкой нескольких информационных потоков запрос/ответ, работающих с различными скоростями. Скоростные приложения до 150 Мбит/с, удовлетворяют индустриальным стандартам. Каждая секция схемы кодирования может быть выборочно включена или отключена, управляющая аппаратура обеспечивает передачу команд на КА перехода формы NRZ в форму Biφ в радиоканале.It is known to use configurations for receiving plug-in types of information flow, type of coding, data format in the subsystem SE985. Satellite Services B.V. Subsystem SE985 (Netherlands) - a single-board version that implements several functions, including transmission, coding (TM / TS) options that work in parallel in real time, with simultaneous processing of several request / response information streams that operate at different speeds. High-speed applications up to 150 Mbps, meet industry standards. Each section of the coding scheme can be selectively turned on or off, the control equipment ensures the transfer of commands to the spacecraft of the NRZ form transition to the Biφ form in the radio channel.

Многоканальное приемно-демодулирующее устройство фазоманипулированных сигналов [10] использует форматы приема данных, изменяемый состав кодеков фиг.14 в конфигурациях приема данных. Если установленная конфигурация схемы не дает приема, то командой выполняется смена конфигурации. Образование конфигураций выполняется управляющей ПЭВМ с интерфейсом. Многоканальное устройство использует в каналах сигналы одной боковой полосы частот. Декодируется входной сигнал, отфильтрованный фильтром для защиты от зеркального и побочных каналов приема, в цифровом виде.The multi-channel receiving and demodulating device of phase-shifted signals [10] uses data reception formats, a variable composition of the codecs of Fig. 14 in data reception configurations. If the installed configuration of the circuit does not receive, then the command changes the configuration. The formation of configurations is performed by the host PC with the interface. A multi-channel device uses the signals of one sideband in the channels. The input signal, filtered by a filter to protect against mirror and side channels of reception, is decoded in digital form.

Повышение вероятности передачи сообщения достигают сигналами расширения спектра (сложными сигналами), кодированием, т.е. модуляцией кодовой последовательностью измельчения серий (КПИС) потока передаваемых бит.An increase in the probability of message transmission is achieved by spreading signals (complex signals), coding, i.e. modulation by a code sequence of series chopping (CPIS) of a stream of transmitted bits.

Применено кодирование двух видов, внутрисистемное и помехоустойчивое для увеличения вероятности приема информации [3]. Внутрисистемное кодирование решает задачу сжатия информации, т.е. устранения естественной избыточности информации с целью замены неуправляемой избыточности на управляемую, повышающую надежность передачи информации. Внутрисистемное кодирование способом алфавитного кодирования использовано в выборе форматов данных NRZ; кода «Старт»; кода синхронизации для адаптивного синхронизатора блока (Фрейма); маркера времени и пр. Помехоустойчивое кодирование сигналов использовано к сигналам радиолинии, как равномерное кодирования с «обнаружением» и «обнаружением и исправлением» ошибок от воздействия шумовых помех [3, стр.81, 92].Two types of coding are applied, intrasystemic and noise-immune to increase the probability of receiving information [3]. Intrasystem coding solves the problem of information compression, i.e. elimination of natural redundancy of information in order to replace uncontrolled redundancy with managed, increasing the reliability of information transfer. Intrasystem coding by alphabetical coding is used in the selection of NRZ data formats; start code; a synchronization code for an adaptive block synchronizer (frame); time markers, etc. Interference-free coding of signals is used for radio line signals as uniform coding with “detection” and “detection and correction” of errors from exposure to noise interference [3, p. 81, 92].

Кодирование с расширением спектра дает высокие результаты исправления ошибок помехоустойчивым декодированием. Формула K. Шеннона устанавливает зависимость между возможностью безошибочной передачи информации по каналу с заданной полосой W от отношения сигнал-шум. По этой формуле в помехоустойчивом кодировании используют применение сигналов с расширенным спектром и расширение полосы частот передачи сигнала [1, стр.18]. Практически в таких системах связи полоса частот расширяется в 2-6 раз за счет применения помехоустойчивых кодов с кодовой скоростью R=1/2÷1/6. Разработка схем помехоустойчивого кодирования в каналах управления и связи [5, стр.233] в последние годы позволила создать коды, реализация которых приблизила пропускную способность канала связи к теоретическому пределу Шеннона.Spread spectrum coding yields good error correction results with error-correcting decoding. K. Shannon's formula establishes the relationship between the possibility of error-free transmission of information over a channel with a given band W on the signal-to-noise ratio. According to this formula, noise-correcting coding uses the use of spread-spectrum signals and the extension of the frequency band of signal transmission [1, p. 18]. Practically in such communication systems, the frequency band expands 2-6 times due to the use of noise-resistant codes with a code rate of R = 1/2 ÷ 1/6. The development of error-correcting coding schemes in control and communication channels [5, p. 233] in recent years has allowed the creation of codes, the implementation of which brought the communication channel throughput closer to the theoretical Shannon limit.

Расширение спектра не всегда дает хороший результат. Анализ возникновения ошибок от эффекта Доплера, когда возникают замирания и искажения сигнала показывает, что они обязаны расширению спектра сигнала. Картины замирания и искажения построены ЭВМ в системе Delphi 3 Standart на фиг.1, фиг.2. В построении векторных диаграмм сигналов фиг.3 - фиг.7. использованы комплексные сигналы. Замирание с составляющими колебаний верхней боковой полосы частот ω0+Ω=fB и нижней боковой полосы частот ω0-Ω=fH поясняется векторной диаграммой фиг.6, фиг.7. Замирание образуется от расхождения боковых частот и сдвига фаз в результате эффекта Доплера. Векторные диаграммы, фиг.4, фиг.5. показывают расхождение, вызывающее изменение формы сигнала. Сильные искажения возникают от расхождения и паразитного фазового сдвига частот порядка π, образуют зону искажений. Искажение носит детерминированный характер, величина искажений зависит от дальности приема S, или времени распространения сигнала до приема.Widening the spectrum does not always give a good result. Analysis of the occurrence of errors from the Doppler effect, when fading and distortion of the signal occurs, shows that they are due to the expansion of the signal spectrum. Pictures of fading and distortion are built by a computer in the Delphi 3 Standart system in figure 1, figure 2. In the construction of vector diagrams of the signals of Fig.3 - Fig.7. complex signals used. Fading with the oscillation components of the upper side frequency band ω 0 + Ω = f B and the lower side frequency band ω 0 -Ω = f H is illustrated by the vector diagram of Fig.6, Fig.7. Fading results from a divergence of side frequencies and a phase shift as a result of the Doppler effect. Vector diagrams, FIG. 4, FIG. 5. show the discrepancy causing a change in waveform. Strong distortions arise from the divergence and stray phase shift of frequencies of the order of π, form a distortion zone. The distortion is deterministic in nature, the amount of distortion depends on the reception range S, or the propagation time of the signal before reception.

Пример расхождение двух когерентных частот гармонических колебаний с соотношением частот f2=kf1 [12, стр.185], образуют расхождение ƒr=Δfи-Δf, разностной частоты Δf и Δfи, где Δf=f2-f1 - разностная частота в свободном пространстве до прохождения ионосферы, Δfи - разностная частота после прохождения ионосферы. Расхождение возникает и от эффекта Доплера. Разностные частоты Δf и Δfд, где разность Δf=f2-f1, когда нет эффекта Доплера; Δfд, был эффект Доплера, образуют расхождение ƒr=Δfд-Δf. Расхождение ƒr образует сдвиг фаз колебаний φr, за время t распространения сигнала до приема, φr=mod|2π·ƒr·t|, Значения φr могут быть разные, в том числе ноль и π, с периодом круговой частоты расхождения ΩD=2π·ƒr.An example of a discrepancy between two coherent frequencies of harmonic oscillations with a frequency ratio f 2 = kf 1 [12, p. 185], form a discrepancy ƒ r = Δf and -Δf, difference frequency Δf and Δf and , where Δf = f 2 -f 1 - difference the frequency in free space before the passage of the ionosphere, Δf and is the difference frequency after the passage of the ionosphere. The discrepancy also arises from the Doppler effect. The difference frequencies Δf and Δf d , where the difference Δf = f 2 -f 1 when there is no Doppler effect; Δf d , there was a Doppler effect, form a discrepancy ƒ r = Δf d -Δf. The discrepancy ƒ r forms a phase shift of the oscillations φ r , during the time t of the signal propagation before reception, φ r = mod | 2π · ƒ r · t |, The values of φ r can be different, including zero and π, with a period of circular frequency discrepancies Ω D = 2π · ƒ r .

Расхождение частот и изменение формы сигнала можно видеть при модуляции несущей частоты меандром, случай излучения колебания в одной боковой полосе частот, искажения фиг.2 «в», ω0+Ω=2π·ƒH, ω0+kΩ=2π·ƒB, k=3. При приеме сигнала в отсутствии доплеровских смещений, форма принятого сигнала показана на фиг.2 «а». Размерность значений частот Гц. Несущая частота f0=11000×106, составляющие ƒH=11000×106+5×106, ƒB=11000×106+15×106, разностная частота Δf=ƒBH=10*106. Доплеровское смещение несущей частоты 50×103, ƒ=11000×106+50×103 The discrepancy between the frequencies and the change in the waveform can be seen when the carrier frequency is modulated by the meander, the case of emission of oscillations in one side frequency band, distortions of Fig. 2 c, ω 0 + Ω = 2π · ƒ H , ω 0 + kΩ = 2π · ƒ B , k = 3. When receiving a signal in the absence of Doppler offsets, the shape of the received signal is shown in figure 2 "a". Dimension of frequency values Hz. The carrier frequency f 0 = 11000 × 10 6 , the components ƒ H = 11000 × 10 6 + 5 × 10 6 , ƒ B = 11000 × 10 6 + 15 × 10 6 , the difference frequency Δf = ƒ B- = H = 10 * 10 6 . Doppler shift of the carrier frequency 50 × 10 3 , ƒ = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3

ƒНД=11000×106+50×103+5×106+22,72ƒ ND = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3 + 5 × 10 6 +22.72

ƒВД=11000×106+50×103+15×106+68,18ƒ VD = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3 + 15 × 10 6 +68.18

Разностная частота ΔfдВДНД=10×106+45,46Difference frequency Δf d = ƒ VDND = 10 × 10 6 +45.46

Расхождение fr=Δfд-Δf=45,46.The discrepancy f r = Δf d -Δf = 45.46.

Расхождение когерентно излученных частот приводит к образованию сдвига фазы φr=π, получаем tS=11 мс. За 11 мс волна проходит путь 3,3 тыс.км. Фаза колебаний рисунка «б» фиг.5 изменилась относительно «б» фиг.4. Расхождение составляющих частот меандра на дальности приема 3,3 тыс.км иллюстрируется фиг.5 «б», искажение на фиг.5 «в», фиг.2 «гв».The discrepancy in the coherently radiated frequencies leads to the formation of a phase shift φ r = π, we obtain t S = 11 ms. For 11 ms, the wave travels 3.3 thousand km. The oscillation phase of figure "b" of figure 5 has changed relative to the "b" of figure 4. The divergence of the component frequencies of the meander at a receiving range of 3.3 thousand km is illustrated in Fig.5 "b", the distortion in Fig.5 "c", Fig.2 "guards".

Зеркальные частоты. Изменение величины сигнала (замирание) от доплеровского смещения частот, при приеме радиосигнала с составляющими колебаний верхней боковой полосы частот ω0+Ω=fB и нижней боковой полосы частот ω0-Ω=fH.Mirror frequencies. Change in the signal value (fading) from the Doppler frequency shift when receiving a radio signal with vibrational components of the upper side frequency band ω 0 + Ω = f B and the lower side frequency band ω 0 -Ω = f H.

Несущая частота ƒ0=11000×106 Carrier frequency ƒ 0 = 11000 × 10 6

Модулирующая частота Ω=15×106 Modulating frequency Ω = 15 × 10 6

Боковые частоты ƒH=1l000×106-15×106, ƒВ=11000×106+15×106.Lateral frequencies ƒ H = 1l000 × 10 6 -15 × 10 6 , ƒ B = 11000 × 10 6 + 15 × 10 6 .

Разностная частота составляющих частот Δf равна Δf=fB-fH=30×106.The difference frequency of the component frequencies Δf is Δf = f B -f H = 30 × 10 6 .

Эффект Доплера. Доплеровское смещение несущей частоты 50×103.Doppler effect. Doppler shift of the carrier frequency 50 × 10 3 .

Частоты от эффекта Доплера:Frequencies from the Doppler effect:

ƒ=11000×106+50×103 ƒ = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3

ƒНД=11000×106+50×103-15×106-68,18ƒ ND = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3 -15 × 10 6 -68.18

ƒВД=11000×106+50×103+15×106+68,18ƒ VD = 11000 × 10 6 + 50 × 10 3 + 15 × 10 6 +68.18

Разностная частота ΔfдВДНД=30×106+136,36The difference frequency Δf d = ƒ VDND = 30 × 10 6 +136.36

Расхождение частот fr=Δfд-Δf=136,36.The discrepancy between the frequencies f r = Δf d -Δf = 136.36.

Расхождение частот fr приводит к образованию сдвига фаз φr в плоскости Pl(t=0+tS) от времени φr=mod[2πƒrtS]. Определяем tS, при сдвиге фаз π, получаем tS=3,7 мс. За 3,7 мс волна проходит путь 1,1 тыс. км. При сдвиге фаз на π амплитуда сигнала уменьшилась и стала равной нулю, фиг.7, возникло замирание сигнала. На фиг.6 изображен сигнал демодулятора, когда сдвига фаз частотных составляющих сигнала меандра не было. Замирание сигнала - паразитное уменьшение амплитуды до нуля в момент приема иллюстрируется на фиг.1 «г», где смещение частоты при моделировании учитывалось коэффициентом Δω/ω=0.015.The discrepancy in the frequencies f r leads to the formation of a phase shift φ r in the plane Pl (t = 0 + t S ) versus time φ r = mod [2πƒ r t S ]. We determine t S , with a phase shift π, we obtain t S = 3.7 ms. For 3.7 ms, the wave travels the path of 1.1 thousand km. With a phase shift of π, the signal amplitude decreased and became equal to zero, Fig. 7, the signal fading. Figure 6 shows the signal of the demodulator when the phase shift of the frequency components of the meander signal was not. The signal fading - a parasitic decrease in amplitude to zero at the time of reception is illustrated in figure 1 "g", where the frequency offset during the simulation was taken into account by the coefficient Δω / ω = 0.015.

Изложенное с иллюстрациями фиг.4 - фиг.7 показывает, что составляющие сигнала получают расхождение от эффекта Доплера, приводящее к замиранию и искажению сигнала. Эффект Доплера в векторных диаграммах создает круговую частоту ΩD вращения вектора с периодом и начальной фазой колебания, равной нулю φr=0 в момент излучения t=0. Вращение вектора иллюстрируется векторной диаграммой фиг.15, построенной для примера демодуляции образцового сигнала.Set forth with the illustrations of figure 4 - figure 7 shows that the signal components receive a discrepancy from the Doppler effect, leading to fading and distortion of the signal. The Doppler effect in vector diagrams creates a circular frequency Ω D of rotation of a vector with a period and the initial phase of the oscillation, equal to zero φ r = 0 at the time of radiation t = 0. The rotation of the vector is illustrated by the vector diagram of FIG. 15, constructed for an example of demodulation of a reference signal.

В технике известно применение сигнала с одной верхней боковой полосой частот или нижней боковой полосой частот спектра в аппаратуре радиорелейной линии с частотным разделением каналов для передачи большого числа каналов в заданной полосе частот [13, стр.14]. Схема содержит полосовой фильтр, следующим за модулятором, который пропускает одну из двух боковых частот.It is known in the art to use a signal with one upper sideband or lower sideband of the spectrum in microwave equipment with frequency division multiplexing for transmitting a large number of channels in a given frequency band [13, p. 14]. The circuit contains a bandpass filter following the modulator, which passes one of the two side frequencies.

Положительные результаты от применения КПИС достигаются при приеме, когда совпадают модулирующий сигнал КПИС с сигналом КПИС, используемым при демодуляции. Недостаток от применения КПИС обнаруживается, когда к искажениям от помех шума добавляются помехи КПИС, в радиолинии добавляются искажения КПИС от эффекта Доплера, а при демодуляции снимаются неискаженные сигналы КПИС, разностный сигнал создает помеху.Positive results from the use of CPIS are achieved when receiving, when the modulating signal of CPIS matches the signal of CPIS used in demodulation. The disadvantage of applying CPIS is when CPIS interference is added to the distortion from noise interference, CPIS distortion from the Doppler effect is added to the radio link, and undistorted CPIS signals are removed during demodulation, the difference signal creates interference.

Применение рандомизации дает приближение средней принимаемых бит к нулю для применения обработки сигнала с известным нулевым уровнем [4, стр.197]. Измельчение длинных серий увеличивает число высокочастотных составляющих спектра и увеличивает искажения сигнала от эффекта Доплера. Уменьшить влияние эффекта Доплера можно, исключив рандомизацию, выполняя передачу в приемное устройство среднего уровня излученного сигнала. В этом случае можно использовать компенсацию паразитного смещения, пример схемы [5], где используется отклонение среднего значения по отсчетам фазового сигнала. Оценкой математическое ожидания (параметра) используют среднее значение, когда имеются лишь значения n наблюдений [11, стр.53],The use of randomization gives the approximation of the average received bits to zero for the application of signal processing with a known zero level [4, p.197]. Shredding long series increases the number of high-frequency components of the spectrum and increases the signal distortion from the Doppler effect. The effect of the Doppler effect can be reduced by eliminating randomization by transmitting to the receiving device an average level of the emitted signal. In this case, parasitic bias compensation can be used, an example of a circuit [5], where the deviation of the average value from the samples of the phase signal is used. By evaluating the mathematical expectation (parameter), the average value is used when there are only values of n observations [11, p. 53],

, ,

где xi(i=1, 2, …, n) - значения n результатов наблюдений.where x i (i = 1, 2, ..., n) are the values of n observations.

В радиолинии, при эффекте Доплера, на разных дальностях образуются зоны: замирания сигнала, зоны искажения спектра сигнала и зоны, где влияние эффекта Доплера не проявляется. Зоны замирания сигнала и зоны искажения спектра сигнала выявляются декодером, когда образуется статусная информация. Если в приемнике имеется возможность принимать сигнал по нескольким конфигурациям, то конфигурация приема оказывается та, в которой декодер передал ПИ принятый сигнал (статусная информация не обнаружена).In the radio line, with the Doppler effect, zones are formed at different ranges: signal fading, zones of signal spectrum distortion and zones where the influence of the Doppler effect is not manifested. Signal fading zones and signal spectrum distortion zones are detected by the decoder when status information is generated. If the receiver has the ability to receive a signal in several configurations, then the reception configuration is the one in which the decoder transmitted the received signal to the PI (no status information was found).

В устройстве введены конфигурации:The device has the following configurations:

- ПФ, СФДБ, БМ, ДМ, ДК, ПИ в реальном времени в полосе частот приема двух боковых;- PF, SFDB, BM, DM, DK, PI in real time in the receiving frequency band of two side;

- ПФ, СФОБ, БМ, ДМ, ДК, ПИ в реальном времени в полосе частот с одной боковой;- PF, SFOB, BM, DM, DK, PI in real time in the frequency band with one side;

- ПФ, СФОБ, БМ, ПАМП, УК СФС, ПИ по принятому в полосе частот с одной боковой и записанному в память фазовому сигналу;- PF, SFOB, BM, PAMP, CC SFS, PI according to the phase signal received in the frequency band with one side signal and recorded in memory;

- ПФ, СФОБ, БМ, ПАМП, УК ССС, ПИ по принятому в полосе частот с одной боковой и записанному в память фазовому сигналу.- PF, SFOB, BM, PAMP, CC SSS, PI according to the phase signal received in the frequency band from one side and recorded in the memory.

Пример смены конфигураций в заявленном устройстве при приеме, от дальности приема D, показан на фиг.16.An example of a change in configurations in the claimed device when receiving, from the receiving range D, is shown in Fig.16.

Первая конфигурация «а» - прием в реальном времени, радиосигнал с двумя боковыми. Отмечены зоны 0-D1, D2-D3, D4-D5 незначительного замирания, где искажений сигнала от КПИС не наблюдается, и зоны D1,-D2, D3,-D4 - зоны замирания сигнала, где отношение РСШ уменьшается и достигает пороговое значение вследствие уменьшения мощности принимаемого сигнала, выявляются декодером по сигналу статусной информации. Реконфигурация приема по статусной информации декодера на дальности D1-D2, D3-D4.The first configuration “a” is real-time reception, a radio signal with two side signals. Marked areas 0-D 1 , D 2 -D 3 , D 4 -D 5 slight fading, where distortion of the signal from the CPIS is not observed, and zones D 1 , -D 2 , D 3 , -D 4 - zone fading signal, where the ratio P C / P W decreases and reaches a threshold value due to a decrease in the power of the received signal, detected by the decoder according to the status information signal. Reconfiguration of reception according to the status information of the decoder at a range of D 1 -D 2 , D 3 -D 4 .

Вторая конфигурация «б» - прием в реальном времени, радиосигнал с одной боковой. Искажения от эффекта Доплера не наблюдается на дальности до D1, от D2 до D3. Выявляются искажения по статусной информации декодера на дальности D1-D2. Реконфигурация приема по статусной информации декодера на дальности от D1 до D2.The second configuration “b” - real-time reception, a radio signal from one side. Distortion from the Doppler effect is not observed at a range of up to D 1 , from D 2 to D 3 . Distortions are detected by the status information of the decoder at a range of D 1 -D 2 . Reconfiguration of reception according to the status information of the decoder at a range from D 1 to D 2 .

Третья конфигурация «в» - компенсации паразитного смещения фазового сигнала φг, обработка фазового сигнала из блока памяти ПАМ, радиосигнал с одной боковой. Искажения от эффекта Доплера не наблюдается на дальности до D1, от D2 до D3. Выявляются искажения по статусной информации декодера на дальности D1-D2. Реконфигурация приема по статусной информации декодера на дальности от D1 до D2.The third configuration “c” is the compensation of the parasitic displacement of the phase signal φ g , the processing of the phase signal from the PAM memory block, the radio signal from one side. Distortion from the Doppler effect is not observed at a range of up to D 1 , from D 2 to D 3 . Distortions are detected by the status information of the decoder at a range of D 1 -D 2 . Reconfiguration of reception according to the status information of the decoder at a range from D 1 to D 2 .

Четвертая конфигурация «г» - компенсация паразитных сдвигов спектральных составляющих от эффекта Доплера в фазовом сигнале блока памяти ПАМ, радиосигнал с одной боковой. Изображена реализация приема, когда на дальности приема в пределах расчетной дальности, при декодировании блока данных, ошибок в информации обнаружено не было или все ошибки были исправлены.The fourth configuration “g” is the compensation of spurious shifts of the spectral components from the Doppler effect in the phase signal of the PAM memory block, a radio signal from one side. Implementation of the reception is depicted when, at the reception range within the estimated range, when decoding the data block, no errors were found in the information or all errors were corrected.

Расширение спектра, при эффекте Доплера, может давать замирание и искажение фазового сигнала, от чего возникают одиночные и серии ошибок. На фиг.17 изображено образование серии ошибок в сигнале от паразитного сдвига частотных составляющих сигнала, содержащем серии «1» и серии «0» в результате эффекта Доплера. Строка «а» пронумерованы 16 разрядов блока принимаемого числа. Строка «б» значения разрядов, двоичная система счисления. Передаваемый сигнал меандра - «в». Передаваемый сигнал меандра, состоящий из двух частотных составляющих, первая и третья гармоники - «г» и его передаваемые разряды - «д». При приеме получен искаженный сигнал, в результате расхождения гармоник от эффекта Доплера - кривая «е», от паразитного сдвига третьей гармоники на π. РБС определило принятые разряды - строка «ж». Содержание разрядов определено по среднему значению амплитуды фазового сигнала, равному π/2. Решающее правило определения кода побитного приема сигнала (между метками сигнала тактовой синхронизации среднее значение амплитуды -U; решающее правило ifU≥π/2, then «1»; ifU<π/2, then «0»). В строке «з» изображены две серии возникших ошибок.The expansion of the spectrum, with the Doppler effect, can give a fading and distortion of the phase signal, from which single and series of errors arise. On Fig shows the formation of a series of errors in the signal from the stray shift of the frequency components of the signal containing series "1" and series "0" as a result of the Doppler effect. Line "a" is numbered 16 bits of the block of the received number. String "b" of the value of the digits, binary number system. The transmitted signal of the meander is “c”. The transmitted meander signal, consisting of two frequency components, the first and third harmonics is “g” and its transmitted bits are “d”. When receiving, a distorted signal is obtained, as a result of the harmonics diverging from the Doppler effect - curve “e”, from the parasitic shift of the third harmonic by π. The RBS determined the received digits - line "g". The content of the discharges is determined by the average value of the amplitude of the phase signal equal to π / 2. The decisive rule for determining the code for bit-wise reception of the signal (between the labels of the clock synchronization signal, the average value of the amplitude is -U; the decisive rule is ifU≥π / 2, then “1”; ifU <π / 2, then “0”). Line “z” shows two series of errors that occurred.

Устройство компенсации паразитного сдвига спектральных составляющих (УК ССС), содержащее ДМ, ПАМОС, ВИС, БКИ, БФС, РСБ, ДК, в случае статусной информации второго ДК 13, определяет и компенсирует паразитные сдвиги спектральных составляющих от эффекта Доплера. После появления статусной информации ДК 13, блоки ВИС и БКИ переводят в частотную область образцовые сигналы и сигнал ПАМП быстрым преобразованием Фурье, вычисляют и компенсируют паразитный сдвиг спектральных составляющих сигнала s[λ, φ(t), t]. БФС преобразует спектр во временную область и получает отсчеты фазового сигнала блока данных. Второй решающий блок символьный РБС 17 формирует последовательность бит блока данных (символы «0» и «1»). Третий ДК 19 выполняет помехоустойчивое декодирование, принятый блок информации передается ПИ.The device for compensating for the parasitic shift of the spectral components (CCCSS) containing DM, PAM OS , VIS, BKI, BFS, SSR, and DC, in the case of the status information of the second DC 13, determines and compensates for the parasitic shifts of the spectral components from the Doppler effect. After the status information DK 13 appears, the VIS and BKI blocks transfer the model signals and the PAM P signal to the frequency domain using the fast Fourier transform, calculate the spurious shift of the spectral components of the signal s [λ, φ (t), t]. The BFS converts the spectrum to the time domain and obtains samples of the phase signal of the data block. The second decisive block character RBS 17 forms a sequence of bits of the data block (characters "0" and "1"). The third DC 19 performs noiseless decoding, the received block of information is transmitted by the PI.

Статусная информация ДК 11 передается на второй вход ППБС, со второго выхода которого поступает команда «Включено» блоку компенсации искажений (БКИ) 16 и блоку отсчетов исправленного фазового сигнала (БФС) 17, которые определяют искажения фазового сигнала по искажениям образцового сигнала и компенсируют их. Искажения образцового сигнала определяются ВИС 15. Отсчеты исправленного сигнала поступают в второе РСБ 18, которое формирует последовательность бит блока данных (символами «0» и «1»). Третий ДК 19 выполняет помехоустойчивое декодирование. Правильно принятый блок информации третьим ДК 19 передается ПИ 6.The status information of the DC 11 is transmitted to the second input of the BSS, from the second output of which the “On” command receives the distortion compensation block (BKI) 16 and the corrected phase signal (BFS) sample block 17, which determine the phase signal distortion from the distortions of the reference signal and compensate them. The distortion of the reference signal is determined by the VIS 15. The readout of the corrected signal is sent to the second RSB 18, which forms a sequence of bits of the data block (characters "0" and "1"). The third DC 19 performs noiseless decoding. A correctly received information block by the third DC 19 is transmitted by PI 6.

Известны схемы, в которых прием обеспечивается изменением конфигурации приема, например схема приема SE985 и схема [10], конфигурации различаются форматами представления данных и помехоустойчивым кодированием.Known schemes in which reception is provided by changing the configuration of the reception, for example, the reception scheme SE985 and scheme [10], the configurations differ in data presentation formats and noise-resistant coding.

Введенные конфигурации приема информации от ПФ к ПИ обеспечивают прием сигнала при искажениях от шумовых помех и искажений от эффекта Доплера. Подобное решение в литературе не описано, поэтому оно соответствует критерию новизны и изобретательского уровня.The introduced configurations of receiving information from the PF to the PI provide signal reception in case of distortions from noise interference and distortions from the Doppler effect. A similar solution is not described in the literature, therefore it meets the criteria of novelty and inventive step.

Из уровня техники известны структуры сигналов и форматы передачи данных, рекомендованные национальным космическим агентством Международным Консультативным Комитетом по космическим системам передачи (CCSDS). В приемо-передающих устройствах могут использоваться: шесть форматов представления данных, первые три формата - варианты NRZ, остальные Bi φ; декодеры несистематических сверточных кодов по алгоритму Витерби, систематических сверточных кодов, декодер решетчатых кодов (Trellis декодер), декодер турбокодов, турбодекодер, декодер кодов Рида-Соломона, универсальный самосинхронизирующийся дескремблер, деперемежитель и др.Signal structures and data transmission formats recommended by the National Space Agency by the International Advisory Committee on Space Transmission Systems (CCSDS) are known in the art. The following can be used in transceiver devices: six data presentation formats, the first three formats - NRZ variants, the rest Bi φ; Viterbi unsystematic convolutional code decoders, systematic convolutional codes, trellis code decoder, turbo code decoder, turbo decoder, Reed-Solomon code decoder, universal self-synchronizing descrambler, deinterleaver, etc.

Выгодно иметь минимально возможное расширение спектра сигнала, обеспечивающее максимальное удаление от источника излучения зон замирания и искажения, возникающих от эффекта Доплера. Создаются кодеки минимального расширения полосы частот с высоким результатом исправления ошибок, реализованы и созданы кодеки [5, стр.233], в том числе:It is advantageous to have the smallest possible spread of the signal spectrum, providing the maximum distance from the radiation source of the zones of fading and distortion arising from the Doppler effect. Codecs for minimum bandwidth expansion with a high error correction result are created, codecs are implemented and created [5, p. 233], including:

в 1991 получена реализация сверточно-блокового кода (384, 288), позволившая уменьшить вероятность ошибки на бит с 10-3 до 10-5, что использовалось для обмена между центром управления (ЦУП) и космической станцией (МКС);in 1991, an implementation of the convolution-block code was obtained (384, 288), which made it possible to reduce the probability of error per bit from 10 -3 to 10 -5 , which was used for the exchange between the control center (MCC) and the space station (ISS);

реализация нелинейного кода Нордстрома-Робинсона с декодером байтового кода (6, 4) для радиолокационного картографирования поверхности Венеры КА «Венера-15» и «Венера-16 в 1983 году» разработаны и реализованы в Евпаторийском центре комплексом «Квант-Д» с КА. Поток информации (100 кбит/с) записывался на магнитные регистраторы (МЗУ), ошибки исправлялись декодером байтового кода (6, 4), выигрыш по величине вероятности ошибки при использовании кодирования составляет более двух порядков (с вероятностью 1,5×10-4 без кодирования до 1,3×10-6 с кодированием).implementation of the non-linear Nordstrom-Robinson code with a byte code decoder (6, 4) for radar mapping of the surface of Venus, the Venera-15 and Venera-16 in 1983 spacecraft were developed and implemented at the Evpatoria Center by the Kvant-D complex with spacecraft. The information stream (100 kbit / s) was recorded on magnetic recorders (MZU), errors were corrected by the byte code decoder (6, 4), the gain in error probability when using encoding is more than two orders of magnitude (with a probability of 1.5 × 10 -4 without encoding up to 1.3 × 10 -6 with encoding).

Заявленное техническое решение позволяет уменьшить возможности искажения и потери сигнала в схемах с помехоустойчивым кодированием в сеансе связи, в зависимости от эффекта Доплера и от дальности приема, при побитной передаче числовой информации. Данный эффект схемы получен реконфигурацией приема сигнала с двумя боковыми, сигнала с одной боковой, с компенсации паразитного смещения фазового сигнала и компенсацией паразитных сдвигов спектральных составляющих от эффекта Доплера.The claimed technical solution allows to reduce the possibility of distortion and signal loss in circuits with noise-resistant coding in a communication session, depending on the Doppler effect and on the reception range, with bitwise transmission of numerical information. This effect of the circuit is obtained by reconfiguring the reception of a signal with two side signals, a signal from one side, with compensation for stray phase signal displacement and compensation for stray shifts of the spectral components from the Doppler effect.

Предложенная схема увеличивает вероятность приема информации при доплеровских смещениях устранением причин возникновения ошибок компенсацией паразитных искажений фазового сигнала до декодирования.The proposed scheme increases the probability of receiving information at Doppler shifts by eliminating the causes of errors by compensating for spurious distortions of the phase signal before decoding.

Литература.Literature.

1. Тузов Г.И. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. «Радио и связь», 1985.1. Aces G.I. and others. Interference immunity of radio systems with complex signals. Radio and Communication, 1985.

2. И.М.Тепляков, Б.И.Рощин, А.И.Фомин, В.А.Вейцель. Радиосистемы передачи информации. Москва, «Радио и связь», 19822. I.M. Teplyakov, B.I. Roshchin, A.I. Fomin, V.A. Weitsel. Radio transmission systems. Moscow, Radio and Communication, 1982

3. Марков А.А. Введение в теорию кодирования. Москва, «Наука», 19823. Markov A.A. Introduction to coding theory. Moscow, "Science", 1982

4. Березин Л.В. и Вейцель В.А. Теория и проектирование радиосистем, М., «Советское радио», 19774. Berezin L.V. and Weitzel V.A. Theory and design of radio systems, M., "Soviet Radio", 1977

5. Е.П.Молотов. Наземные радиотехнические системы управления космическими аппаратами. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2004. Труды ФГУП «РНИИ КП».5. E.P. Molotov. Terrestrial radio control systems for spacecraft. Moscow, FIZMATLIT, 2004. Proceedings of FSUE RNII KP.

6. Патент на изобретение №2371845. Радиоприемник цифровой информации, 20096. Patent for invention No. 2371845. Digital Information Radio 2009

7. Колчинский В.Е. и др. Автономные доплеровские устройства и системы навигации летательных аппаратов. Москва «Советское радио», 19757. Kolchinsky V.E. and others. Autonomous Doppler devices and aircraft navigation systems. Moscow "Soviet Radio", 1975

8. Воллернер Н.Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов. Москва «Советское радио», 19778. Vollerner N.F. Hardware spectral analysis of signals. Moscow "Soviet Radio", 1977

9. Трахтман A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. Москва «Советское радио», 19729. Trakhtman A.M. Introduction to the generalized spectral theory of signals. Moscow "Soviet Radio", 1972

10. Патент на изобретение RU 2305375. Многоканальное приемно-демодулирующее устройство фазоманипулированных сигналов, 200710. Patent for invention RU 2305375. Multichannel receiving and demodulating device of phase-shifted signals, 2007

11. Г.Хан, С.Шапиро. Статистические модели в инженерных задачах, издательство «МИР», М. 196911. G. Khan, S. Shapiro. Statistical models in engineering problems, MIR Publishing House, M. 1969

12. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. Москва «Высшая школа», 197512. Grudinskaya G.P. Propagation of radio waves. Moscow Higher School, 1975

13. Справочник по радиорелейной связи. «Радио и связь», 198113. Handbook of radio relay communication. Radio and Communication, 1981

Claims (1)

Устройство приема высокоскоростной информации космической радиолинии содержит:A device for receiving high-speed information of a space radio link contains: полосовой фильтр (ПФ), согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФОБ), балансный модулятор (БМ), первый демодулятор (ДМ), первый декодер блочный (ДК), получатель информации (ПИ), блок памяти отсчетов сигнала получателя (ПАМП), устройство компенсации паразитного смещения фазового сигнала (УК СФС), устройство компенсации паразитного сдвига спектральных составляющих (УК ССС), согласованный фильтр приема радиосигнала с одной боковой (СФДБ), второй балансный модулятор (БМ), второй демодулятор (ДМ), второй декодер блочный (ДК), ПЭВМ блока управления (ПЭВМ), интерфейс шины ПЭВМ (интерфейс), программное обеспечение (ПО), причем входом устройства является вход ПФ, выход которого подключен к соединенным последовательно СФОБ, БМ, ДМ, ДК, ПИ, второй выход ДМ соединен с ПАМП, выход которого соединен с входом отсчетов фазового сигнала УК СФС и УК ССС, выходы которых соединены со вторым входом ПИ, выход БМ соединен с первым входом образцового сигнала УК ССС, вход СФОБ соединен с входом СФДБ, выход которого подключен к входу соединенных последовательно второму БМ, второму ДМ, второму ДК, выход которого соединен с третьим входом ПИ, ПО подключено к ПЭВМ, которая соединена интерфейсом с первым ДК, вторым ДК, ПИ, УК СФС, УК ССС, ПАМП.
Figure 00000001
a band-pass filter (PF), a matched filter for receiving a radio signal from one side (SOPF), a balanced modulator (BM), a first demodulator (DM), a first block decoder (DK), an information receiver (PI), a receiver signal sample memory block (PAM P ), a device for compensating for stray phase signal displacement (CC SFS), a device for compensating for stray spectral components (CC SSS), a matched filter for receiving a radio signal from one side (SPSB), a second balanced modulator (BM), a second demodulator (DM), and a second decoder block (DK), personal computer b eye control (PC), a bus interface PC (interface), software (SW), wherein the input device is an input PD, whose output is connected to the joined series SFOB, BM, DM, DC, PI, a second output DM is coupled to PAM II, the output of which is connected to the input of the samples of the phase signal of the CC SSS and CC SSS, the outputs of which are connected to the second input of the PI, the output of the BM is connected to the first input of the reference signal of the CC SSS, the SFR input is connected to the SPSB input, the output of which is connected to the input of the second BM connected in series second DM, second DC, the output of which is connected to the third input of the PI, the software is connected to the PC, which is connected by an interface to the first DC, the second DC, PI, CC SFS, CC SSS, PAM P.
Figure 00000001
RU2011152033/08U 2011-12-20 2011-12-20 RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE RU116293U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152033/08U RU116293U1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152033/08U RU116293U1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU116293U1 true RU116293U1 (en) 2012-05-20

Family

ID=46231211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152033/08U RU116293U1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU116293U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2520352C2 (en) * 2012-08-28 2014-06-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System for automatic control of operation of modem of small-size spacecraft with ground-based satellite communication system flight control centre
RU2530322C1 (en) * 2013-06-04 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for radio reception of high-speed information of space radio line, and device for its implementation
RU2565014C2 (en) * 2013-11-19 2015-10-10 Открытое акционерное общество "Камчатский гидрофизический институт" (ОАО "КГФИ") Method of decoding communication signals
RU192626U1 (en) * 2019-05-22 2019-09-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" MODULATOR FOR COMPLEX SIGNAL
RU216442U1 (en) * 2022-08-29 2023-02-03 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ MODULATOR FOR COMPLEX SIGNAL

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2520352C2 (en) * 2012-08-28 2014-06-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System for automatic control of operation of modem of small-size spacecraft with ground-based satellite communication system flight control centre
RU2530322C1 (en) * 2013-06-04 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for radio reception of high-speed information of space radio line, and device for its implementation
RU2565014C2 (en) * 2013-11-19 2015-10-10 Открытое акционерное общество "Камчатский гидрофизический институт" (ОАО "КГФИ") Method of decoding communication signals
RU192626U1 (en) * 2019-05-22 2019-09-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" MODULATOR FOR COMPLEX SIGNAL
RU216442U1 (en) * 2022-08-29 2023-02-03 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ MODULATOR FOR COMPLEX SIGNAL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9900031B2 (en) Method and system for non-persistent communication
Proakis et al. Communication systems engineering
CA2819370C (en) Telecommunication signaling using nonlinear functions
RU116293U1 (en) RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE
EP2930867A1 (en) Light-receiving device and phase cycle slip reduction method
CN102725970A (en) Automatic identification system receiver and satellite payload comprising the same
US10382043B2 (en) System, method and apparatus for phase hits and microphonics cancellation
US6744824B1 (en) Multiple access method, devices for performing this method and communications systems using these methods
CN103748846A (en) Method and module for estimating frequency bias in a digital-telecommunications system
RU77740U1 (en) DIGITAL CLOSED DIGITAL MOBILE RADIO SYSTEM, TV AND BROADCASTING BASED ON COFDM
Calvo-Palomino et al. Collaborative wideband signal decoding using non-coherent receivers
JP6227990B2 (en) Wireless signal transmission system, master device, remote device, and transmission method
CN114384558B (en) GPU-based online signal quality monitoring and analyzing method and system
Muthalagu Mitigation of DME interference in LDACS1-based future air-to-ground (A/G) communications
Haglund et al. Simulation of effect of periodically missing samples on decoding in passive synthetic aperture radar system using OFDM
RU116292U1 (en) RADIO RECEIVER OF HIGH SPEED INFORMATION OF SPACE RADIO LINE
CN107431906A (en) Reference signal is sent and method of reseptance and device
Bakhtin et al. Analysis of present-day capabilities of organizing ultra-high-speed satellite radio links
CN103401826A (en) Multi-carrier frequency hopping communication soft-decision method based on OOK modulation
RU2530322C1 (en) Method for radio reception of high-speed information of space radio line, and device for its implementation
Chen et al. Cost‐effective sampling clock synchronisation scheme with its implementation in optical orthogonal frequency division multiplexing systems
EP1745558B1 (en) Pulse modulation and demodulation in a multiband UWB communication system
Chen FPGA Implementation of Universal Access Transceiver (UAT) receiving unit for surveillance of small and general aircraft
Finocchiaro et al. Improving deep space telecommunications during solar superior conjunctions
US10897307B2 (en) Data communication system including a high-speed main channel and a low-speed stand-by channel with high reliability