RU2101871C1 - Radio line with amplitude-phase-manipulated noise-type signals - Google Patents
Radio line with amplitude-phase-manipulated noise-type signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101871C1 RU2101871C1 RU96107553A RU96107553A RU2101871C1 RU 2101871 C1 RU2101871 C1 RU 2101871C1 RU 96107553 A RU96107553 A RU 96107553A RU 96107553 A RU96107553 A RU 96107553A RU 2101871 C1 RU2101871 C1 RU 2101871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- information
- modulator
- phase
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи, функционирующих в условиях неопределенных помех. The invention relates to the field of radio engineering and can be used in communication systems operating in conditions of uncertain interference.
Известны радиолинии, использующие двухпозиционные фазоманипулированные шумоподобные сигналы (ФМ ШПС) с постоянной амплитудой для повышения помехоустойчивости (авт.св.СССР N 489254 кл. H 04 27/18,1973, N 509194, кл. H 04 B 9/00,1974, N 563730,кл. H 04 B 7/00,1967, патент США N 3665472,кл. H 04 B 1/38,1972). Однако в условиях воздействия наихудших помех с неизвестной структурой и ограниченной средней мощностью (например, при пульсациях уровня мощности помех) помехоустойчивость радиолиний с ФМ ШПС существенно снижается. Radio lines are known that use on-off phase-shift phase-shifted noise-like signals (FM SHPS) with a constant amplitude to increase noise immunity (ed. St.SSSSR N 489254 class H 04 27 / 18,1973, N 509194, class H 04 B 9 / 00,1974, N 563730, CL H 04 B 7 / 00,1967, US patent N 3665472, CL H 04
Известны также радиолинии, использующие амплитудные фазоманипулированные сигналы (АФМС), с целью повышения помехоустойчивости введения многопозиционности по фазе и амплитуде (заявка Великобритании N 1356179,кл. H 04 27/00,1974, заявка ФРГ N 2153376,кл. H 04 27/18,1976, заявка Японии N 55-24826, кл. H 04 27/00,1976, заявка ФРГ N 3322954,кл. H 04 27/00,1985, заявка ФРГ 3243373, кл. H 04 27/00,1985). Однако используемые правила переключения фаз и амплитуд не позволяют рассчитывать на высокую помехоустойчивость в условиях воздействия наихудших помех с неизвестной структурой и ограниченной средней мощностью. Also known are radio lines using amplitude phase-shifted signals (AFMS) in order to increase the noise immunity of introducing multi-position in phase and amplitude (UK application N 1356179, CL H 04 27 / 00.1974, FRG application N 2153376, CL H 04 27/18 , 1976, Japanese application N 55-24826, class H 04 27 / 00.1976, German application N 3322954, class H 04 27 / 00.1985, German application 3243373, class H 04 27 / 00.1985). However, the used rules for switching phases and amplitudes do not allow one to count on high noise immunity under the influence of the worst interference with an unknown structure and limited average power.
Из радиолиний с АФМС и ФМ ШПС наиболее близкой к заявленной по технической сущности является известная радиолиния [1]
Радиолиния прототип содержит на передающей стороне последовате6льно соединенные источник информации, фазовый модулятор, модулятор, усилитель, усилитель мощности и передающую антенну. Также генератор несущей частоты, который своим выходом соединен с вторым входом модулятора и последовательно соединенные блок синхронизации, генератор псевдослучайной последовательности, регистр сдвига, n+1-й-выходов которого подключены к соответствующим входам регистра хранения, а n выходов регистра хранения соединены с n входами дешифратора, n выходов которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом усилителя. При этом первый выход блока синхронизации помимо подключения к генератору псевдослучайной последовательности также соединен с тактовым входом регистра сдвига, второй выход блока синхронизации подключен к тактовому входу регистра хранения, n+1-й выход которого соединен с вторым входом фазового модулятора. На приемной стороне радиолиния прототип содержит приемную антенну, которая подключена к последовательно соединенным смесителю, усилителю промежуточной частоты, перемножителю, усилителю, интегратору, решающему устройству и к входу получателя информации. Выход интегратора при этом также подключен и к входу блока синхронизации. Первый выход блока синхронизации соединен с входом гетеродина, выход которого подключен к второму входу смесителя. Второй выход блока синхронизации соединен с вторым входом решающего устройства, третий его выход с тактовым входом регистра сдвига и генератором псевдослучайной последовательности и четвертый выход блока синхронизации соединен с тактовым входом регистра хранения. Выход генератора псевдослучайной последовательности подключен к информационному входу регистра сдвига, который n+1-ми выходами соединен с соответствующими входами регистра хранения, n выходов которого подключены к n входам дешифратора, а n+1-й выход регистра хранения соединен с вторым входом перемножителя, n выходов дешифратора соединены соответственно с n входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу усилителя.Of the radio links with AFMS and FM ShPS the closest to the claimed technical essence is the known radio link [1]
The prototype radio link contains, on the transmitting side, a sequentially connected information source, a phase modulator, a modulator, an amplifier, a power amplifier, and a transmitting antenna. Also, a carrier frequency generator, which is connected to the second input of the modulator by its output and connected in series to a synchronization unit, a pseudo-random sequence generator, a shift register, the n + 1st outputs of which are connected to the corresponding inputs of the storage register, and n outputs of the storage register are connected to n inputs a decoder, n outputs of which are connected to the corresponding inputs of the digital-to-analog converter, the output of which is connected to the second input of the amplifier. Moreover, the first output of the synchronization block, in addition to connecting to the pseudo-random sequence generator, is also connected to the clock input of the shift register, the second output of the synchronization block is connected to the clock input of the storage register, the n + 1st output of which is connected to the second input of the phase modulator. On the receiving side of the radio link, the prototype contains a receiving antenna, which is connected to a series-connected mixer, an intermediate frequency amplifier, a multiplier, an amplifier, an integrator, a solver, and to the input of the information receiver. The output of the integrator is also connected to the input of the synchronization block. The first output of the synchronization unit is connected to the input of the local oscillator, the output of which is connected to the second input of the mixer. The second output of the synchronization unit is connected to the second input of the deciding device, its third output with the clock input of the shift register and the pseudo-random sequence generator, and the fourth output of the synchronization unit is connected to the clock input of the storage register. The output of the pseudo-random sequence generator is connected to the information input of the shift register, which is connected by n + 1 outputs to the corresponding inputs of the storage register, n outputs of which are connected to n inputs of the decoder, and the n + 1st output of the storage register is connected to the second input of the multiplier, n decoder outputs are connected respectively to n inputs of the digital-to-analog converter, the output of which is connected to the control input of the amplifier.
Указанная радиолиния-прототип позволяет повысить помехоустойчивость радиолинии при воздействии помех с ограниченной средней мощностью. Теоретически энергетический выиграш в радиолинии при заданных требованиях к качеству связи может достигать 3 дБ. The specified radio prototype allows you to increase the noise immunity of the radio when exposed to interference with limited average power. Theoretically, the energy gain in a radio line with given requirements for communication quality can reach 3 dB.
Однако недостатками радиолинии-прототипа являются низкая помехозащищенность и недостаточная пропускная способность этой радиолинии при передаче информации от двух источников, в условиях воздействия неопределенных по структуре помех с ограниченной средней мощностью. Это объясняется тем, что в радиолинии-прототипе не представляется возможность объединить сигналы от двух источников информации, с последующей их передачей и разделить сигналы на приемном пункте. However, the disadvantages of the prototype radio link are the low noise immunity and insufficient bandwidth of this radio link when transmitting information from two sources, under the influence of noise of undefined structure with limited average power. This is because in the prototype radio link it is not possible to combine the signals from two sources of information, with their subsequent transmission and to separate the signals at the receiving point.
Целью изобретения является разработка радиолинии позволяющей повысить пропускную способность радиолинии с шумоподобными фазоманипулированными сигналами в неопределенной помеховой обстановке. The aim of the invention is the development of a radio link that allows to increase the throughput of a radio link with noise-like phase-shift keyed signals in an undefined interference environment.
Указанная цель достигается тем, что в радиолинии с АМФ ШПС, содержащей на передающей стороне последовательно соединенные источник информации, фазовый модулятор, модулятор, усилитель, усилитель мощности и передающую антенну, а также генератор несущей частоты, который своим выходом соединен с вторым входом модулятора. И последовательно соединенные блок синхронизации, генератор псевдослучайной последовательности, регистр сдвига, n+1 выходов которого подключены к соответствующим входам регистра хранения, а n выходов регистра хранения соединены с n входами дешифратора, n выходов которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом усилителя. При этом первый выход блока синхронизации помимо подключения к генератору псевдослучайной последовательности также соединен с тактовым входом регистра сдвига, второй выход блока синхронизации подключен к тактовому входу регистра хранения, n+1-й выход которого соединен с вторым входом фазового модулятора, дополнительно введены: второй источник информации, второй фазовый модулятор, инвертор и модулятор заменен на модулятор сигналов четырехфазной модуляции. Вновь введенные второй источник информации и второй фазовый модулятор последовательно соединены. Выход второго фазового модулятора подключен к второму входу модулятора. Управляющий вход второго фазового модулятора соединен с инверсным выходом инвертора, вход которого соединен с n+1-м выходом регистра хранения, а прямой выход инвертора соединен с управляющим входом первого фазового модулятора, первый вход которого подключен к выходу первого источника информации. Третий вход модулятора соединен с выходом генератора несущей частоты, выход модулятора соединен с входом усилителя, как и в прототипе. На приемной стороне в радиолинии,содержащей приемную антенну, подключенную к смесителю, который своим выходом соединен с усилителем промежуточной частоты, выход которого подключен к входу перемножителя. Выход перемножителя соединен с входом усилителя, выход которого подключен к входу интегратора. Выход интегратора соединен с входом блока синхронизации и с входом решающего устройства. Выход решающего устройства подключен к входу получателя информации. Блок синхронизации первым выходом подключен к входу гетеродина, выход которого соединен с вторым входом смесителя. Второй выход блока синхронизации подключен к второму входу решающего устройства. Третий выход блока синхронизации соединен с тактовым входом регистра сдвига и входом генератора псевдослучайной последовательности. Четвертый выход блока синхронизации соединен с тактовым входом регистра хранения. Причем выход генератора псевдослучайной последовательности подключен к информационному входу регистра сдвига, который n+1-ми выходами соединен с соответствующими входами регистра хранения, n выходов которого подключены к n входам дешифратора, а n+1-й выход регистра хранения подключен к второму входу перемножителя. Дешифратор своими n выходами соединен с n входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу усилителя, дополнительно введены: демодулятор, инвертор, второй перемножитель, второй усилитель, второй интегратор, второе решающее устройство и второй получатель информации. Вновь введенные второй перемножитель, второй усилитель, второй интегратор, второе решающее устройство и второй получатель информации последовательно соединены. Вход демодулятора подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, первый выход демодулятора соединен с первым входом первого перемножителя, а второй выход демодулятора соединен с первым входом вновь введенного второго перемножителя. Управляющий вход второго перемножителя соединен с инверсным выходом инвертора, вход которого (инвертора) соединен с n+1-м выходом регистра хранения, а прямой выход инвертора подключен к управляющему входу первого перемножителя. Второй вход второго усилителя подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, как и второй вход первого усилителя. Второй вход второго решающего устройства соединен с вторым выходом блока синхронизации. This goal is achieved by the fact that in a radio link with an AMS of an ACL containing on the transmitting side an information source, a phase modulator, a modulator, an amplifier, a power amplifier and a transmitting antenna, as well as a carrier frequency generator, which is connected by its output to the second input of the modulator. And serially connected synchronization block, pseudo-random sequence generator, shift register, n + 1 outputs of which are connected to the corresponding inputs of the storage register, and n outputs of the storage register are connected to n inputs of the decoder, n outputs of which are connected to the corresponding inputs of the digital-to-analog converter, the output of which is connected to the second input of the amplifier. In this case, the first output of the synchronization unit, in addition to connecting to the pseudo-random sequence generator, is also connected to the clock input of the shift register, the second output of the synchronization block is connected to the clock input of the storage register, the n + 1st output of which is connected to the second input of the phase modulator; information, the second phase modulator, inverter and modulator is replaced by a modulator of four-phase modulation signals. The newly introduced second information source and the second phase modulator are connected in series. The output of the second phase modulator is connected to the second input of the modulator. The control input of the second phase modulator is connected to the inverse output of the inverter, the input of which is connected to the n + 1st output of the storage register, and the direct output of the inverter is connected to the control input of the first phase modulator, the first input of which is connected to the output of the first information source. The third input of the modulator is connected to the output of the carrier frequency generator, the output of the modulator is connected to the input of the amplifier, as in the prototype. On the receiving side, in a radio line containing a receiving antenna connected to a mixer, which is connected by its output to an intermediate frequency amplifier, the output of which is connected to the input of the multiplier. The output of the multiplier is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the integrator. The output of the integrator is connected to the input of the synchronization unit and to the input of the solver. The output of the decider is connected to the input of the recipient of information. The synchronization unit with the first output is connected to the input of the local oscillator, the output of which is connected to the second input of the mixer. The second output of the synchronization unit is connected to the second input of the deciding device. The third output of the synchronization unit is connected to the clock input of the shift register and the input of the pseudo-random sequence generator. The fourth output of the synchronization unit is connected to the clock input of the storage register. Moreover, the output of the pseudo-random sequence generator is connected to the information input of the shift register, which is connected by n + 1 outputs to the corresponding inputs of the storage register, n outputs of which are connected to n inputs of the decoder, and the n + 1st output of the storage register is connected to the second input of the multiplier. The decoder with its n outputs is connected to the n inputs of the digital-to-analog converter, the output of which is connected to the control input of the amplifier; additionally introduced: a demodulator, an inverter, a second multiplier, a second amplifier, a second integrator, a second solver and a second information receiver. The newly introduced second multiplier, second amplifier, second integrator, second solver and second information receiver are connected in series. The input of the demodulator is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the first output of the demodulator is connected to the first input of the first multiplier, and the second output of the demodulator is connected to the first input of the newly introduced second multiplier. The control input of the second multiplier is connected to the inverse output of the inverter, the input of which (the inverter) is connected to the n + 1st output of the storage register, and the direct output of the inverter is connected to the control input of the first multiplier. The second input of the second amplifier is connected to the output of the digital-to-analog converter, as is the second input of the first amplifier. The second input of the second solver is connected to the second output of the synchronization unit.
Повышение пропускной способности достигается благодаря тому, что в радиолинию с АФМ ШПС дополнительно введен канал передачи информации за счет использования двукратной фазовой манипуляции опорного колебания информационными сигналами при сохранении псевдослучайной амплитудной манипуляции выходного сигнала. На основе теоретико-игровых методов в [5,6] показана квазиоптимальность по минимаксному критерию амплитудно-фазоманипулированных (АФМ) сигналов при воздействии неопределенных помех с ограниченной средней мощностью. Теоретически энергетический выигрыш в радиолинии с АФМ ШПС при заданных требованиях к качеству связи может достигать 6 дБ. Поскольку непрерывное псевдослучайное изменение амплитуды ФМ сигнала в соответствии с заданным распределением вероятности в реальных радиолиниях реализовать сложно, предполагается ограничиться конечным дискретным множеством, включающим m значений амплитуд ФМ ШПС. Значение числа m ограничивается размером устройства формирования и обработки АФМ ШПС и реализуемым динамическим диапазоном приемно-передающих трактов радиолинии. Кроме того, точность численного представления значений амплитуд и вероятностей их использования на практике являются конечной и может быть оценена некоторой величиной
где xi-требуемое значение амплитуды или вероятности;
yi -реализованное значение.The increase in throughput is achieved due to the fact that an information transmission channel is additionally introduced into the radio line with the AFM NPS due to the use of double phase manipulation of the reference oscillation by information signals while maintaining the pseudorandom amplitude manipulation of the output signal. On the basis of game-theoretic methods, [5,6] showed quasi-optimality by the minimax criterion of amplitude-phase-manipulated (AFM) signals when exposed to undetermined interference with limited average power. Theoretically, the energy gain in a radio link with an AFM NPS with given requirements for communication quality can reach 6 dB. Since a continuous pseudo-random change in the amplitude of the FM signal in accordance with a given probability distribution in real radio lines is difficult to implement, it is assumed that we restrict ourselves to a finite discrete set including m values of the amplitudes of the FM SHPS. The value of the number m is limited by the size of the device for the formation and processing of AFM SHPS and the implemented dynamic range of the receiving and transmitting paths of the radio line. In addition, the accuracy of the numerical representation of the values of the amplitudes and the probabilities of their use in practice is finite and can be estimated by some quantity
where x i is the required value of the amplitude or probability;
y i is the realized value.
Применение цифровых устройств для формирования АФМ ПСП предполагает представление данных значений в виде n-разрядных двоичных чисел, где n≥- log2n≥log2εr.The use of digital devices for the formation of AFM PSP involves the representation of these values in the form of n-bit binary numbers, where n≥log 2 n≥log 2 εr.
Для формирования заданного дискретного множества вероятностей μ = {μ1, μ2,...,μm} появление случайных событий Ai, где событие Ai заключается в наборе i-й амплитуды ФМ ШПС, можно использовать геометрическое представление множества μ в виде единичного отрезка, разбитого на m участков величиной m1, μ2,...,μm при этом . При использовании датчика случайных чисел (ДСЧ) с равномерным законом распределения на отрезке [0,1] результатом каждого случайного испытания будет попадание случайного числа (СЧ) в один из m участков. Вероятность попадания СЧ в i-й участок будет равна величине μi.For the formation of a given discrete set of probabilities μ = {μ 1 , μ 2 , ..., μ m } the occurrence of random events A i , where the event A i consists in the set of the i-th amplitude of the FM SPS, one can use the geometric representation of the set μ in the form of a unit segment divided into m sections of size m 1 , μ 2 , ..., μ m . When using a random number sensor (DCH) with a uniform distribution law on the interval [0,1], the result of each random test will be a random number (MF) falling into one of m sections. The probability of the midrange entering the ith site will be equal to μ i .
Для формирования СЧ с равномерным законом распределения вероятностей на отрезке [0,1] с точностью используется последовательность из n равновероятных двоичных чисел, для генерирования которых целесообразно применять генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП). При этом, учитывая необходимость формирования случайной амплитуды за время одного такта псевдослучайной последовательности (ПСП), тактовая скорость ГПСП для формирования АФМ ШПС должна быть увеличена в n+1 раз по сравнению с тактовой скоростью ГПСП ФМ ШПС.For the formation of the midrange with a uniform probability distribution on the interval [0,1] with accuracy a sequence of n equiprobable binary numbers is used, for the generation of which it is advisable to use a pseudo-random sequence generator (GPSP). At the same time, taking into account the need to form a random amplitude during one cycle of a pseudo-random sequence (PSP), the GPSPS clock speed for forming an AFM SHPS should be increased n + 1 times in comparison with the clock speed of the GPSSP FM ShPS.
На фиг.1 показана структурная схема заявляемой радиолинии с амплитудно - фазоманипулированными ШПС; на фиг.2 структурная схема фазового модулятора; на фиг.3 структурная схема модулятора; на фиг.4 структурная схема инвертора;
Заявляемая радиолиния с амплитудно фазоманипулированными сигналами, представленная на фиг.1, содержит на передающей стороне два источника информации 1, 2, два фазовых модулятора 3,4,модулятор 5, усилитель 6, усилитель 7 мощности, передающую антенну 8, генератор 9 несущей частоты, инвертор 10, блок 11 синхронизации, генератор 12 псевдослучайной последовательности (ГПСП), регистр 13 сдвига, регистр 14 хранения, дешифратор 15 и цифро-аналоговый преобразователь 16 (ЦАП). Источники информации 1,2 своими выходами соединены с первыми входами фазовых модуляторов 3,4. Выход первого фазового модулятора 3 соединен с первым входом модулятора 5, выход второго фазового модулятора 4 подключен к второму входу модулятора 5, а третий вход модулятора 5 соединен с выходом генератора 9 несущей частоты. Выход модулятора подключен к входу усилителя 6, выход которого соединен с входом усилителя 7 мощности, который своим выходом подключен к передающей антенне 8. Блок 11 синхронизации первым выходом соединен с входом ГПСП 12 и тактовым входом регистра 13 сдвига. Выход ГПСП соединен с информационным входом регистра 13 сдвига, n+1 выходов которого соединены с соответствующими входам регистра 14 хранения. Тактовый вход регистра 14 хранения соединен с вторым выходом блока 11 синхронизации, n+1-й выход регистра хранения 14 соединен с входом инвертора 10, прямой выход которого подключен к второму входу фазового модулятора 3, а инверсный выход к второму входу фазового модулятора 4. Остальные n выходов регистра 14 хранения соединены с n входами дешифратора 15. Дешифратор своими n выходами соединен с соответствующими n входами ЦАП 16. Выход ЦАП подключен к управляющему входу усилителя 6. На приемной стороне радиолиния с АФМ ШПС содержит последовательно соединенные приемную антенну 17, смеситель 18, усилитель 19 промежуточной частоты, демодулятор 20. А также два перемножителя 21, 22, два усилителя 23, 24, два интегратора 25, 26, два решающих устройства 27, 28, двух получателей информации 29, 30. Кроме того, на приемной стороне с составе радиолинии имеются, гетеродин 31, инвертор 32, блок синхронизации 33, генератор 34 псевдослучайной последовательности, регистр 35 сдвига, регистр 36 хранения, дешифратор 37 и цифро-аналоговый преобразователь 38. Демодулятор своим первым выходом подключен к цепи последовательно соединенных между собой первым перемножителем 21, первым усилителем 23, первым интегратором 25, первым решающим устройством 27 и первым получателем 29 информации, а второй выход демодулятора подключен к второй цепи последовательно соединенных между собой вторым перемножителем 22, вторым усилителем 24, вторым интегратором 26, вторым решающим устройством 28, и вторым получателем 30 информации. При этом второй управляющий вход смесителя 18 соединен с выходом гетеродина 31, вход которого подключен к первому выходу блока 33 синхронизации, вход которого соединен с выходом интегратора 25. Второй выход блока 33 синхронизации подключен к вторым, управляющим входам, первого и второго решающих устройств 27, 28. Своим третьим выходом блок 33 синхронизации соединен с входом ГПСП 34 и тактовым входом регистра 35 сдвига, выход ГПСП соединен с входом регистра 35 сдвига. Регистр сдвига n+1-ми выходами подключен к соответствующим входам регистра 36 хранения. Тактовый вход регистра хранения соединен с четвертым выходом блока 33 синхронизации, а n+1-й выход регистра хранения подключен к входу инвертора 32. Прямой выход инвертора подключен к второму входу первого перемножителя 21, а его инверсный выход к второму входу второго перемножителя 22. Регистр 36 хранения, своими n выходами соединен с соответствующими входами дешифратора 37, n выходов которого соединены с n входами ЦАП 38, выход которого подключен к управляющим входам усилителей 23, 24.In Fig.1 shows a structural diagram of the inventive radio line with amplitude - phase manipulated ShPS; figure 2 is a structural diagram of a phase modulator; figure 3 is a structural diagram of a modulator; figure 4 is a structural diagram of an inverter;
The inventive radio link with amplitude phase-shifted signals, shown in figure 1, contains on the transmitting side two sources of
В качестве источника 1, 2 и получателя информации 29, 30 может быть использовано любое устройство, позволяющее формировать и обрабатывать цифровую последовательность, поступающую через цифровой стык, например, через стык С1-ФЛ-БИ (ГОСТ 24174-80, ГОСТ 26532-85). Характеристики стыка приведены в [13,14]
Вариант реализации фазового модулятора 3 представлен на фиг.2, где на вход 1 блока 3.1 (логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) поступает информация от первого источника информации, на вход 2 блока 3.1 поступает псевдослучайная последовательность, через инвертор 10 и через n+1-й выход регистра 14 хранения. Выход 3 блока 3.1 соединен с 1 и 2 входами блока 3.2(логическим элементом И-НЕ). Инверсный выход 3 блока 3.2 соединен с первым входом модулятора 5. Аналогично реализован фазовый модулятор 4. Оба фазовых модулятора 3 и 4 можно выполнить на сборке логических элементов одной микросхемы, например блоки 3.1, 4.1 на микросхеме К555ЛП5, 3.2, 4.2 на К155ЛАЗ.As a
An embodiment of the
Вариант построения модулятора 5 четырехфазной ФМ представлен на фиг. 3. Здесь информация с выхода фазового модулятора 3 поступает на первый и второй входы блока 5.1 (элемент ИЛИ-НЕ) и первый вход блока 5.2 (фазовый модулятор 0-180o). Инверсный выход блока 5.1 соединен с вторым входом блока 5.2. Третий вход 5.2 подключен к выходу генератора 9 несущей частоты (ГНЧ). Выход блока 5.2 соединен с входом 5.3 (фазовращатель на 90o), выход которого подключен к первому входу блока 5.4 (сумматор). Выход фазового модулятора 4 соединен с первым и вторым входами блока 5.5 (элемент ИЛИ-НЕ) и вторым входом блока 5.6. Второй вход сумматора 5.4 подключен к выходу 5.6 (фазовый модулятор 0-180o). Первый вход блока 5.6 соединен с инверсным выходом блока 5.5. Третий вход блока 5.6 подключен к выходу ГНЧ 9. В качестве элемента ИЛИ-НЕ 5.1 и 5.5 можно использовать, например, логические элементы,предложенные в [3, рис. 1.27(б), с. 40-50] в качестве фазового модулятора 5.2 и 5.6 можно использовать устройство,представленное на фиг.2; в качестве фазовращателя на 90o 5.3 может быть использован отрезок линии (коаксиально кабеля или волновода) с длиной, обеспечивающей фазовую задержку сигнала на 90o; в качестве сумматора может быть использован логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ [3, рис. 1.34(а), с.56]
В качестве демодулятора 20 может быть использован демодулятор сигнала четырехфазной ФМ, описанный в [7, рис. 11.12,с. 280] Однако в качестве выходов демодулятора необходимо использовать выходы перемножителей, так как в указанной схеме в применении к заявленному устройству не используются выходные согласованные фильтры и детекторы символов (СФ, ДС).An embodiment of the four-
As a demodulator 20, a four-phase FM signal demodulator described in [7, Fig. 11.12, p. 280] However, the outputs of the multipliers must be used as the outputs of the demodulator, since in the indicated circuit, as applied to the claimed device, output matched filters and symbol detectors (SF, DC) are not used.
В качестве инвертора 10, 32 можно использовать устройство,представленное на фиг. 4. Блок 10.1 является логическим элементом И-НЕ и может быть выполнен на микросхемах соответствующей серии. As the
В качестве усилителей 6,23,24 на фиг.1 используются типовые дифференциальные широкополосные усилители, например [2, рис. 2.2 (д),с. 26-40] В качестве перемножителей 21, 22 на фиг. 1 могут быть использованы перемножители, например, описанные в [4, рис. 4,с. 203]
В качестве решающего устройства 27, 28 на фиг.1 можно использовать интегральный компаратор, описанный в [1, с. 363-371] например схема на основе АИС компаратора [1, рис. 11,15,с. 369]
В качестве смесителя 18 на фиг. 1 может быть использован, например, аналоговый перемножитель, описанный в [11, с. 151-159] структурная схема которого представлена в [11, рис. 5.12,с. 153]
В качестве интегратора 25, 26 на фиг.1 можно использовать, например, пропорционально интегрирующий фильтр,представленный в [11, рис. 6.6 (д), с. 191]
В качестве усилителя промежуточной частоты 19 и гетеродина 31 на фиг.1 можно использовать усилительные микросхемы,представленные, например, в [2, рис. 2.2 (ж) и рис. 2.2 (к), с. 27 соответственно
В качестве усилителя 7 мощности на фиг.1 может быть использован, например, усилитель мощности,описанный в [12, рис. 11,24,с. 327]
В качестве генератора 9 несущей частоты заявляемого устройства могут использоваться, например, генераторные микросхемы, входящие в состав серий К218, 219, 224, 237, 245, а также 219ПС1, 235ХА6, К228УВ1.As
As a solving device 27, 28 in figure 1, you can use the integrated comparator described in [1, p. 363-371] for example, a circuit based on an AIS comparator [1, Fig. 11.15, p. 369]
As the mixer 18 in FIG. 1, for example, the analog multiplier described in [11, p. 151-159] whose structural scheme is presented in [11, Fig. 5.12, p. 153]
As an integrator 25, 26 in FIG. 1, for example, a proportionally integrating filter presented in [11, Fig. 6.6 (d), s. 191]
As an intermediate frequency amplifier 19 and a local oscillator 31 in figure 1, one can use amplification microcircuits, presented, for example, in [2, Fig. 2.2 (g) and Fig. 2.2 (k), p. 27 respectively
As the power amplifier 7 in FIG. 1, for example, the power amplifier described in [12, Fig. 11.24, p. 327]
As the generator 9 of the carrier frequency of the claimed device can be used, for example, generator circuits included in the series K218, 219, 224, 237, 245, as well as 219PS1, 235XA6, K228UV1.
Варианты исполнения блока 11,33 синхронизации на фиг.1 описаны, например, в [8,с. 266 328] с различной степенью детализации в зависимости от поясняемых в книге особенностей поиска и синхронизации ШПС. В заявке на предлагаемое изобретение приведено упрощенное изображение блока синхронизации 11,33. Третий выход, синхронизирующий работу ГПСП, добавлен в связи с заменой согласованного фильтра на коррелятор, что является закономерным для всех схем приемников ШПС с корреляторами (например, [8] рис. 1.9,с. 18; рис. 15.3, с. 269; рис. 17.1,с. 297). Причем, как видно из рис. 1.12,с. 20 и рис. 2.5 с. 26 [8] допускается упрощенное изображение коррелятора без указания цепей сброса интегратора. Четвертый выход синхронизатора, добавленный для более детального отображения изменений в схеме приемника радиолинии, требует от блока синхронизации только одной дополнительной функции: деления частоты следования тактовых импульсов, поступающих на вход ГПСП 34 и регистра 35 сдвига) на n+1, где n разрядность двоичного представления вероятностей выбора различных амплитуд АФМ ШПС, и подачи этих импульсов на вход регистра 36 хранения. Embodiments of synchronization block 11.33 in FIG. 1 are described, for example, in [8, p. 266 328] with varying degrees of detail depending on the features of the search and synchronization of ShPS explained in the book. The application for the invention provides a simplified image of the synchronization unit 11.33. The third output, which synchronizes the operation of the GPRS, was added in connection with the replacement of the matched filter with a correlator, which is logical for all schemes of BSS receivers with correlators (for example, [8] Fig. 1.9, p. 18; Fig. 15.3, p. 269; Fig. . 17.1, p. 297). Moreover, as can be seen from Fig. 1.12, p. 20 and fig. 2.5 sec 26 [8] a simplified image of the correlator is allowed without specifying the integrator reset circuits. The fourth synchronizer output, added for more detailed display of changes in the radio receiver circuit, requires only one additional function from the synchronization unit: dividing the repetition rate of clock pulses supplied to the GPS input 34 and shift register 35) by n + 1, where n is the bit representation the probabilities of choosing different amplitudes of the AFM SHPS, and supplying these pulses to the input of the storage register 36.
Вариант реализации генератора 12, 34 псевдослучайной последовательности на фиг.1 описан в [10, с. 356-359] и может быть выполнен, например, согласно схеме,представленной в [10,с. 357, рис. 20.20]
Варианты реализации регистров 13,35 сдвига приведены в [1, с. 208-210, например, рис. 5.4 (в)]
Варианты реализации регистров 14, 36 хранения приведены в [1, с. 208-210, например, рис. 5.4 (а)]
Вариант построения применяемых дешифраторов 15, 37 на фиг.1 описан в [2, с. 119-135] и может быть реализован на элементной базе, в зависимости требуемого числа разрядов (n), например согласно [2, рис. 3.17 (б),с. 133]
Вариант построения цифро-аналоговых преобразователей 16, 38 на фиг.1 описан в [2, с. 185-193] и может быть выполнен по схеме цифро-аналогового преобразователя, представленной в [2, рис. 6.10,с. 193] в зависимости от требуемого числа разрядов (n).An embodiment of the pseudo-random sequence generator 12, 34 of FIG. 1 is described in [10, p. 356-359] and can be performed, for example, according to the scheme presented in [10, p. 357, fig. 20.20]
Implementation options for the shift registers 13.35 are given in [1, p. 208-210, for example, fig. 5.4 (c)]
Implementation options for storage registers 14, 36 are given in [1, p. 208-210, for example, fig. 5.4 (a)]
A variant of the construction of the used decoders 15, 37 in figure 1 is described in [2, p. 119-135] and can be implemented on an elemental basis, depending on the required number of bits (n), for example, according to [2, Fig. 3.17 (b), p. 133]
A variant of the construction of digital-to-analog converters 16, 38 in figure 1 is described in [2, p. 185-193] and can be performed according to the digital-to-analog converter scheme presented in [2, Fig. 6.10, p. 193] depending on the required number of bits (n).
Устройство работает следующим образом. В передающей части от источника 1, (2) информации последовательность двоичных символов 1 и 0 со скоростью R= 1/T (Т- длительность информационных посылок) поступает на вход фазового модулятора 3, (4). От генератора 12 псевдослучайной последовательности, с n+1-го выхода регистра 14 хранения через инвертор 10 на второй вход фазового модулятора 3, (4) поступает двоичный сигнал длительностью где N число импульсов. Период следования импульсов на выходе ГПСП 12 равен (n-целое число). Сигналами с первого выхода блока 11 синхронизации, период следования которых равен τo, последовательность двоичных импульсов с выхода ГПСП 12 записываются в регистр 13 сдвига, а затем сигналами с второго выхода блока 11 синхронизации, следующими с частотой -в регистр 14 хранения. С первого выхода регистра 14 хранения n разрядов двоичного случайного числа а поступают на n входов дешифратора 15. На n выходах дешифратора 15 появляется n разрядное двоичное число, равное значению одной из m псевдослучайных амплитуд, соответствующей номеру участка, в которой попадает случайное число a/2n. Цифро-аналоговый преобразователь 16 преобразует входную двоичную комбинацию в аналоговый сигнал, соответствующий одной из m псевдослучайный амплитуд. С выхода ЦАП 16 сигнал поступает на управляющий вход усилителя 6. Блок 11 синхронизации формирует две последовательности импульсов с частотами f и (n+1)f. Видеопоследовательность ШПС, переносящая информационные символы, поступает на первый и второй входы модулятора 5, в котором осуществляется фазовая модуляция несущего колебания, поступающего на третий вход модулятора 5 от генератора 9 несущей частоты. Фазоманипулированный шумоподобный сигнал с выхода модулятора поступает на вход усилителя 6, коэффициент усиления которого изменяется в зависимости от уровня сигнала на управляющем входе. С выхода усилителя 6 АФМ ШПС поступает на вход усилителя 7 мощности, где он усиливается до требуемого уровня и затем через передающую антенну 8 излучается в пространство.The device operates as follows. In the transmitting part from the
В приемной части радиолинии сигнал, принятый приемной антенной 17, проходит через смеситель 18, переносится с помощью 31 на промежуточную частоту и усиливается в усилителе 19 промежуточной частоты (УПЧ). С выхода УПЧ 19 сигнал поступает на демодулятор 20, где происходит его разделение на две видеопоследовательности ШПС, которые поступают на две ветви преобразований. С выхода демодулятора 20 сигнал поступает на первый вход перемножителя 21, (22), на второй вход которого в качестве опорного подается сигнал от ГПСП 34 через n+1-й выход регистра 36 хранения и инвертор 32. Результат перемножения входного и опорного сигналов поступает на первый вход усилителя 23, (24), коэффициент усиления которого зависит от уровня сигнала, поступающего на управляющий вход усилителя 23,(24) с выхода ЦАП 38. Формирование сигнала на выходе ЦАП 38 происходит с помощью блока 33 синхронизации, ГПСП 34, регистра 35 сдвига, регистра 36 хранения, дешифратора 37 аналогично формированию сигнала на выходе ЦАП 16. С выхода усилителя 23,(24) сигнал поступает на вход интегратора 25,(26) и далее на блок 33 синхронизации и решающее 27,(28) устройство. Блок 33 синхронизации формирует две последовательности импульсов с частотами f и (n+1)•f, управляет режимом работы решающего блока 27, (28) и осуществляет поиск сигнала АМФ ШПС по частоте и по времени. Для поиска АМФ ШПС по частоте блок 33 синхронизации перестраивает гетеродин 31. После окончания поиска и вхождения в синхронизм на выходе решающего 27,(28) блока появляется информационная последовательность в виде двоичных символов, которая передается получателю 29,(30) информации. In the receiving part of the radio link, the signal received by the receiving antenna 17 passes through the mixer 18, is transferred using 31 to the intermediate frequency and amplified in the amplifier 19 of the intermediate frequency (IF). From the output of the UPCH 19, the signal is supplied to the demodulator 20, where it is divided into two video sequences of the BPS, which are fed into two branches of the transformations. From the output of the demodulator 20, the signal is fed to the first input of the multiplier 21, (22), the second input of which is supplied as a reference signal from the GPSSP 34 through the n + 1-st output of the storage register 36 and the inverter 32. The result of multiplying the input and reference signals is fed to the first input of the amplifier 23, (24), the gain of which depends on the level of the signal supplied to the control input of the amplifier 23, (24) from the output of the DAC 38. The signal at the output of the DAC 38 is generated using the synchronization unit 33, GPS 34, register 35 shift, register 36 storage, decryption similarly the torus 37 forming at the output DAC 16. The output of amplifier 23 (24) signal is input to the integrator 25, (26) and further to the synchronization unit 33 and decisive 27 (28) device. Synchronization block 33 generates two sequences of pulses with frequencies f and (n + 1) • f, controls the operation mode of the decision block 27, (28) and searches for the signal of the AMS BSS in frequency and time. In order to search for the frequency-wise AMS AM, the synchronization unit 33 reconstructs the local oscillator 31. After the search is completed and synchronization is completed, an information sequence in the form of binary characters appears at the output of the deciding block 27, (28), which is transmitted to the information recipient 29, (30).
При реализации дополнительно введенных элементов, аналогично имеющихся в прототипе, пропускная способность радиолинии увеличивается в 2 раза. При этом возможно снижение помехоустойчивости приема дискретных сигналов. Для оценки потерь помехоустойчивости можно воспользоваться рис.2.9 [9] откуда нетрудно установить, что проигрыш по помехоустойчивости предлагаемой радиолинии по сравнению с прототипом составляет не более 0,5 дБ при заданных требованиях по вероятности ошибки на бит. When implementing additionally introduced elements, similar to those available in the prototype, the bandwidth of the radio line increases by 2 times. In this case, it is possible to reduce the noise immunity of the reception of discrete signals. To assess the noise immunity losses, you can use Fig. 2.9 [9] from where it is easy to establish that the noise immunity loss of the proposed radio line in comparison with the prototype is not more than 0.5 dB for given requirements on the probability of error per bit.
Вместе с тем предлагаемая радиолиния как и прототип имеет энергетический выигрыш по сравнению с ранее известными радиолиниями, использующими АФМС и ФМ ШПС от 2,5 до 3 дБ, и имеет пропускную способность в 2 раза выше, чем у прототипа. At the same time, the proposed radio link like the prototype has an energy gain in comparison with the previously known radio links using AFMS and FM SHPS from 2.5 to 3 dB, and has a throughput of 2 times higher than that of the prototype.
Источники информации:
1. Алексеенко А. Г. Шагурин И.И. Микросхемотехника. М. Радио и связь, 1982,с.414.Sources of information:
1. Alekseenko A. G. Shagurin I.I. Microcircuitry. M. Radio and Communications, 1982, p. 414.
2. Батушев В. А. Микросхемы и их применение. М. Радио и связь, 1983.с. 217. 2. Batushev V. A. Microcircuits and their application. M. Radio and Communications, 1983. 217.
3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. М. Радио и связь, 1988,с. 352. 3. Shilo V.L. Popular digital circuits. M. Radio and Communications, 1988, p. 352.
4. Папернов А.А. Логические основы ЦВТ. М. Связь, 1973,с.312. 4. Papernov A.A. The logical basis of the center. M. Communication, 1973, p. 312.
5. Чуднов А.М. О минимаксных алгоритмах формирования и приема сигналов. -Проблемы передачи информации, 1986, т.XXII, вып.4,с.49 54. 5. Chudnov A.M. On minimax algorithms for generating and receiving signals. -Problems of information transfer, 1986, vol. XXII, issue 4, p. 49 54.
6. Чуднов А.М. Помехоустойчивость корреляционного приема псевдослучайных сигналов, модулированных по амплитуде и фазе //Радиотехника и электроника, 1987,т.XXXII, N1,с.62-68. 6. Chudnov A.M. Noise immunity of the correlation reception of pseudorandom signals modulated in amplitude and phase // Radio Engineering and Electronics, 1987, vol. XXII, N1, pp. 62-68.
7. Дж. Спилкер. Цифровая спутниковая связь. М. Связь, 1979,592 с. 7. J. Spilker. Digital satellite communications. M. Communication, 1979,592 p.
8. Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985,384 с. 8. Varakin L. E. Communication systems with noise-like signals. M. Radio and Communications, 1985, 384 p.
9. Банкет В. А. Дорофеев В.М. Цифровые методы в спутниковой связи. М. Радио и связь,1988,213 с. 9. Banquet V. A. Dorofeev V. M. Digital methods in satellite communications. M. Radio and Communications, 1988,213 p.
10 У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. М. Мир, 1982,512 с. 10 W. Titze, C. Schenk. Semiconductor Circuitry: Reference Guide. M. Mir, 1982.512 pp.
11. Радиоприемные устройства /Под ред. Л.Г.Барулина. М. Радио и связь, 1984. 272 с. 11. Radio receivers / Ed. L.G. Barulina. M. Radio and Communications, 1984. 272 p.
12. Каганов В. И. СВЧ полупроводниковые передатчики. М. Радио и связь, 1981, 400 с. 12. Kaganov V. I. Microwave semiconductor transmitters. M. Radio and Communications, 1981, 400 pp.
13. Мячев А.А. Щерба В.Г. Интерфейсы систем обработки данных. М. Радио и связь, 1989, 416 с. 13. Myachev A.A. Shcherba V.G. Interfaces of data processing systems. M. Radio and Communications, 1989, 416 pp.
14 Порохов О.Н. Цифровой стык на основе относительного биимпульсного сигнала. Электросвязь, 1989, N12, с.10 15. 14 Porokhov O.N. Digital joint based on relative bi-pulse signal. Telecommunications, 1989, N12, p. 10 15.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96107553A RU2101871C1 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Radio line with amplitude-phase-manipulated noise-type signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96107553A RU2101871C1 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Radio line with amplitude-phase-manipulated noise-type signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2101871C1 true RU2101871C1 (en) | 1998-01-10 |
RU96107553A RU96107553A (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20179459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96107553A RU2101871C1 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Radio line with amplitude-phase-manipulated noise-type signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2101871C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537042C1 (en) * | 2013-11-06 | 2014-12-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of generating amplitude and phase-shift keyed signal |
RU2656722C1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-06-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" МГУПС (МИИТ) | Phase modulator of noise-like oscillation |
RU2820855C1 (en) * | 2023-09-19 | 2024-06-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Tamper-proof radio link |
-
1996
- 1996-04-18 RU RU96107553A patent/RU2101871C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, 1635275, кл. H 04 L 27/18, 19891. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537042C1 (en) * | 2013-11-06 | 2014-12-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of generating amplitude and phase-shift keyed signal |
RU2656722C1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-06-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" МГУПС (МИИТ) | Phase modulator of noise-like oscillation |
RU2820855C1 (en) * | 2023-09-19 | 2024-06-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Tamper-proof radio link |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0822669B1 (en) | Digital asynchronous spread spectrum receiver | |
US4606039A (en) | Spread spectrum coding method and apparatus | |
CN1084990C (en) | orthogonal code hopping multiple access communication system | |
US20100195699A1 (en) | System and method for transmitting and receiving ultra wide band pulse or pulse sequence | |
GB1585859A (en) | Information transmission systems | |
US3728529A (en) | Two-way communication system employing two-clock frequency pseudo-noise signal modulation | |
US20060198522A1 (en) | Wide band-DCSK modulation method, transmitting apparatus thereof, wide band-DCSK demodulation method, and receiving apparatus thereof | |
EP0817396B1 (en) | Spread spectrum communications system with transmitted reference | |
US3665472A (en) | Two-way communication system employing two-clock frequency pseudo-noise signal modulation | |
RU2279183C2 (en) | Method for transferring information in communication system with broadband signals | |
EP0824810A1 (en) | Digital cdma multiplexer with adaptable number of channels | |
US20030053521A1 (en) | System and electronic device for providing a multi-carrier spread spectrum signal | |
US4661819A (en) | Doppler tolerant binary phase coded pulse compression system | |
RU2101871C1 (en) | Radio line with amplitude-phase-manipulated noise-type signals | |
US8437377B2 (en) | Pulse generator, transmitter-receiver, and pulse generation method | |
GB2132857A (en) | Voice encryption and decryption system | |
RU2696021C1 (en) | Method of transmitting information in a communication system with broadband signals | |
RU2631464C1 (en) | Broadband transceiver with software operating frequency tuning | |
Zemlyanyi | Keying of the broadband chaotic signal spectrum for data transmission | |
RU2144272C1 (en) | Radio link with amplitude-phase-shifted noise-like signals | |
RU2262201C1 (en) | Method for forming of signal in mobile communication system with temporal separation of channels | |
RU2151465C1 (en) | Radio communication line with frequency-shift keyed spread-spectrum signals | |
RU2156541C1 (en) | Radio transmission line using phase-keyed noise- like signals | |
RU96115575A (en) | METHOD AND DEVICE (OPTIONS) OF TRANSFER OF INFORMATION IN A MULTI-BEAM CHANNEL | |
RU203976U1 (en) | Adaptive device for receiving pseudo-random signals |