RU2210860C1

RU2210860C1 - Broadband-signal communication system

Info

Publication number: RU2210860C1
Application number: RU2002101548/09A
Authority: RU
Inventors: В.И. Чугаева
Original assignee: Федеральное Государственное унитарное предприятие Воронежский научно-исследовательский институт связи
Priority date: 2002-01-14
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2003-08-20
Also published as: RU2002101548A

Abstract

FIELD: radio communications. SUBSTANCE: newly introduced in transmitting part of broadband-signal communication system are inverse Fourier transform unit, first buffer register, first tunable frequency synthesizer, and second band filter; introduced in receiving part of system are demodulator, forward Fourier transform unit, second buffer register, second tunable frequency synthesizer, and noise spike detection and rejection unit. EFFECT: enhanced narrow-band noise immunity in receiving broadband signals. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах связи с широкополосными сигналами,
Известны системы связи с широкополосными сигналами, описанные в монографии Р.К. Диксона "Широкополосные системы", Москва, "Связь", 1979 г., стр. 19, рис. 2, 3, а также в монографии Д.Е. Варакина "Системы связи с шумоподобными сигналами", Москва, "Радио и связь", 1983 г., стр.174, рис.9.1, стр. 176, рис.9.2, недостатком которых является низкая помехоустойчивость к узкополосным помехам.The invention relates to radio engineering and may find application in communication systems with broadband signals,
Known communication systems with broadband signals described in the monograph R.K. Dixon's "Broadband Systems", Moscow, "Communication", 1979, p. 19, Fig. 2, 3, and also in the monograph of D.E. Varakina “Communication systems with noise-like signals”, Moscow, “Radio and communication”, 1983, p. 174, fig. 9.1, p. 176, fig. 9.2, the disadvantage of which is low noise immunity to narrow-band interference.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой системе связи является система связи по а.с. 300946, Н 03 С 3/40, структурная схема которой приведена на фиг.1, где даны следующие обозначения:
1 - генератор несущей и тактовой частот;
2, 7, 10 и 15 - первый, второй, третий и четвертый генераторы псевдослучайной последовательности;
3, 8, 11 и 14 - первый, второй, третий и четвертый перемножители;
4 - модулятор;
5 - сумматор;
6 и 16 - первый и второй блоки фазирования;
9 - блок синхронизации;
12 и 17 - первый и второй полосовые фильтры;
13 - фазовый детектор;
18 - фазовращатель на 90^o,
Передающая часть прототипа содержит последовательно соединенные первый генератор псевдослучайной последовательности 2, первый перемножитель 3 и сумматор 5; последовательно соединенные второй генератор псевдослучайной последовательности 7, второй перемножитель 8, выходом соединенный с вторым входом сумматора 5, выход которого является выходом передающей части, содержит генератор несущей и тактовой частоты 1, первый выход которого соединен с вторым входом первого 2 и первым входом второго 7 генераторов псевдослучайной последовательности, при этом второй выход генератора несущей и тактовой частоты 1 через фазовращатель 18 соединен с вторым входом второго перемножителя 8, а через второй вход модулятора 4 соединен с вторым входом первого перемножителя 3; кроме того, первый и второй выходы первого блока фазирования 6 соединены соответственно с первым входом первого 2 и с вторым входом второго 7 генераторов несущей и тактовой частоты; а также первый вход модулятора 4 является информационным входом устройства. Приемная часть прототипа содержит блок синхронизации 9, вход которого соединен с первыми входами третьего 11 и четвертого 14 перемножителей и является также входом приемной части, а выход блока синхронизации 9 соединен с первыми входами третьего 10 и четвертого 15 генераторов псевдослучайной последовательности, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами второго блока фазирования 16; при этом выход третьего генератора псевдослучайной последовательности 10 соединен с вторым, опорным, входом третьего перемножителя 11, выход которого через первый полосовой фильтр 12 соединен с первым входом фазового детектора 13, а выход четвертого генератора псевдослучайной последовательности 15 соединен с вторым, опорным, входом четвертого перемножителя 14, выход которого через второй полосовой фильтр 17 соединен с вторым входом фазового детектора 13, выход которого является выходом приемной части.Closest to the technical nature of the proposed communication system is a communication system for AS 300946, H 03 C 3/40, the structural diagram of which is shown in figure 1, where the following notation is given:
1 - carrier and clock frequencies;
2, 7, 10 and 15 - the first, second, third and fourth pseudo-random sequence generators;
3, 8, 11 and 14 - the first, second, third and fourth multipliers;
4 - modulator;
5 - adder;
6 and 16 - the first and second phasing blocks;
9 - block synchronization;
12 and 17 - the first and second band-pass filters;
13 - phase detector;
18 - phase shifter 90 ^o
The transmitting part of the prototype contains a series-connected first generator of a pseudo-random sequence 2, a first multiplier 3 and an adder 5; connected in series to the second generator of the pseudo-random sequence 7, the second multiplier 8, output connected to the second input of the adder 5, the output of which is the output of the transmitting part, contains a carrier and clock frequency 1, the first output of which is connected to the second input of the first 2 and the first input of the second 7 generators pseudorandom sequence, while the second output of the carrier and clock 1 through the phase shifter 18 is connected to the second input of the second multiplier 8, and through the second input of the mode the cooler 4 is connected to the second input of the first multiplier 3; in addition, the first and second outputs of the first phasing unit 6 are connected respectively to the first input of the first 2 and to the second input of the second 7 generators of the carrier and clock frequencies; and the first input of the modulator 4 is the information input of the device. The receiving part of the prototype contains a synchronization unit 9, the input of which is connected to the first inputs of the third 11 and fourth 14 multipliers and is also the input of the receiving part, and the output of the synchronization unit 9 is connected to the first inputs of the third 10 and fourth 15 pseudo-random sequence generators, the second inputs of which are connected respectively with the first and second outputs of the second phasing unit 16; the output of the third generator of the pseudo-random sequence 10 is connected to the second, reference input of the third multiplier 11, the output of which through the first band-pass filter 12 is connected to the first input of the phase detector 13, and the output of the fourth generator of the pseudo-random sequence 15 is connected to the second, reference, input of the fourth multiplier 14, the output of which through the second band-pass filter 17 is connected to the second input of the phase detector 13, the output of which is the output of the receiving part.

Прототип работает следующим образом. The prototype works as follows.

В передающей части прототипа тактовая частота с выхода блока 1 подается на блоки 2 и 7, где формируются псевдослучайные последовательности, отличающиеся между собой структурой (кодом). Начальную установку (фазирование) блоков 2 и 7 осуществляет блок 6. In the transmitting part of the prototype, the clock frequency from the output of block 1 is fed to blocks 2 and 7, where pseudo-random sequences are formed that differ in structure (code). The initial installation (phasing) of blocks 2 and 7 is carried out by block 6.

Псевдослучайные последовательности поступают с выхода блока 2 на первый вход блока 3, а с выхода блока 7 - на первый вход блока 8, где манипулируют по фазе на 0, π несущую частоту, поступающую на второй вход блока 3 через блок 4, а на второй вход блока 8 через блок 18. За счет этого на выходе блока 3 формируется широкополосный сигнал, модулированный информационным сигналом, а на выходе блока 8 в квадратурном канале формируется широкополосный сигнал, не манипулированный информацией (синхросигнал). С выходов блоков 3 и 8 широкополосные информационный и синхросигнал подаются на первый и второй входы блока 5, соответственно, где они суммируются. Pseudorandom sequences come from the output of block 2 to the first input of block 3, and from the output of block 7 to the first input of block 8, where the phase is manipulated to 0, π the carrier frequency supplied to the second input of block 3 through block 4, and to the second input block 8 through block 18. Due to this, a broadband signal modulated by an information signal is generated at the output of block 3, and a broadband signal that is not manipulated by information (a clock signal) is formed at the output of block 8 in a quadrature channel. From the outputs of blocks 3 and 8, the broadband information and clock signals are fed to the first and second inputs of block 5, respectively, where they are summed.

В приемной части прототипа в блоке 9 осуществляется синхронизация с синхросигналом. Блок 9 синхронизирует блоки 15 и 10 с принимаемыми широкополосными сигналами. В блоках 11 и 14 осуществляется перемножение входных широкополосных сигналов с синхронными с ними опорными псевдослучайными последовательностями, поступающими от блоков 10 и 15, которые сфазированы блоком 16. В блоках 11 и 14 осуществляется свертка широкополосных информационного и синхросигналов, результаты свертки фильтруются в блоках 12 и 17 соответственно, в блоке 13 за счет фазового детектирования выделяется информация. In the receiving part of the prototype in block 9 is synchronized with the clock signal. Block 9 synchronizes the blocks 15 and 10 with the received broadband signals. In blocks 11 and 14, the input broadband signals are multiplied with pseudorandom reference sequences synchronous with them, coming from blocks 10 and 15, which are phased by block 16. In blocks 11 and 14, the convolution of broadband information and clock signals is carried out, the convolution results are filtered in blocks 12 and 17 accordingly, in block 13, information is extracted due to phase detection.

На фиг. 2 приведена укрупненная схема прототипа, где блоки 6, 7, 8 и 18 (с фиг.1) объединены в блок 6 - формирователь синхросигнала, а блоки 14, 15, 16 и 17 (с фиг.1) объединены в блок 7 - блок выделения синхросигнала. In FIG. 2 shows an enlarged diagram of the prototype, where blocks 6, 7, 8, and 18 (with FIG. 1) are combined into block 6 — a clock driver, and blocks 14, 15, 16, and 17 (with FIG. 1) are combined into block 7 — a block clock allocation.

На фиг.2 обозначено:
1 - генератор несущей и тактовой частоты;
2 и 10 - первый и второй генераторы псевдослучайной последовательности;
3 и 11 - первый и второй перемножители;
4 - модулятор;
5 - сумматор;
6 - формирователь синхросигнала;
7 - блок выделения синхросигнала;
8 - фазовый детектор;
9 - блок синхронизации;
12 - полосовой фильтр.In figure 2 is indicated:
1 - carrier and clock;
2 and 10 - the first and second pseudo-random sequence generators;
3 and 11 - the first and second multipliers;
4 - modulator;
5 - adder;
6 - a shaper of a clock signal;
7 - block allocation clock;
8 - phase detector;
9 - block synchronization;
12 - band-pass filter.

Система связи с широкополосными сигналами, представленная на фиг.2, содержит на передающей части последовательно соединенные первый генератор псевдослучайной последовательности 2, первый перемножитель 3 и сумматор 5, выход которого является выходом передающей части системы, а также формирователь синхросигнала 6, модулятор 4, генератор несущей и тактовых частот 1, первым выходом соединенный с вторым входом первого генератора псевдослучайной последовательности 2 и первым опорным входом формирователя синхросигнала 6, а второй выход генератора несущей и тактовых частот 1 соединен с вторым сигнальным входом формирователя синхросигнала 6 и первым входом модулятора 4, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя 3, а вход модулятора 4 является информационным входом передающей части системы связи; первый управляющий выход формирователя синхросигнала 6 соединен с первым входом первого генератора псевдослучайной последовательности 2, а второй сигнальный выход формирователя синхросигнала 6 соединен с вторым входом сумматора 5. The communication system with broadband signals shown in Fig. 2 contains, on the transmitting part, a first pseudo-random sequence generator 2, a first multiplier 3 and an adder 5, the output of which is the output of the transmitting part of the system, as well as a clock generator 6, modulator 4, carrier generator and clock frequencies 1, the first output connected to the second input of the first pseudo-random sequence generator 2 and the first reference input of the clock shaper 6, and the second output pa carrier and clock frequencies 1 is connected to the second signal input of the clock generator 6 and the first input of the modulator 4, the output of which is connected to a second input of the first multiplier 3 and the input of the modulator 4 is data input of the transmitter portion of a communication system; the first control output of the shaper 6 is connected to the first input of the first generator of the pseudo-random sequence 2, and the second signal output of the shaper 6 is connected to the second input of the adder 5.

Приемная часть системы связи содержит последовательно соединенные второй перемножитель 11, полосовой фильтр 12 и фазовый детектор 8, выход которого является выходом приемной части устройства; содержит последовательно соединенные блок синхронизации 9, второй генератор псевдослучайной последовательности 10, выходом соединенный с вторым опорным входом второго перемножителя 11; содержит блок выделения синхросигнала 7, первый выход которого соединен с вторым входом второго генератора псевдослучайной последовательности 10, а второй выход блока выделения синхросигнала 7 соединен с вторым, опорным входом фазового детектора 8; при этом входы блока синхронизации 9, блока выделения синхросигнала 7 и первый вход второго перемножителя 11 объединены и являются входом приемной части системы. The receiving part of the communication system comprises a second multiplier 11 connected in series, a band-pass filter 12 and a phase detector 8, the output of which is the output of the receiving part of the device; comprises a synchronization unit 9 connected in series, a second pseudo-random sequence generator 10, output connected to a second reference input of the second multiplier 11; comprises a clock allocation unit 7, the first output of which is connected to a second input of a second pseudo-random sequence generator 10, and a second output of a clock allocation unit 7 is connected to a second, reference input of a phase detector 8; the inputs of the synchronization unit 9, the allocation unit of the clock signal 7 and the first input of the second multiplier 11 are combined and are the input of the receiving part of the system.

Недостатком прототипа является низкая помехоустойчивость к узкополосным и импульсным помехам. The disadvantage of the prototype is the low noise immunity to narrowband and pulsed interference.

Указанный недостаток устраняется тем, что в систему связи с широкополосными сигналами, содержащую в передающей части генератор несущей и тактовой частот, первый выход которого соединен с вторым опорным входом первого генератора псевдослучайной последовательности и с первым опорным входом формирователя синхросигнала, первый управляющий выход которого соединен с первым входом первого генератора псевдослучайной последовательности, а второй сигнальный выход формирователя синхросигнала соединен с вторым входом сумматора, выход которого является выходом передающей части; при этом второй выход генератора несущей и тактовых частот присоединен к второму, сигнальному входу формирователя синхросигнала и к последовательно соединенным модулятору и первому перемножителю; в приемной части последовательно соединенные блок синхронизации и второй генератор псевдослучайной последовательности, при этом сигнальный вход блока синхронизации, являющийся входом приемной части, присоединен к последовательно соединенным второму перемножителю и первому полосовому фильтру, в передающую часть введены последовательно соединенные первый буферный регистр, второй информационный вход которого является входом передающей части, и блок обратного преобразования Фурье, первый управляющий вход которого соединен с первыми управляющими входами первого буферного регистра и первого генератора псевдослучайной последовательности, а выход блока обратного преобразования Фурье соединен с вторым информационным входом модулятора, а также введены первый перестраиваемый синтезатор частот и второй полосовой фильтр. При этом вход первого перестраиваемого синтезатора частот соединен с выходом первого генератора псевдослучайной последовательности, а выход первого перестраиваемого синтезатора частот через последовательно соединенные первый перемножитель и второй полосовой фильтр присоединен к первому входу сумматора. This drawback is eliminated by the fact that in a communication system with broadband signals containing in the transmitting part a carrier and clock frequency, the first output of which is connected to the second reference input of the first pseudo-random sequence generator and to the first reference input of the clock generator, the first control output of which is connected to the first the input of the first pseudo-random sequence generator, and the second signal output of the clock generator is connected to the second input of the adder, the output of which is the output of the transmitting portion; wherein the second output of the carrier and clock frequencies is connected to the second, signal input of the clock driver and to the modulator and the first multiplier connected in series; in the receiving part, the synchronization unit and the second pseudo-random sequence generator are connected in series, while the signal input of the synchronization unit, which is the input of the receiving part, is connected to the second multiplier and the first bandpass filter connected in series, the first buffer register, the second information input of which is connected in series is the input of the transmitting part, and the inverse Fourier transform block, the first control input of which is connected to the first control inputs of the first buffer register and the first pseudo-random sequence generator, and the output of the inverse Fourier transform unit is connected to the second information input of the modulator, and the first tunable frequency synthesizer and the second bandpass filter are introduced. In this case, the input of the first tunable frequency synthesizer is connected to the output of the first pseudo-random sequence generator, and the output of the first tunable frequency synthesizer is connected through a series-connected first multiplier and a second band-pass filter to the first input of the adder.

В приемную часть введены второй перестраиваемый синтезатор частот и последовательно соединенные блок обнаружения и режекции импульсных помех, демодулятор, блок прямого преобразования Фурье и второй буферный регистр, выход которого является выходом приемной части, а второй управляющий вход второго буферного регистра соединен с вторым управляющим входом блока прямого преобразования Фурье и с выходом блока синхронизации. При этом вход блока обнаружения и режекции импульсных помех соединен с выходом первого полосового фильтра. Кроме того, выход второго генератора псевдослучайной последовательности через второй перестраиваемый синтезатор частот присоединен к второму опорному входу второго перемножителя. A second tunable frequency synthesizer and series-connected pulse noise detection and rejection unit, a demodulator, a direct Fourier transform unit and a second buffer register, the output of which is the output of the receiving part, and the second control input of the second buffer register are connected to the second control input of the direct block, are introduced into the receiving part Fourier transforms and with the output of the synchronization block. At the same time, the input of the pulse noise detection and rejection unit is connected to the output of the first band-pass filter. In addition, the output of the second pseudo-random sequence generator through the second tunable frequency synthesizer is connected to the second reference input of the second multiplier.

Структурная схема предлагаемой системы связи с широкополосными сигналами приведена на фиг.3, где обозначено:
1 - генератор несущей и тактовых частот;
2 и 10 - первый и второй генераторы псевдослучайной последовательности;
3 и 11 - первый и второй перемножители (смесители);
4 - модулятор;
5 - сумматор;
6 - формирователь синхросигнала;
7 и 15 - первый и второй буферные регистры;
8 - блок обратного преобразования Фурье;
9 - блок синхронизации;
12 и 19 - первый и второй полосовые фильтры;
13 - демодулятор;
14 - блок прямого преобразования Фурье;
16 и 17 - первый и второй перестраиваемые синтезаторы частот;
18 - блок обнаружения и режекции импульсных помех.The structural diagram of the proposed communication system with broadband signals is shown in figure 3, where it is indicated:
1 - carrier and clock frequencies;
2 and 10 - the first and second pseudo-random sequence generators;
3 and 11 - the first and second multipliers (mixers);
4 - modulator;
5 - adder;
6 - a shaper of a clock signal;
7 and 15 - the first and second buffer registers;
8 - block inverse Fourier transform;
9 - block synchronization;
12 and 19 - the first and second band-pass filters;
13 - demodulator;
14 - block direct Fourier transform;
16 and 17 - the first and second tunable frequency synthesizers;
18 - block detection and rejection of impulse noise.

Предлагаемая система связи о широкополосными сигналами в передающей части содержит генератор несущей и тактовых частот 1, первый выход которого соединен с первым опорным входом формирователя синхросигнала 6 и с вторым опорным входом первого генератора псевдослучайной последовательности 2, выход которого присоединен к последовательно соединенным первому перестраиваемому синтезатору частот 16, первому перемножителю 3, второму полосовому фильтру 19 и сумматору 5, второй вход которого соединен с вторым сигнальным выходом формирователя синхросигнала 6, первый управляющий выход которого соединен с первыми управляющими входами первого генератора псевдослучайной последовательности 2, блока обратного преобразования Фурье 8 и первого буферного регистра 7, второй вход которого является информационным входом передающей части системы, а выход (шина) первого буферного регистра 7 через блок обратного преобразования Фурье 8 соединен с вторым информационным входом модулятора 4, первый опорный вход которого соединен с вторым выходом генератора несущей и тактовых частот 1 и с вторым сигнальным входом формирователя синхросигнала 6; при этом выход модулятора 4 соединен с вторым входом первого перемножителя 3; кроме того, выход сумматора 5 является выходом передающей части системы. The proposed communication system for broadband signals in the transmitting part comprises a carrier and clock generator 1, the first output of which is connected to the first reference input of the clock generator 6 and to the second reference input of the first pseudo-random sequence generator 2, the output of which is connected to the first tunable frequency synthesizer 16 , the first multiplier 3, the second bandpass filter 19 and the adder 5, the second input of which is connected to the second signal output of the shaper signal 6, the first control output of which is connected to the first control inputs of the first pseudo-random sequence generator 2, the inverse Fourier transform block 8 and the first buffer register 7, the second input of which is the information input of the transmitting part of the system, and the output (bus) of the first buffer register 7 through the block the inverse Fourier transform 8 is connected to the second information input of the modulator 4, the first reference input of which is connected to the second output of the carrier generator and clock frequencies 1 and to the second signal the main input of the driver of the clock 6; wherein the output of the modulator 4 is connected to the second input of the first multiplier 3; in addition, the output of the adder 5 is the output of the transmitting part of the system.

Приемная часть системы связи с широкополосным сигналом содержит последовательно соединенные блок синхронизации 9, второй генератор псевдослучайной последовательности 10, второй перестраиваемый синтезатор частот 17, второй перемножитель 11, первый полосовой фильтр 12, блок обнаружения и режекции импульсных помех 18, демодулятор 13, блок прямого преобразования Фурье 14 и второй буферный регистр 15, второй управляющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации 9 и с вторым управляющим входом блока прямого преобразования Фурье 14; кроме того, сигнальный вход блока синхронизации 9 и первый сигнальный вход второго перемножителя 11 объединены и являются входом приемной части, а выход второго буферного регистра 15 является информационным выходом приемной части системы связи. При этом выход блока прямого преобразования Фурье 14 соединен с входом второго буферного регистра 15 через шину из N проводов. The receiving part of the communication system with a broadband signal contains a synchronization unit 9 connected in series, a second pseudo-random sequence generator 10, a second tunable frequency synthesizer 17, a second multiplier 11, a first bandpass filter 12, a pulse noise detection and rejection unit 18, a demodulator 13, a direct Fourier transform unit 14 and a second buffer register 15, the second control input of which is connected to the output of the synchronization unit 9 and to the second control input of the direct Fourier transform unit 14; in addition, the signal input of the synchronization unit 9 and the first signal input of the second multiplier 11 are combined and are the input of the receiving part, and the output of the second buffer register 15 is the information output of the receiving part of the communication system. The output of the direct Fourier transform unit 14 is connected to the input of the second buffer register 15 through a bus of N wires.

Предлагаемая система связи с широкополосными сигналами работает следующим образом. The proposed communication system with broadband signals works as follows.

В передающей части системы блок 1 формирует тактовую и несущую частоты, которые, поступая на первый, опорный, и второй, сигнальный, входы блока 6, обеспечивают формирование в нем широкополосного синхросигнала, поступающего на второй вход блока 5, где он суммируется с широкополосным информационным сигналом, поступающим на первый вход блока 5. Суммарный сигнал с выхода блока 5 подается на выход передающей части системы связи. In the transmitting part of the system, block 1 generates the clock and carrier frequencies, which, arriving at the first, reference, and second, signal inputs of block 6, provide for the formation of a broadband clock signal in it, coming to the second input of block 5, where it is summed with the broadband information signal arriving at the first input of block 5. The total signal from the output of block 5 is fed to the output of the transmitting part of the communication system.

Формирование широкополосного информационного сигнала осуществляется следующим образом. The formation of a broadband information signal is as follows.

Последовательности информационных символов ("единицы" и "нули") поступают на второй информационный вход блока 7, где запоминаются пачки из М информационных символов, которые затем в параллельном коде подаются на второй сигнальный вход блока 8. Запись информационных символов в блок 7 и их считывание в блок 8 производятся в моменты времени, определяемые синхросигналом, поступающим с первого, управляющего, выхода блока 6 на первые управляющие входы блоков 7 и 8. Sequences of information symbols ("ones" and "zeros") are sent to the second information input of block 7, where packets of M information symbols are stored, which are then fed in parallel code to the second signal input of block 8. Writing information symbols to block 7 and reading them in block 8 are made at time instants determined by the clock signal coming from the first, control, output of block 6 to the first control inputs of blocks 7 and 8.

В блоке 8 над пачкой из М информационных символов выполняется процедура обратного преобразования Фурье на временном интервале, равном длительности пачки T = Mτ_и где τ_и - длительность информационного символа.In block 8, the inverse Fourier transform procedure is performed over a packet of M information symbols over a time interval equal to the packet duration T = Mτ _and where τ _and is the information symbol duration.

В результате этой процедуры пачка из М информационных символов длительностью Т заменяется набором гармонических колебаний на временном интервале, равном Т. As a result of this procedure, a pack of M information symbols of duration T is replaced by a set of harmonic oscillations in a time interval equal to T.

В блоке 6 с использованием тактовой частоты, поступающей с первого выхода блока 1 на первый опорный вход блока 6, формируются синхроимпульсы с периодом повторения T_C = T = Mτ_и. Одновременно в блоке 6 с использованием тактовых импульсов и несущей частоты, поступающей на его второй, сигнальный, вход формируется периодическая широкополосная синхропоследовательность с периодом повторения Т_СП=Т_С=Т.In block 6, using the clock frequency from the first output of block 1 to the first reference input of block 6, clock pulses with a repetition period T _C = T = Mτ _{and are formed} . At the same time, in block 6, using clock pulses and a carrier frequency supplied to its second signal signal, a periodic broadband sync sequence with a repetition period T _SP = T _C = T is formed.

Синхроимпульсы с первого, управляющего, выхода блока 6 подаются на первый, управляющий, вход блока 2, где с использованием тактовой частоты, поступающей с второго выхода блока 1 на второй, опорный, вход блока 2, в нем формируется периодическая информационная (предназначенная для передачи информации) псевдослучайная последовательность, период повторения которой Т_ИП= Т_СП= Т_С= Т, которая подается на блок 16, где с ее использованием осуществляется формирование периодического сигнала с псевдослучайной (программной) перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), при этом период его повторения Т_ППРЧ= Т_ИП=Т_СП=Т_С=Т. Сигнал с программной перестройкой рабочей частоты поступает на первый, опорный, вход блока 3, где он перемножается (смешивается) с несущей частотой, модулированной набором гармонических колебаний, формируемых в блоке 8, Модуляция несущей набором гармонических колебаний, которые формируются блоком 8, осуществляется в блоке 4, при этом несущая частота поступает с второго выхода блока 1 на первый, сигнальный, вход блока 4, а информационный сигнал, преобразованный в набор гармонических колебаний на временном интервале Т, поступает с выхода блока 8 на второй, информационный, вход блока 4.The clock pulses from the first, control, output of block 6 are fed to the first, control, input of block 2, where using the clock frequency from the second output of block 1 to the second, reference, input of block 2, a periodic informational signal (designed to transmit information) is formed in it ) a pseudo-random sequence, the repetition period of which T _IP = T _SP = T _C = T, which is fed to block 16, where it is used to generate a periodic signal with a pseudo-random (software) tuning of the operating frequencies s (PFRCH), while the period of its repetition T _PFRCH = T _IP = T _SP = T _C = T. A signal with a software tuning of the operating frequency is fed to the first, reference, input of block 3, where it is multiplied (mixed) with a carrier frequency modulated by a set of harmonic oscillations generated in block 8; Modulation of the carrier by a set of harmonic oscillations that are formed by block 8 is carried out in block 4, the carrier frequency coming from the second output of block 1 to the first signal input of block 4, and the information signal converted to a set of harmonic oscillations in the time interval T comes from the output of the block 8 to the second, informational, input of block 4.

Сигнал с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, модулированный информацией, с выхода блока 3 поступает на блок 19, где осуществляется его фильтрация на суммарной частоте, при этом полоса пропускания блока 19 равна ширине спектра сформированного сигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. The signal with pseudo-random tuning of the operating frequency, modulated by the information, from the output of block 3 is sent to block 19, where it is filtered at the total frequency, while the bandwidth of block 19 is equal to the spectral width of the generated signal with pseudo-random tuning of the working frequency.

Широкополосный синхросигнал и сигнал с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты поступают на первый и второй входы блока 5 соответственно, где они суммируются. С выхода блока 5 суммарный сигнал поступает на выход передающей части системы связи. The broadband clock signal and the pseudo-random tunable operating frequency are fed to the first and second inputs of block 5, respectively, where they are summed. From the output of block 5, the total signal is fed to the output of the transmitting part of the communication system.

Приемная часть системы связи работает следующим образом. The receiving part of the communication system operates as follows.

Смесь широкополосного синхросигнала, сигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, а также и узкополосной помехи с входа приемной части системы связи поступает на сигнальный вход блока 9 и на первый, сигнальный, вход блока 11. В блоке 9 осуществляются вхождение в синхронизм с широкополосным синхросигналом и формирование синхроимпульсов, которые подаются на управляющие входы блоков 10, 14 и 15, обеспечивая их синхронизацию. В блоке 10 формируется псевдослучайная последовательность, аналогичная псевдослучайной последовательности блока 2 и синхронная с ней, которая подается на блок 17, обеспечивая формирование в нем сигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, аналогично сигналу, формируемому блоком 16 и синхронному с ним, который подается на второй, опорный, вход блока 11, на первый, сигнальный, вход которого подается входная смесь. В блоке 11 осуществляется свертка сигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, в результате чего на его выходе выделяется несущая частота, модулированная гармоническими колебаниями. A mixture of a broadband clock, a signal with a pseudo-random tuning of the operating frequency, as well as a narrow-band interference from the input of the receiving part of the communication system is fed to the signal input of block 9 and to the first, signal, input of block 11. In block 9, synchronization with the broadband clock signal and clock pulses, which are fed to the control inputs of blocks 10, 14 and 15, ensuring their synchronization. In block 10, a pseudo-random sequence is generated that is similar to the pseudo-random sequence of block 2 and synchronous with it, which is fed to block 17, ensuring the formation of a signal in it with a pseudo-random tuning of the operating frequency, similar to the signal generated by block 16 and synchronized with it, which is fed to the second, reference, the input of block 11, at the first, signal, the input of which is the input mixture. In block 11, the signal is convolved with a pseudo-random tuning of the operating frequency, as a result of which a carrier frequency modulated by harmonic oscillations is allocated at its output.

Результат свертки после фильтрации в блоке 12 на разностной частоте подается на блок 18, где осуществляется режекция мощной импульсной помехи, образовавшейся из мощной узкополосной помехи в блоке 11 за счет перемножения ее с опорным сигналом с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (формируемым блоком 17). Радиоимпульс от узкополосной помехи имеет длительность τ_o, равную длительности передачи и приема на каждой из частот программы перестройки. Поэтому в случае обнаружения мощной импульсной помехи блок 18 осуществляет ее режекцию за счет запирания тракта на время τ_o, при этом исключается влияние импульса от узкополосной помехи при демодуляции принятого полезного сигнала в блоке 13.The result of convolution after filtering in block 12 at the differential frequency is fed to block 18, where a powerful impulse noise is generated, which is formed from a powerful narrow-band noise in block 11 due to its multiplication with a reference signal with pseudo-random tuning of the operating frequency (generated by block 17). The radio pulse from narrowband interference has a duration of τ _o equal to the duration of transmission and reception at each frequency of the tuning program. Therefore, in the case of detecting a powerful impulse noise, block 18 performs its rejection by locking the path for a time τ _o , thereby eliminating the influence of the pulse from narrow-band noise when demodulating the received useful signal in block 13.

После демодуляции в блоке 13 выделенный набор гармонических колебаний подается на первый сигнальный, вход блока 14. В блоке 14 с использованием синхроимпульсов, подаваемых на его второй управляющий вход, выполняется процедура прямого преобразования Фурье на временном интервале, равном периоду следования синхроимпульсов. After demodulation in block 13, the selected set of harmonic oscillations is fed to the first signal input of block 14. In block 14, using the clock pulses supplied to its second control input, the direct Fourier transform is performed on a time interval equal to the period of the clock pulses.

Так как в блоке 14 выполняется процедура, обратная процедуре, выполняемой блоком 8 в передающей части системы, то на выходе блока 14 выделяется пачка из М информационных импульсов, аналогичная записанной в блоке 7, которая по командам (синхроимпульсам), поступающим от блока 9, переписывается в блок 15, с выхода которого подается на выход системы. Since in block 14 the procedure is performed that is the reverse of the procedure performed by block 8 in the transmitting part of the system, at the output of block 14 a packet of M information pulses is allocated, similar to that recorded in block 7, which is rewritten by the commands (clock pulses) received from block 9 in block 15, the output of which is fed to the output of the system.

Блоки 8 и 14 реализуют известные алгоритмы обратного и прямого преобразования Фурье, описанные, например, в монографии Б. Голд, Ч.Рейдер. "Цифровая обработка", Москва, "Сов. радио", 1973 г., стр.187-196; в справочнике "Цифровые радиоприемные системы" под редакцией М.И. Жодзишского, Москва, "Радио и связь", 1990 г., стр.86-88, и могут быть реализованы в виде последовательно соединенных процессоров и оперативно запоминающих устройств (см. Я.Д. Ширман, В.Н. Манжос. "Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех", Москва, "Радио и связь", 1981 г., стр.160, рис. 12). Blocks 8 and 14 implement the well-known inverse and direct Fourier transform algorithms, described, for example, in the monograph by B. Gold, C. Reider. Digital Processing, Moscow, Sov. Radio, 1973, pp. 187-196; in the reference book "Digital radio receiving systems" edited by M.I. Zhodzishsky, Moscow, "Radio and Communications", 1990, pp. 86-88, and can be implemented in the form of series-connected processors and random-access memory devices (see Ya. D. Shirman, VN Manzhos. "Theory and the technique of processing radar information against a background of interference ", Moscow," Radio and Communications, 1981, p. 160, Fig. 12).

Блок 13 может быть выполнен любым известным способом. Так, в случае использования в блоке 4 фазовой модуляции, он может быть выполнен как демодулятор Костаса (см. Р.К. Диксон. "Широкополосные системы" под редакцией В.И. Журавлева. Москва, "Связь", 1979 г., стр.149, рис.5.20). Block 13 may be performed in any known manner. So, if phase modulation is used in block 4, it can be performed as a costas demodulator (see RK Dixon. “Broadband Systems” edited by V.I. Zhuravlev. Moscow, “Communication”, 1979, p. .149, Fig. 5.20).

Блок 18 может быть выполнен так, как это представлено в монографии "Системы подвижной радиосвязи" под редакцией И.М. Пышкина, Москва, "Радио и связь", 1986 г., стр. 190, рис.4.34. Block 18 can be made as presented in the monograph "Mobile Radio Communication Systems" edited by I.M. Pyshkina, Moscow, Radio and Communications, 1986, p. 190, Fig. 4.34.

В прототипе помехоустойчивость к импульсным и узкополосным помехам определяется базой (В) широкополосного сигнала, при этом мощность узкополосной и импульсной помехи в приемнике широкополосного сигнала за счет корреляционной обработки уменьшается в В раз. In the prototype, the noise immunity to pulsed and narrowband interference is determined by the base (B) of the broadband signal, while the power of narrowband and pulsed noise in the broadband signal receiver due to correlation processing is reduced by a factor of one.

При воздействии мощных узкополосных или импульсных помех, превышающих уровень полезного сигнала более чем в В раз, в прототипе происходит искажение информационных символов. When exposed to powerful narrow-band or pulsed interference, exceeding the level of the useful signal by more than V times, in the prototype there is a distortion of information symbols.

В предлагаемом устройстве пачка из М информационных импульсов, преобразованная в набор гармонических колебаний на временном интервале T = Mτ_и (где τ_и - длительность информационного импульса), перемножается (смешивается) с сигналом с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, программа перестройки которого содержит N частот с длительностью излучения каждой частоты, равной τ_o = T/N.
Узкополосные помехи при перемножении их с опорным сигналом с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты в случае, если их частоты совпадают с частотами входного сигнала, превращаются в импульсные помехи длительностью τ_o, где τ_o - длительность приема (передачи) на каждой из N частот программ перестройки входного и опорного сигналов, период повторения которых Т₁ выбирается в соответствии с соотношением T₁ = Nτ_o = T = Mτ_и, при этом τ_o = T/N.
При N>>10, τ_o<<T, поэтому воздействие одиночной узкополосной помехи, совпадающей по частоте с одной из частот входного сигнала, приводит к появлению на интервале Т импульсной помехи, поражающего его незначительную, 1/N-ю, часть, при этом осуществляется его режекция (стирание) за счет запирания приемника на время, равное τ_o.
При N>>10 влиянием искажения информационного символа за счет воздействия узкополосной помехи можно пренебречь.In the proposed device, a pack of M information pulses, converted into a set of harmonic oscillations in the time interval T = Mτ _and (where τ _and is the duration of the information pulse), is multiplied (mixed) with a signal with a pseudorandom tuning of the operating frequency, the tuning program of which contains N frequencies with the duration of radiation of each frequency equal to τ _o = T / N.
Narrow-band interference when they are multiplied with a reference signal with pseudo-random tuning of the operating frequency, if their frequencies coincide with the frequencies of the input signal, turn into pulsed noise of duration τ _o , where τ _o is the duration of reception (transmission) at each of the N frequencies of the input tuning programs and reference signals, the repetition period of which T ₁ is selected in accordance with the relation T ₁ = Nτ _o = T = Mτ _and , at the same time, τ _o = T / N.
At N >> 10, τ _o << T, therefore, the effect of a single narrow-band interference, coinciding in frequency with one of the frequencies of the input signal, leads to the appearance of an impulse noise on the interval T, affecting its insignificant, 1 / N-th part, at this is its rejection (erasure) by locking the receiver for a time equal to τ _o .
At N >> 10, the influence of distortion of the information symbol due to the influence of narrow-band interference can be neglected.

Таким образом, в заявляемом устройстве по сравнению с прототипом обеспечивается повышение помехоустойчивости как к узкополосным, так и к импульсным помехам. Thus, in the inventive device in comparison with the prototype provides increased noise immunity to both narrowband and pulsed interference.

Claims

A communication system with broadband signals, comprising a carrier and clock generator in the transmitting part, the first output of which is connected to the second, reference input of the first pseudo-random sequence generator and to the first, reference input of the clock generator, the first, control output of which is connected to the first input of the first pseudo-random generator sequence, and the second, the signal output of the shaper of the clock signal is connected to the second input of the adder, the output of which is the output of the transmitting part, when the second output of the carrier and clock frequencies generator is connected to the second signal input of the clock generator and to the modulator and the first multiplier connected in series, in the receiving part, the synchronization unit and the second pseudo-random sequence generator are connected in series, while the signal input of the synchronization unit, which is the input of the receiving part, connected to the second multiplier and the first bandpass filter connected in series, characterized in that p sequentially connected to the first buffer register, the second information input of which is the input of the transmitting part, and the inverse Fourier transform unit, the first, control input of which is connected to the first control inputs of the first buffer register and the first pseudorandom sequence generator, and the output of the inverse Fourier transform unit is connected to the second, information input of the modulator, and also introduced the first tunable frequency synthesizer and a second band-pass filter, while the input of the first tunable The frequency synthesizer is connected to the output of the first pseudo-random sequence generator, and the output of the first tunable frequency synthesizer is connected through the series-connected first multiplier and the second bandpass filter to the first input of the adder, the second tunable frequency synthesizer and the pulse-noise detection and rejection unit connected in series are introduced, a demodulator, a direct Fourier transform unit and a second buffer register, the output of which is the output of the receiving part, and the second, control input of the second buffer register is connected to the second, control input of the direct Fourier transform unit and to the output of the synchronization unit, while the input of the pulse noise detection and rejection unit is connected to the output of the first bandpass filter, in addition, the output of the second pseudo-random sequence generator through the second tunable a frequency synthesizer is connected to the second, reference input of the second multiplier.