RU2236086C2 - Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов - Google Patents

Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов Download PDF

Info

Publication number
RU2236086C2
RU2236086C2 RU2002116494/09A RU2002116494A RU2236086C2 RU 2236086 C2 RU2236086 C2 RU 2236086C2 RU 2002116494/09 A RU2002116494/09 A RU 2002116494/09A RU 2002116494 A RU2002116494 A RU 2002116494A RU 2236086 C2 RU2236086 C2 RU 2236086C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
block
incoherent
Prior art date
Application number
RU2002116494/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002116494A (ru
Inventor
Игорь Валерьевич Бобров (BY)
Игорь Валерьевич Бобров
Павел Анатольевич Прохоров (BY)
Павел Анатольевич ПРОХОРОВ
Сергей Борисович Саломатин (BY)
Сергей Борисович САЛОМАТИН
Original Assignee
Игорь Валерьевич Бобров
Павел Анатольевич ПРОХОРОВ
Сергей Борисович САЛОМАТИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Валерьевич Бобров, Павел Анатольевич ПРОХОРОВ, Сергей Борисович САЛОМАТИН filed Critical Игорь Валерьевич Бобров
Publication of RU2002116494A publication Critical patent/RU2002116494A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2236086C2 publication Critical patent/RU2236086C2/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/28Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable
    • E06B9/30Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable liftable
    • E06B9/32Operating, guiding, or securing devices therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05FDEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/106Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for garages
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2203/00Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5416Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines by adding signals to the wave form of the power source
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2203/00Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429Applications for powerline communications
    • H04B2203/5458Monitor sensor; Alarm systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2203/00Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462Systems for power line communications
    • H04B2203/5483Systems for power line communications using coupling circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам передачи информации шумоподобными ортогональными кодами с фазоманипулированной модуляцией несущей частоты. Достигаемым техническим результатом является формирование в асинхронном режиме передачи сигналов несколькими приемопередатчиками, работающими в одном канале, достаточно длинных фазокодированных сигналов и эффективная их обработка при значительных расстройках несущих частот приемопередатчиков на передающем и приемном пунктах. Для этого устройство содержит блок 1 обратной перестановки, многоканальный некогерентный коррелятор 2, многоканальный накопитель 3, блок 4 принятия решения, блок 5 ввода-вывода, блок 6 некогерентных демодуляторов, генератор 7 опорных сигналов, бинарный квантователь 8, некогерентный согласованный фильтр 9 логически преобразованного кода, некогерентный согласованный фильтр 10 балансного кода, сумматор 11, дифференцирующий блок 12, пороговый блок 13, блок 14 согласования, генератор 15 балансного кода, блок 16 перестановки, блок 17 логического преобразования, блок 18 коммутации, фазовый модулятор 19, усилитель 20, генератор 21 импульсов, фазовращатель 22, формирователь 23 сигналов управления, блок 24 случайной задержки. 7 ил.

Description

Изобретение относится к системам передачи информации шумоподобными ортогональными кодами с фазоманипулированной модуляцией несущей частоты и может быть использовано для передачи и приема данных по каналам силовых электрических сетей, а также проводным и радиоканалам связи.
Известно устройство приема и передачи информации по линиям силовых электрических сетей, содержащее генератор псевдослучайной последовательности, широкополосные модулятор и демодулятор, усилители и устройство согласования с электрической сетью, блок синхронизации генератора псевдослучайной последовательности от сигналов электрической силовой сети (см. патент США № 4864589, кл. Н 04 L 27/30). Однако такое устройство имеет низкую точность синхронизации и становится неработоспособным при пропадании сигнала переменного напряжения электрической силовой сети.
Известен метод и аппаратура для параллельной некогерентной корреляционной обработки сложных широкополосных сигналов, содержащая два канала синхронной и квадратурной обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные перемножитель, фильтр, согласованный фильтр на два кода, выходы согласованного фильтра синфазного канала суммируются с соответствующими выходами согласованного фильтра квадратурного канала с помощью сумматоров, выходы которых через нелинейные элементы подключены через отдельный сумматор к входу нормализатора (см. патент США № 5963586, кл. Н 04 В 1/707). Однако при приеме синхронизирующей составной последовательности устройство имеет большое значение отклика бокового лепестка корреляционной функции, что снижает точность оценки задержки синхросигнала. При приеме информационно модулированного сигнала метод и аппаратура характеризуются низкой скоростью передачи информации и не защищены от столкновений в асинхронном режиме передачи сигналов несколькими приемопередатчиками, работающими в одном канале.
Прототипом изобретения является устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов, содержащее последовательно соединенные фазовый модулятор, усилитель, блок согласования, бинарный квантователь, блок некогерентных демодуляторов, последовательно соединенные генератор импульсов, фазовращатель, синхронный и квадратурный выходы которого подключены к соответствующим входам блока некогерентных демодуляторов, синхронный выход фазовращателя подключен к входу фазового модулятора, второй выход генератора импульсов подключен к входам многоканального некогерентного коррелятора через генератор опорных сигналов, второй выход которого подключен к входу блока принятия решения, выходы которого подключены к входам блока ввода-вывода, который имеет вход и выход для ввода и вывода данных, причем блок согласования подключен к каналу распространения фазоманипулированного сигнала через отдельный вход-выход (см. патент США № 4979183, кл. Н 04 К 1/00).
Прототип не позволяет принимать достаточно длинные фазокодированные сигналы с высокой достоверностью при расстройках несущих частот приемопередатчиков на передающем и приемном пунктах, превышающих значения, определяемые интервалом когерентности синхронизирующей последовательности и блочного кода. Прототип не защищен от столкновений (наложений во времени сигналов, передаваемых разными приемопередатчиками) в асинхронном режиме передачи сигналов несколькими приемопередатчиками, работающими в одном канале.
В основу изобретения положена задача создания простого устройства приема и передачи, позволяющего формировать в асинхронном режиме передачи сигналов несколькими приемопередатчиками, работающими в одном канале, достаточно длинные фазокодированные сигналы и эффективно их обрабатывать при значительных расстройках несущих частот приемопередатчиков на передающем и приемном пунктах.
Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов, содержащее последовательно соединенные фазовый модулятор, усилитель, блок согласования, бинарный квантователь, блок некогерентных демодуляторов, последовательно соединенные генератор импульсов, фазовращатель, синхронный и квадратурный выходы которого подключены к соответствующим входам блока некогерентных демодуляторов, синхронный выход фазовращателя подключен к входу фазового модулятора, второй выход генератора импульсов подключен к входам многоканального некогерентного коррелятора через генератор опорных сигналов, второй выход которого подключен к входу блока принятия решения, выходы которого подключены к входам блока ввода-вывода, который имеет вход и выход для ввода и вывода данных, причем блок согласования подключен к каналу распространения фазоманипулированного сигнала через отдельный вход-выход, согласно изобретению дополнительно введены последовательно соединенные генератор балансного кода, блок перестановки, блок логического преобразования, блок коммутации, выход которого подключен к второму входу фазового модулятора, выход генератора балансного кода подключен к вторым входам, соответственно, блока логического преобразования и блока коммутации, третий вход которого подключен к выходу блока перестановки, второй выход генератора балансного кода подключен к второму входу блока перестановки, входу блока случайной задержки и входу формирователя сигналов управления, один выход которого подключен к третьему входу блока ввода-вывода, второй выход формирователя сигналов управления подключен к четвертому входу блока коммутации и третьему входу блока перестановки, четвертый вход которого подключен к отдельному выходу блока ввода-вывода, дополнительный выход которого подключен к второму входу блока случайной задержки, выход которого подключен к второму входу формирователя сигналов управления, синфазный и квадратурный выходы блока некогерентных демодуляторов подключены к синфазному и квадратурному входам блока обратной перестановки и через некогерентный согласованный фильтр логически преобразованного кода к синхронному и квадратурному входам некогерентного согласованного фильтра балансного кода, выход которого через сумматор подключен к входу дифференцирующего блока, отдельный выход некогерентного согласованного фильтра логически преобразованного кода подключен к второму входу сумматора, второй выход генератора импульсов подключен к синхронизирующим входам, соответственно, некогерентного согласованного фильтра логически преобразованного кода, некогерентного согласованного фильтра балансного кода, дифференцирующего блока и порогового блока, выход которого подключен к четвертому входу блока ввода-вывода и через дифференцирующий блок к входу генератора опорных сигналов, синхронизирующий вход многоканального некогерентного коррелятора объединен с синхронизирующими входами, соответственно, блока обратной перестановки, генератора балансного кода, блока перестановки, блока принятия решения и подключен к второму выходу генератора импульсов, выход сумматора подключен к второму входу порогового блока, выходы блока обратной перестановки подключены через последовательно соединенные многоканальный некогерентный коррелятор и многоканальный накопитель к второму входу блока принятия решения, второй выход которого подключен к отдельному входу многоканального накопителя, дополнительный вход которого соединен с дополнительными входами блока обратной перестановки, многоканального некогерентного коррелятора и подключен к второму выходу генератора опорных сигналов, причем третий выход формирователя сигналов управления подключен к третьему входу фазового модулятора.
Новые блоки и связи позволяют в асинхронном режиме передачи сигналов несколькими приемопередатчиками, работающими в одном канале, сформировать сегментно-сбалансированные синхронизирующий и блочно-кодированный фазоманипулированный сигнал, а в режиме приема осуществить точную блочную синхронизацию путем оценки задержки принимаемого синхросигнала фильтром, согласованным с суммой модулей сегментов, и многоканальное сегментно-модульное корреляционное декодирование сигналов блочного кода при значительных расстройках частот несущих колебаний на передающей и принимаемой стороне, а также уменьшить влияние на приемопередатчик столкновений его сигналов с сигналами других приемопередатчиков, работающих в этом же канале.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов.
На фиг.2 изображены схемы, поясняющие работу генератора балансного кода, блока перестановки, блока логических преобразований, блока коммутации и формирователя сигналов управления.
На фиг.3 изображены схемы, поясняющие работу блока ввода-вывода.
На фиг.4 изображены схемы, поясняющие работу блока случайной задержки.
На фиг.5 изображены схемы, поясняющие работу некогерентных согласованных фильтров балансного кода и логически преобразованного кода, а также сумматора.
На фиг.6 изображены схемы, поясняющие работу многоканального некогерентного коррелятора и многоканального накопителя.
На фиг.7 изображены схемы, поясняющие эффект применения сегментно согласованной, модульной обработки сложного составного сегментно сбалансированного сигнала при расстройке частот несущих колебаний.
Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов содержит последовательно соединенные фазовый модулятор 19, усилитель 20, блок 14 согласования, бинарный квантователь 8, блок 6 некогерентных демодуляторов, последовательно соединенные генератор 21 импульсов, фазовращатель 22, синхронный и квадратурный выходы которого подключены к соответствующим входам блока некогерентных демодуляторов 6. Синхронный выход фазовращателя 22 подключен к входу фазового модулятора 19, второй выход генератора 21 импульсов подключен к входам многоканального некогерентного коррелятора 3 через генератор 7 опорных сигналов, второй выход которого подключен к входу блока 4 принятия решения, выходы которого подключены к входам блока 5 ввода-вывода, который имеет вход и выход для ввода и вывода данных. Блок 14 согласования подключен к каналу распространения фазоманипулированного сигнала через отдельный вход-выход. Последовательно соединены генератор 15 балансного кода, блок 16 перестановки, блок 17 логического преобразования, блок 18 коммутации, выход которого подключен к второму входу фазового модулятора 19. Выход генератора 15 балансного кода подключен к вторым входам, соответственно, блока 17 логического преобразования и блока 18 коммутации, третий вход которого подключен к выходу блока 16 перестановки. Второй выход генератора 15 балансного кода подключен к второму входу блока 16 перестановки, входу блока 24 случайной задержки и входу формирователя 23 сигналов управления, один выход которого подключен к третьему входу блока 5 ввода-вывода. Второй выход формирователя 23 сигналов управления подключен к четвертому входу блока 18 коммутации и третьему входу блока 16 перестановки, четвертый вход которого подключен к отдельному выходу блока 5 ввода-вывода, дополнительный выход которого подключен к второму входу блока 24 случайной задержки, выход которого подключен к второму входу формирователя 23 сигналов управления. Синфазный и квадратурный выходы блока некогерентных демодуляторов 6 подключены к синфазному и квадратурному входам блока 1 обратной перестановки и через некогерентный согласованный фильтр 9 логически преобразованного кода к синхронному и квадратурному входам некогерентного согласованного фильтра 10 балансного кода, выход которого через сумматор 11 подключен ко входу дифференцирующего блока 12, отдельный выход некогерентного согласованного фильтра 9 логически преобразованного кода подключен к второму входу сумматора 11. Второй выход генератора импульсов 21 подключен к синхронизирующим входам, соответственно, некогерентного согласованного фильтра 9 логически преобразованного кода, некогерентного согласованного фильтра 11 балансного кода, дифференцирующего блока 12 и порогового блока 13, выход которого подключен к четвертому входу блока 5 ввода-вывода и через дифференцирующий блок 12 к входу генератора 7 опорных сигналов. Синхронизирующий вход многоканального некогерентного коррелятора 3 объединен с синхронизирующими входами, соответственно, блока 1 обратной перестановки, генератора 15 балансного кода, блока 16 перестановки, блока 4 принятия решения и подключен к второму выходу генератора 21 импульсов. Выход сумматора 11 подключен к второму входу порогового блока 13. Выходы блока 1 обратной перестановки подключены через последовательно соединенные многоканальный некогерентный коррелятор 2 и многоканальный накопитель 3 к второму входу блока 4 принятия решения, второй выход которого подключен к отдельному входу многоканального накопителя 3, дополнительный вход которого соединен с дополнительными входами блока 1 обратной перестановки, многоканального некогерентного коррелятора 2 и подключен к второму выходу генератора 7 опорных сигналов. Третий выход формирователя 23 сигналов управления подключен к третьему входу фазового модулятора 19.
Генератор 15 балансного кода содержит генератор 25 псевдослучайного кода, формирующего сбалансированную (содержащую одинаковое число логических 1 и логических 0) псевдослучайную последовательность и дешифратор 26, на выходе которого появляется импульс с периодом повторения, равным периоду повторения псевдослучайной последовательности.
Блок 16 перестановки выполняет перестановку символов балансного кода, формируемых генератором 15, и содержит блок 27 оперативных запоминающих устройств, коммутатор 28, генератор 29 сигналов считывания и записи.
Блок 17 логического преобразования осуществляет преобразование символов с выходов генератора 15 балансного кода и блока 16 перестановки по правилам алгебры логики. В качестве такого преобразования может выбрана, например, операция суммирования по модулю два, выполняемая сумматором 30 по модулю два.
Формирователь 23 сигналов управления формирует коды управления для блока 18 коммутации и генератора 29 сигналов считывания и записи, расположенного в блоке 16 перестановки. Формирователь 23 сигналов управления содержит делитель 31, формирователь 32 временных интервалов синхросигнала, формирователь 34 временных интервалов кадра, логические схемы И 33 и 37, блок 35 дешифраторов, триггер 36.
Блок 5 ввода-вывода содержит дифференциатор 44, а также последовательно соединенные регистры 38, 39, 40 и последовательно соединенные регистры 41, 42, 43 сдвига, осуществляющие операции записи, сдвига и хранения битов передаваемой и принимаемой информации. В состав вводимой информации входит бит режима передачи, поступающий на вход дифференциатора 44 и установочные входы регистров 41, 42, 43 сдвига.
Блок 24 случайной задержки содержит генератор 45 случайных чисел, счетчик 46, дешифратор 47, RS-триггер, D-триггер, дифференциатор 50. Блок 24 осуществляет задержку на случайную величину импульса с соответствующего выхода блока 5 ввода-вывода.
Некогерентный многоканальный коррелятор 2 выполняет многоканальную корреляционную обработку сегментов синфазной и квадратурной компоненты демодулированных слов блочного кода с неизвестной начальной фазой несущего колебания. Некогерентный многоканальный коррелятор 2 содержит перемножители 73, 77, 80, 84, 87, 91, сумматоры 74, 78, 81, 85, 88, 92, блоки 75, 79, 82, 86, 89, 93 вычисления модуля суммы, сумматоры 76, 83, 90. Установочные входы сумматоров 74, 78, 81, 85, 88, 92 объединены и подключены через элемент 100 задержки к выходу генератора 7. Входы, стробирующие запись регистров 95, 97, 99, объединены и подключены к выходу генератора 7. Одни входы перемножителей 73, 77, 80, 84, 87, 91 подключены к выходам генератора 7 опорных сигналов, а другие входы перемножителей 73, 80, 87 - к выходу синхронной компоненты блока 6 некогерентных демодуляторов. Другие входы перемножителей 77, 84, 91 подключены к выходу квадратурной компоненты блока 6 некогерентных демодуляторов.
Некогерентные согласованные фильтры 9 и 10 имеют однотипную структуру, но настроены на различные формы кодовых последовательностей и осуществляют квадратурную согласованную фильтрацию сегментов принимаемой синхропоследовательности с неизвестной начальной фазой несущего колебания. Каждый из некогерентных согласованных фильтров 9 и 10 содержит регистры 51, 62, 59, 70 сдвига, регистры 53, 57, 64, 68 хранения, блоки 52, 58, 63, 69 сумматоров по модулю два, сумматоры 54, 60, 65, 71, блоки 55, 61, 66, 72 вычисления модуля суммы, сумматоры 56 и 67. Вход регистра 51 сдвига подключен к выходу синфазной компоненты блока 6 некогерентных демодуляторов, а вход регистра 59 - к выходу квадратурной компоненты блока 6 некогерентных демодуляторов. Синхронизирующие входы регистров 51, 62, 59, 70 подключены к выходу генератора 21 импульсов.
Многоканальный накопитель 3 содержит накопители, каждый из которых содержит последовательно соединенные сумматоры 94, 96, 98 и регистры хранения 95, 97, 99, установочные входы которых подключены к выходу блока 4 принятия решения.
Устройство работает следующим образом. Возможны два режима работы устройства: режим передачи и режим приема информации.
Переход в тот или иной режим зависит от значения бита режима передачи, поступающей на вход блока 5 ввода-вывода. Если бит режима передачи равен 1, то устройство осуществляет запись данных в блок 5 ввода-вывода (регистры 41, 42, 43), их кодирование и передачу в канал с помощью фазоманипулированного кодового сигнала. Если бит режима передачи равен нулю, то осуществляется демодуляция и декодирование принимаемой из канала информации.
В режиме передачи через блок 14 согласования в канал передается кадр фазоманипулированных кодов. При этом генератор 21 импульсов формирует опорное гармоническое колебание вида Aгcos(ω t+φ ), где Аг, ω и φ соответственно амплитуда, угловая частота и начальная фаза. Фазовращатель 22 формирует два гармонических колебания Ф1(t) и Ф2(t), сдвинутые друг относительно друга на 90°
Ф1(t)=Acos(ω it+φ i);
Ф2(t)=Asin(ω it+φ i).
Колебание Ф1(t) подается на вход фазового модулятора 19 и используется при формировании сигнала в режиме передачи.
Манипуляцию несущего колебания осуществляет фазовый модулятор 19, на один вход которого подается код с выхода блока 18 коммутации, а на другой вход - гармоническое колебание несущей частоты, формируемое генератором 21 импульсов и поступающее на вход фазового модулятора 19 с выхода фазовращателя 22. Нулевая фаза несущего колебания соответствует логическому нулю кода, а фаза, равная 180° , - логической единице кодовой последовательности. Фазоманипулированный сигнал с выхода фазового модулятора 19 поступает в канал распространения, пройдя предварительную обработку усилителем 20 и блоком 14 согласования. Структура кадра передаваемой информации состоит из преамбулы в виде синхронизирующего сигнала и последовательно расположенных друг за другом информационно модулированных ортогональных (или квазиортогональных) кодовых последовательностей. Все множество информационно-модулированных последовательностей образует блочный ортогональный/квазиортогональный код.
Синхронизирующая последовательность состоит из двух сегментов S1 и S2, каждый из которых имеет хорошие корреляционные свойства (малые значения боковых лепестков авто- и взаимно корреляционных функций) и содержит равное число логических нулей и единиц, т.е. относится к классу балансных. Формирование первого сегмента синхронизирующей последовательности S1 осуществляется генератором 15 балансного кода с помощью генератора 25 псевдослучайного кода. В качестве такого генератора может быть использован регистр сдвига с обратными связями, формирующего расширенную на один символ М-последовательность. Так, балансный код длины N=16, сформированный на основе полинома f(x)=х4+х+1 и расширенный путем добавления одного нулевого символа, имеет вид S1=[s1,0,s1,1,... ,s1,N-1]=0000100110101111.
С выхода генератора 15 балансный код S1 поступает на вход блока 16 перестановки, где в блоке 27 оперативных запоминающих устройств осуществляется перестановка формы Pf символов без нарушения свойства балансности. Закон перестановки формы не должен значительно изменять в худшую сторону корреляционные свойства сигнала. Так, если перестановку символов осуществлять по правилу
Figure 00000002
то получим последовательность другой формы S3=[s3,0,s3,1,... ,s3,N-1]=0010001111010110, принадлежащую к классу псевдослучайных, балансных с хорошими корреляционными свойствами. В блоке 16 перестановка осуществляется непрерывно, для этого блок 27 оперативных запоминающих устройств содержит два запоминающих устройств, попеременно работающих на запись и считывание. Запись осуществляется в порядке очередности поступления, а считывание по закону перестановки формы. Соответственно коммутатор 28 подключает к выходу блока 16 перестановки выходы тех оперативно запоминающих устройств, которые работают в режиме считывания. Адреса записи и считывания формирует генератор 29 сигналов считывания и записи, управляемый сигналами с выходов формирователя 23 сигналов управления, блока 5 ввода-вывода, тактовые импульсы поступают на вход генератора 29 с выхода генератора 21 импульсов. В режиме формирования синхросигнала с выхода блока 5 ввода-вывода поступает нулевой код, с выхода формирователя 32 временных интервалов синхросигнала - логическая единица, с выхода схемы 33 сначала попеременно логический ноль, а затем логическая единица, с выхода формирователя 34 временных интервалов кадра - логический ноль. Начало формирования синхросигнала задается импульсом, поступающим на вход триггера 36 с выхода блока 24 случайной задержки.
Коды с выхода генератора 15 балансного кода и блока 16 перестановки поступают на входы блока 17 логического преобразования, на выходе которого формируется второй сегмент S2 синхронизирующего сигнала. Для рассматриваемого примера в качестве логической операции выбрано суммирование по модулю два, и соответственно сигнал на выходе блока 17 логического преобразования имеет вид
S2=S1⊕S3=0010101001111001.
Данный код также сбалансирован и имеет хорошие корреляционные свойства.
Синхронизирующий сигнал Sc образуется в результате конкатенации (присоединения) сигналов с выходов генератора 15 балансного кода и блока 17 логического преобразования
Sc=S1|S2=00001001101011110010101001111001.
Корреляционные свойства полученной кодовой последовательности иллюстрируются фиг.7а.
Операция присоединения выполняется блоком 18 коммутации по сигналам управления, поступающим на его входы с выходов формирователя 23 сигналов управления. При поступлении на вход блока 18 с выхода формирователя 32 временных интервалов синхросигнала логической единицы, а с выхода формирователя 34 временных интервалов кадра и с выхода логической схемы 33 И - логического нуля к выходу блока 18 коммутации подключается выход генератора 15 балансного кода. При поступлении на вход блока 18 с выхода формирователя 32 временных интервалов синхросигнала и выхода схемы 33 И логической единицы, а с выхода формирователя 34 временных интервалов кадра - логического нуля к выходу блока 18 коммутации подключается выход блока 17 логического преобразования. При поступлении на входы блока 18 блока 16 перестановки с выхода формирователя 32 временных интервалов синхросигнала и выхода схемы 33 И логического нуля, а с выхода формирователя 34 временных интервалов кадра - логической единицы заканчивается этап формирования синхросигнала, и устройство переходит в режим кодирования и передачи входных данных. В этом режиме блок 18 коммутации подключает к своему выходу сигнал с выхода блока 16 перестановки, а на выходе схемы 37 И появляется и поступает на синхронизирующие входы регистров 41, 42, 43 сигнал с периодом повторения, равным удвоенному периоду повторения балансного кода. По данному синхронизирующему сигналу осуществляется последовательная перезапись блоков данных по K≤ log2N бит из одного регистра 41-43 в другой. С выходов последнего регистра 43 блок данных поступает на вход генератора 29 сигналов считывания и записи, расположенного в блоке 16 перестановки. В соответствии с кодом блока данных в блоке 16 перестановки выполняется операция квазициклического сдвига кода S3=[s3,0,s3,1,... ,s3,N-1]. При этом символ S3,0, расположенный на нулевой позиции, остается неизменным, а символы, расположенные на позициях, начиная с первой и кончая (N-1), циклически сдвигаются. Величина сдвига задается кодом данных. Считывание кода данных из блока 5 ввода-вывода происходит с периодом в два раза большим, чем период повторения кодовой последовательности S3. Поэтому каждому блоку данных из К бит соответствуют два одинаковых сдвига сбалансированной последовательности с выхода блока 16 перестановки. Например, для К=0010 на выходе блока 18 коммутации сформируется составной сегментно сбалансированный код
S3(К)|S3(К)=0000111101011001|0000111101011001.
Количество информационных блоков в кадре регулируется емкостью формирователя 34 временных интервалов кадра. Кодирование блоков данных прекращается при появлении на выходе формирователя 34 временных интервалов кадра, формирователя 32 - временных интервалов синхросигнала, устанавливаются нулевые логические потенциалы. Сигнал с выхода блока 35 дешифраторов перебрасывает триггер 36, потенциал с выхода которого приостанавливает работу фазового модулятора 19.
Таким образом, в режиме передачи i-e устройство формирует фазоманипулированный кодовый сигнал вида
Figure 00000003
где Ci=[ci,0,.сi,1...,сi,2N(m+1)-1}=
=S1|S2|S3(K1)|S3(K1)|S32)|S32)|... |S3m)|S3(Km) -
сегментно сбалансированная кодовая последовательность символов сi,l∈{0,1}, каждый сегмент S состоит из равного количества нулевых и единичных символов и принадлежит к классу ортогональных (квазиортогональных) кодов; K1 - величина сдвига, N - длина сегмента, m - число блоков данных в передаваемом кадре.
Устройство приема и передачи формирует и передает сигнал в случайные интервалы времени. Это осуществляется с помощью блока 15 случайной задержки, задерживающее на случайный интервал времени поступление сигнала, соответствующему биту режима передачи на вход формирователя 23 сигналов управления. Генератор 45 случайных чисел непрерывно формирует код случайного числа h. При нулевом значении бита режима передачи счетчик 46 установлен в нулевое состояние. При появлении сигнала, соответствующего единичному значению бита режима передачи, на выходе блока 5 ввода-вывода формируется импульс, перебрасывающий RS-триггер 48 и устанавливающий разряды счетчика 46 в положение, определяемое случайным кодом с выхода генератора 45 случайных чисел. Счетчик 46 имеет емкость М разрядов и считает импульсы с выхода дешифратора 26. Дешифратор 47 настроен на нулевой код выходов счетчика 46 и импульс на его выходе появляется после пересчета счетчиком 46 случайного числа (2м-h) импульсов с выхода дешифратора 26. Выход дешифратора 47 подключен к синхронизирующему входу D триггера 49, на другой вход которого подается сигнал с выхода триггера 48. После появления импульса на выхода дешифратора 47 на выходе D триггера 49 формируется потенциал выхода триггера 48, момент появления которого фиксируется дифференциатором 50.
В режиме приема устройство реализует схему некогерентной обработки фазоманипулированного сигнала с неизвестной начальной фазой несущего колебания. Принимаемый сигнал, пройдя блок 14 согласования, бинарный квантователь 8, поступает на вход блока 6 некогерентных демодуляторов, который вычисляет синфазную и квадратурную компоненты на видеочастоте. При приеме сигнала от j-го передатчика на выходах некогерентного демодулятора i-го устройства приема-передачи выделяются синфазная
Figure 00000004
и квадратурная
Figure 00000005
компоненты, Δ ω =(ω ij)-Δ φ =(φ ij) - расстройки, соответственно, частот и начальных фаз несущих колебаний принимаемого и опорного сигналов.
Синфазная компонента образуется как результат фильтрации в полосе сигнала результата умножения бинарно квантованного принимаемого сигнала на синфазную гармоническую копию опорной частоты несущего колебания. Квадратурная компонента образуется как результат фильтрации в полосе сигнала результата умножения бинарно квантованного принимаемого сигнала на квадратурную гармоническую копию опорной частоты несущего колебания, сдвинутую фазовращателем 22 на 90° относительно синфазной копии опорной частоты несущего колебания.
Кадр принимаемого бинарного фазоманипулированного кодового сигнала обрабатывается за два этапа. На первом этапе осуществляется синхронизация работы генератора 7 опорных сигналов по оценке задержки принимаемой синхропоследовательности. Оценка задержки вычисляется дифференцирующим блоком 12 по максимуму сигнала на выходе сумматора 11, который вычисляет сумму откликов некогерентных согласованных фильтров 9 и 10, настроенных на сегменты S2 и S1 синхронизирующей последовательности принимаемого сигнала. Некогерентные согласованные фильтры 9 и 10 вычисляют сумму модулей сверток синфазной и квадратурной компонент с выходов блока 6 некогерентных демодуляторов с копиями сегментов синхросигналов, записанных в регистры хранения 53, 57 (копия 82) и регистры хранения 64, 68 (копия 82). Отклики фильтров 9 и 10 суммируются и поступают на входы дифференцирующего блока 12 и порогового блока 13. Область сильной корреляции определяется пороговым блоком 13, по превышении сигналом с выхода сумматора 11 заданного порога. При этом на выходе порогового блока 13 формируется сигнал, разрешающий: запись информации в регистры 38, 39, 40 блока 5 ввода-вывода; формирование кода, соответствующего оценке задержки на выходе дифференцирующего блока 12.
После синхронизации генератора 7 опорных сигналов устройство реализует второй этап декодирования слов блочного кода. На этом этапе синфазная и квадратурная компоненты с выхода блока 6 некогерентных демодуляторов подвергаются обратной перестановке в блоке 1 обратной перестановки; корреляционной обработке на интервале анализа Ta=Nτ сегментов S3(К) в многоканальном некогерентном корреляторе 2; накоплению на интервале Тн=2nτ результатов корреляционной обработки повторяющихся сегментов и вычислению блоком 4 принятия решения кода принимаемого блока данных по номеру канала многоканального накопителя 3 с максимальной корреляцией. Здесь τ - длительность элементарного дискрета опорной кодовой последовательности.
Блок 1 обратной перестановки переставляет отсчеты синфазной и квадратурной компонент по закону преобразования множества сдвигов последовательности S3 в множество сдвигов балансного кода S1. Для рассматриваемого примера перестановка
Figure 00000006
примененная к столбцам матрицы квазициклических сдвигов последовательности S3
Figure 00000007
приводит к матрице квазициклических сдвигов балансного кода S1
Figure 00000008
Каждый канал многоканального некогерентного коррелятора 2 вычисляет сумму модулей корреляции опорной копии квазициклического сдвига S3(К), формируемого генератором 7 опорных сигналов, с синфазной и квадратурной компонентами, поступающими на входы перемножителей 73, 77, 80, 84, 87, 91 с выходов блока 6. В интервале накопления блок 4 принятия решения вычисляет номер канала с многоканального накопителя 3 с максимальным значением и пересчитывает этот номер в код блока данных, который записывается в регистры 38, 39, 40 блока 5 ввода-вывода. После чего задержанным в элементе 101 импульсов происходит обнуление результатов накопления в регистрах 95, 97, 99 многоканального накопителя 3. В конце интервала анализа на установочные входы сумматоров 74, 78, 81, 85, 88, 92 многоканального некогерентного коррелятора 2 поступает задержанный элементом 100 импульс, приводящий к обнулению результатов суммирования.
Применение изобретения позволяет осуществить сегментно модульную корреляционную обработку и согласованную фильтрацию сложных сигналов при значительных расстройках несущих колебаний принимаемого и опорного сигналов. Обычная корреляционная обработка сложных сигналов на интервале [0,Т] без применения следящих систем синхронизации возможна при расстройках
Figure 00000009
Изобретение за счет сегментно сбалансированной структуры передаваемого сигнала и сегментно модульной корреляционной и согласованной фильтровой обработки при приеме позволяет синхронизировать и декодировать сигнал при более высоких расстройках
Figure 00000010
частот несущих колебаний принимаемого и опорного сигналов. На фиг.7а показан отклик обычного согласованного фильтра при обработке синхронизирующей последовательности при нулевых расстройках по частоте и фазе несущих колебаний. При увеличении расстройки до величины
Figure 00000011
при нулевых рассогласованиях начальных фаз обычный согласованный фильтр может иметь подавленную область сильной корреляции (фиг.7б), что делает невозможным синхронизацию и декодирование сложного сигнала. Совокупность сумматора 11, некогерентно согласованных фильтров 9 и 10 реализуют сегментно-модульную согласованную обработку сложного сигнала. Применение сегментно-модульной согласованной обработки позволяет восстановить контрастность области сильной корреляции (фиг.7в) и выполнить оценку задержки синхросигнала и декодирование блочного кода. Минимальное значение максимального пика в области сильной корреляции не падает ниже величины ρ ≥ N, где N - длина сегмента. Формирование передаваемого кадра в случайные моменты времени снижает вероятность столкновения сигналов, передаваемых разными приемопередатчиками, работающими в одном канале распространения.

Claims (1)

  1. Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов, содержащее последовательно соединенные фазовый модулятор, усилитель, блок согласования, бинарный квантователь, блок некогерентных демодуляторов, последовательно соединенные генератор импульсов, фазовращатель, синхронный и квадратурный выходы которого подключены к соответствующим входам блока некогерентных демодуляторов, синхронный выход фазовращателя подключен к входу фазового модулятора, второй выход генератора импульсов подключен к входам многоканального некогерентного коррелятора через генератор опорных сигналов, второй выход которого подключен к входу блока принятия решения, выходы которого подключены к входам блока ввода-вывода, который имеет вход и выход для ввода и вывода данных, причем блок согласования подключен к каналу распространения фазоманипулированного сигнала через отдельный вход-выход, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные генератор балансного кода, блок перестановки, блок логического преобразования, блок коммутации, выход которого подключен к второму входу фазового модулятора, выход генератора балансного кода подключен к вторым входам соответственно блока логического преобразования и блока коммутации, третий вход которого подключен к выходу блока перестановки, второй выход генератора балансного кода подключен к второму входу блока перестановки, входу блока случайной задержки и входу формирователя сигналов управления, один выход которого подключен к третьему входу блока ввода-вывода, второй выход формирователя сигналов управления подключен к четвертому входу блока коммутации и третьему входу блока перестановки, четвертый вход которого подключен к отдельному выходу блока ввода-вывода, дополнительный выход которого подключен к второму входу блока случайной задержки, выход которого подключен к второму входу формирователя сигналов управления, синфазный и квадратурный выходы блока некогерентных демодуляторов подключены к синфазному и квадратурному входам блока обратной перестановки и через некогерентный согласованный фильтр логически преобразованного кода к синхронному и квадратурному входам некогерентного согласованного фильтра балансного кода, выход которого через сумматор подключен ко входу дифференцирующего блока, отдельный выход некогерентного согласованного фильтра логически преобразованного кода подключен к второму входу сумматора, второй выход генератора импульсов подключен к синхронизирующим входам соответственно некогерентного согласованного фильтра логически преобразованного кода, некогерентного согласованного фильтра балансного кода, дифференцирующего блока и порогового блока, выход которого подключен к четвертому входу блока ввода-вывода и через дифференцирующий блок к входу генератора опорных сигналов, синхронизирующий вход многоканального некогерентного коррелятора объединен с синхронизирующими входами соответственно блока обратной перестановки, генератора балансного кода, блока перестановки, блока принятия решения и подключен к второму выходу генератора импульсов, выход сумматора подключен к второму входу порогового блока, выходы блока обратной перестановки, подключены через последовательно соединенные многоканальный некогерентный коррелятор и многоканальный накопитель к второму входу блока принятия решения, второй выход которого подключен к отдельному входу многоканального накопителя, дополнительный вход которого соединен с дополнительными входами блока обратной перестановки, многоканального некогерентного коррелятора и подключен к второму выходу генератора опорных сигналов, причем третий выход формирователя сигналов управления подключен к третьему входу фазового модулятора.
RU2002116494/09A 2001-07-10 2002-06-20 Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов RU2236086C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BY20010596 2001-07-10
BYA20010596 2001-07-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002116494A RU2002116494A (ru) 2004-01-20
RU2236086C2 true RU2236086C2 (ru) 2004-09-10

Family

ID=4083803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002116494/09A RU2236086C2 (ru) 2001-07-10 2002-06-20 Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10144118A1 (ru)
RU (1) RU2236086C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515768C1 (ru) * 2013-01-21 2014-05-20 Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии" Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов (варианты)
RU2649782C1 (ru) * 2017-06-15 2018-04-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Цифровой некогерентный демодулятор четырехпозиционных сигналов с относительной фазовой манипуляцией
RU2677854C2 (ru) * 2017-04-24 2019-01-22 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" Способ уплотнения каналов передачи данных и комплекс средств для его реализации
RU2729042C1 (ru) * 2019-07-17 2020-08-04 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Способ и устройство обработки ФТ сигнала с дискретной подстройкой фазы в экономичном режиме
RU2817302C1 (ru) * 2023-11-20 2024-04-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Система радиосвязи с шумоподобными сигналами

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4979183A (en) * 1989-03-23 1990-12-18 Echelon Systems Corporation Transceiver employing direct sequence spread spectrum techniques
DE4423978A1 (de) * 1994-07-07 1996-01-11 Abb Patent Gmbh Verfahren und Einrichtung zur digitalen Signalsynthese und -verarbeitung für frequenzagile Bandspreizsysteme
US5787620A (en) * 1996-04-19 1998-08-04 Lacrosse Sign Co. Scrolled sign module
DE29904106U1 (de) * 1998-03-28 1999-06-02 Rademacher, Wilhelm, 46414 Rhede Steuerungssystem einer Verdunkelungs- und/oder Sicherungsanlage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515768C1 (ru) * 2013-01-21 2014-05-20 Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии" Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов (варианты)
RU2677854C2 (ru) * 2017-04-24 2019-01-22 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" Способ уплотнения каналов передачи данных и комплекс средств для его реализации
RU2649782C1 (ru) * 2017-06-15 2018-04-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Цифровой некогерентный демодулятор четырехпозиционных сигналов с относительной фазовой манипуляцией
RU2729042C1 (ru) * 2019-07-17 2020-08-04 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Способ и устройство обработки ФТ сигнала с дискретной подстройкой фазы в экономичном режиме
RU2817302C1 (ru) * 2023-11-20 2024-04-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Система радиосвязи с шумоподобными сигналами

Also Published As

Publication number Publication date
DE10144118A1 (de) 2003-02-13
RU2002116494A (ru) 2004-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5048052A (en) Spread spectrum communication device
US4964138A (en) Differential correlator for spread spectrum communication system
US4707839A (en) Spread spectrum correlator for recovering CCSK data from a PN spread MSK waveform
RU2280957C2 (ru) Способ цифровой связи с расширенным спектром сигнала посредством модуляции с использованием комплементарных последовательностей голея, а также передатчик и приемник для его реализации
US5228055A (en) Spread spectrum communication device
US5463657A (en) Detection of a multi-sequence spread spectrum signal
JP4519175B2 (ja) チャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調方法および装置
US20060250942A1 (en) Digital modulation system using modified orthogonal codes to reduce autocorrelation
JPS6051355A (ja) 広帯域信号の符号化および復号化の方法および装置
JPH06296171A (ja) 広帯域伝送システム
EP0542922A4 (en) Reciprocal mode saw correlator method and apparatus
US6026117A (en) Method and apparatus for generating complex four-phase sequences for a CDMA communication system
US4493080A (en) Error correcting code decoder
US3916313A (en) PSK-FSK spread spectrum modulation/demodulation
US5355389A (en) Reciprocal mode saw correlator method and apparatus
US5995536A (en) System for discrete data transmission with noise-like, broadband signals
RU2236086C2 (ru) Устройство приема и передачи фазоманипулированных кодовых сигналов
US3419804A (en) Data transmission apparatus for generating a redundant information signal consisting of successive pulses followed by successive inverse pulses
US4529963A (en) Code expansion generator
EP0496717A1 (en) A method and a device for transmitting the data over a noisy medium
RU2699817C1 (ru) Способ формирования сигналов с расширенным спектром
JP3033374B2 (ja) データ送受信装置
JPH0549140B2 (ru)
JP3179554B2 (ja) スペクトラム拡散通信システム
RU2826448C2 (ru) Система передачи данных с кодовым уплотнением и стеганографической защитой сообщений

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140811

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20140811

Effective date: 20160712

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20140811

Effective date: 20190207