RU2358402C1 - Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening - Google Patents

Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening Download PDF

Info

Publication number
RU2358402C1
RU2358402C1 RU2008109593/09A RU2008109593A RU2358402C1 RU 2358402 C1 RU2358402 C1 RU 2358402C1 RU 2008109593/09 A RU2008109593/09 A RU 2008109593/09A RU 2008109593 A RU2008109593 A RU 2008109593A RU 2358402 C1 RU2358402 C1 RU 2358402C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
multiplier
signals
generator
Prior art date
Application number
RU2008109593/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Журавлев (RU)
Валерий Иванович Журавлев
Александр Николаевич Руднев (RU)
Александр Николаевич Руднев
Надежда Павловна Трусевич (RU)
Надежда Павловна Трусевич
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики
Priority to RU2008109593/09A priority Critical patent/RU2358402C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2358402C1 publication Critical patent/RU2358402C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

FIELD: physics; radio.
SUBSTANCE: present invention relates to wireless communication and can be used for transmitting discrete messages through phase modulation of carrier frequencies using pseudorandom sequences. On the transmitting side the device contains a source of discrete messages, a unit for non-systematic division, four multipliers, pseudorandom sequence generator, carrier frequency generator, an adder and a power amplifier. On the receiving side, the device contains an amplifier, multiplier, three band-pass filters, a collector, demodulator, pseudorandom sequence generator and a search and synchronisation unit.
EFFECT: increased noise immunity.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области радиосвязи, когда передача дискретных сообщений осуществляется с помощью сигналов с прямым расширением спектра путем фазовой модуляции несущей частоты псевдослучайными последовательностями.The invention relates to the field of radio communications, when discrete messages are transmitted using signals with direct spreading of the spectrum by phase modulation of the carrier frequency with pseudorandom sequences.

Подобные устройства широко известны. Они реализуют взаимокорреляционные и автокорреляционные алгоритмы обработки сигналов. Аналогом предлагаемого устройства является устройство, описанное в [Чердынцев В.А. Статистическая теория совмещенных радиотехнических систем. Минск: Вышэйшая школа, 1980, 206 с.]. Это устройство (фиг.1а) на передающей стороне содержит источник дискретных сообщений 1, выход которого последовательно соединен с первым входом первого перемножителя 2, первым входом второго перемножителя 3 и входом усилителя мощности 4, при этом выход генератора тактовой частоты 5 подключен к входу генератора ПСП (псевдослучайной последовательности) 6, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя 2, генератор несущей частоты 7, выход которого подключен ко второму входу второго перемножителя 3.Such devices are widely known. They implement cross-correlation and autocorrelation signal processing algorithms. An analogue of the proposed device is the device described in [Cherdyntsev V.A. Statistical theory of combined radio systems. Minsk: Higher School, 1980, 206 pp.]. This device (figa) on the transmitting side contains a discrete message source 1, the output of which is connected in series with the first input of the first multiplier 2, the first input of the second multiplier 3 and the input of the power amplifier 4, while the output of the clock generator 5 is connected to the input of the PSP generator (pseudo-random sequence) 6, the output of which is connected to the second input of the first multiplier 2, a carrier frequency generator 7, the output of which is connected to the second input of the second multiplier 3.

На приемной стороне устройство (фиг.1б) содержит усилитель 8, выход которого последовательно соединен с первым входом первого перемножителя 9, входом фильтра нижних частот 10, первым входом второго перемножителя 11 и входом блока ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты) 12, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя 9, при этом выход фильтра нижних частот 10 подключен также к входу линии задержки 13, выход которой подключен к второму входу второго перемножителя 11, выход которого также подключен к входу полосового фильтра 14, соединенного последовательно с демодулятором 15.On the receiving side, the device (figb) contains an amplifier 8, the output of which is connected in series with the first input of the first multiplier 9, the input of the low-pass filter 10, the first input of the second multiplier 11 and the input of the PLL (phase locked loop) 12, the output of which is connected to the second input of the first multiplier 9, while the output of the lowpass filter 10 is also connected to the input of the delay line 13, the output of which is connected to the second input of the second multiplier 11, the output of which is also connected to the input of the bandpass filter 14, connected in series with the demodulator 15.

В схеме, изображенной на фиг.1а, сигнал передаваемого сообщения d(t) с источника дискретных сообщений 1 поступает на первый вход первого перемножителя 2, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора ПСП, на выходе первого перемножителя 2 формируется сигнал ПСП либо его инверсия в зависимости от передаваемого символа дискретного сообщения ("0" или "1"), затем во втором перемножителе 3 осуществляется фазовая модуляция сигнала несущей частоты, поступающей на второй вход второго перемножителя 3 с выхода генератора несущей частоты 7, сигналом, формируемым на выходе первого перемножителя 2, далее сигнал усиливается в усилителе мощности 4.In the circuit shown in figa, the signal of the transmitted message d (t) from the source of discrete messages 1 is fed to the first input of the first multiplier 2, the second input of which receives a signal from the output of the PSP generator, the signal of the PSP is generated at the output of the first multiplier 2 or inversion depending on the transmitted symbol of the discrete message ("0" or "1"), then in the second multiplier 3, the phase modulation of the carrier signal is applied to the second input of the second multiplier 3 from the output of the carrier frequency generator 7, ignalom formed on the output of the first multiplier 2, then the signal is amplified in a power amplifier 4.

На приемной стороне (фиг.1б) осуществляется демодуляция переданного сообщения. Принятый сигнал с выхода усилителя 8 поступает на первый вход первого перемножителя 9. Этот сигнал может быть представленOn the receiving side (figb), the transmitted message is demodulated. The received signal from the output of the amplifier 8 is fed to the first input of the first multiplier 9. This signal can be represented

Figure 00000001
Figure 00000001

Этот сигнал в первом перемножителе 9 перемножается с опорным, поступающим с выхода блока ФАПЧ, который можно представить какThis signal in the first multiplier 9 is multiplied with the reference signal coming from the output of the PLL, which can be represented as

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- оценка фазы принимаемого сигнала.Where
Figure 00000003
- assessment of the phase of the received signal.

На выходе фильтра нижних частот выделяется разностная составляющая перемножаемых сигналов (1) и (2)At the output of the low-pass filter, the difference component of the multiplied signals (1) and (2) is allocated

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
- постоянная величина.Where
Figure 00000005
is a constant value.

Во втором перемножителе 11 перемножаются сигналы (3) и его копия, задержанная на длительность, равную половине длительности символа ПСП. В результате на вход полосового фильтра 14 поступает сигнал видаIn the second multiplier 11, the signals (3) are multiplied and its copy, delayed by a duration equal to half the duration of the SRP symbol. As a result, the input of the bandpass filter 14 receives a signal of the form

Figure 00000006
Figure 00000006

Полосовой фильтр 14 выделяет составляющую спектра произведения сигналов на тактовой частоте, модулированную сигналом передаваемого сообщения, которая поступает в демодулятор 15, в котором осуществляется демодуляция передаваемого сообщения.The band-pass filter 14 selects a spectrum component of the product of the signals at the clock frequency, modulated by the signal of the transmitted message, which enters the demodulator 15, in which the transmitted message is demodulated.

Но устройства такого типа обладают низкой помехоустойчивостью, так как используется в лучшем случае только половина мощности полезного сигнала. Кроме этого любая бигармоническая помеха с частотным сдвигом, равным полутактовой частоте, ведет к образованию помехи на тактовой частоте, что также снижает помехоустойчивость.But devices of this type have low noise immunity, since at best only half of the useful signal power is used. In addition, any biharmonic interference with a frequency shift equal to a half-cycle frequency leads to the formation of noise at the clock frequency, which also reduces noise immunity.

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задачи является устройство, описанное в [Диксон Р.К. Широкополосные системы / Пер. с англ. под ред. Журавлева В.И. - М.: Связь, 1979] на стр.180.The closest in technical essence and the problem to be solved is the device described in [Dickson R.K. Broadband systems / Per. from English under the editorship of Zhuravleva V.I. - M.: Communication, 1979] on p. 180.

Это устройство на передающей стороне (фиг.2а) содержит источник дискретных сообщений 1, который последовательно соединен с первым входом первого перемножителя 2, первым входом второго перемножителя 3 и первым входом сумматора 7, второй вход которого подключен к выходу третьего перемножителя 6, при этом первый выход генератора ПСП 4 (псевдослучайной последовательности) подключен к второму входу первого перемножителя 2, а второй выход генератора ПСП 4 подключен к первому входу третьего перемножителя 6, первый выход генератора несущей частоты 5 подключен к второму входу второго перемножителя 3, а второй выход генератора несущей частоты 5 подключен к второму входу третьего перемножителя 6, при этом выход сумматора 7 подключен к входу усилителя мощности 8, выход которого подключен к антенне.This device on the transmitting side (figa) contains a discrete message source 1, which is connected in series with the first input of the first multiplier 2, the first input of the second multiplier 3 and the first input of the adder 7, the second input of which is connected to the output of the third multiplier 6, while the first the output of the PSP 4 generator (pseudo-random sequence) is connected to the second input of the first multiplier 2, and the second output of the PSP 4 generator is connected to the first input of the third multiplier 6, the first output of the carrier frequency generator 5 connected to the second input of the second multiplier 3, and the second output of the carrier frequency generator 5 is connected to the second input of the third multiplier 6, while the output of the adder 7 is connected to the input of the power amplifier 8, the output of which is connected to the antenna.

На приемной стороне данное устройство (фиг.2б) содержит усилитель 9, выход которого подключен параллельно к входам первого 10 и второго 11 блоков полосовой фильтации, выходы которых подключены к входам перемножителя 12, выход которого подключен к входу третьего блока полосовой фильтрации 13, выход которого подключен к входу демодулятора 14.On the receiving side, this device (Fig.2b) contains an amplifier 9, the output of which is connected in parallel to the inputs of the first 10 and second 11 bandpass filtering units, the outputs of which are connected to the inputs of the multiplier 12, the output of which is connected to the input of the third bandpass filtering unit 13, the output of which connected to the input of the demodulator 14.

Недостатками устройства-прототипа являются пониженная структурная скрытность и низкая по сравнению с потенциально достижимой помехоустойчивость.The disadvantages of the prototype device are reduced structural secrecy and low noise immunity compared to the potentially achievable.

В устройстве (фиг.2) по существу осуществляется свертка спектров сигналов с прямым расширением спектра (СПРС) при отсутствии средств предварительного поиска и точной синхронизации, она является одним из вариантов реализации алгоритмов автокорреляционной обработки и поэтому обладает низкой помехоустойчивостью.In the device (Fig. 2), the spectra of signals with direct spreading of the spectrum (SPRS) are essentially convolved in the absence of means of preliminary search and accurate synchronization; it is one of the options for implementing autocorrelation processing algorithms and therefore has low noise immunity.

В устройстве-прототипе информационное сообщение передается на несущей частоте f1, а пилот-сигнал на несущей частоте f2. Частоты f1 и f2 выбираются так, чтобы спектры информационного сообщения и пилот-сигнала практически не перекрывались (фиг.3), а это приводит к снижению эффективности использования выделенного спектра радиочастот. Поскольку, как было указано, в устройстве для передачи основного и пилот-сигналов используются две различные несущие частоты, то система имеет низкую помехоустойчивость при воздействии бигармонических помех, частоты которых совпадают с частотами несущих основного и пилот-сигналов.In the prototype device, an informational message is transmitted at a carrier frequency f 1 , and a pilot signal at a carrier frequency f 2 . The frequencies f 1 and f 2 are chosen so that the spectra of the information message and the pilot signal are practically not overlapping (Fig. 3), and this leads to a decrease in the efficiency of using the selected radio frequency spectrum. Since, as was indicated, the device for transmitting the main and pilot signals uses two different carrier frequencies, the system has low noise immunity when exposed to biharmonic interference, the frequencies of which coincide with the frequencies of the carriers of the main and pilot signals.

Технический результат, достигаемый в заявленном устройстве, заключается в увеличении помехоустойчивости и структурной скрытности устройства для передачи и приема дискретных сообщений с использованием сигналов с прямым расширением спектра.The technical result achieved in the claimed device is to increase the noise immunity and structural secrecy of the device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct expansion of the spectrum.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для передачи и приема дискретных сообщений с использованием сигналов с прямым расширением спектра, содержащее на передающей стороне источник дискретных сообщений, первый перемножитель, выход которого подключен к первому входу второго перемножителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к входу усилителя мощности, при этом второй вход сумматора подключен к выходу третьего перемножителя, второй вход которого подключен к второму выходу генератора несущей частоты, первый выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, а первый выход генератора ПСП подключен к второму входу первого перемножителя, а на приемной стороне - усилитель, выход которого подключен одновременно к входам первого блока полосовой фильтрации и второго блока полосовой фильтрации, а выходы первого и второго блоков полосовой фильтрации подключены соответственно к первому и второму входам перемножителя, выход которого подключен к входу третьего блока полосовой фильтрации, и демодулятор, дополнительно введены на передающей стороне блок несистематического разделения и четвертый перемножитель, выход которого подключен к первому входу третьего перемножителя, при этом вход блока несистематического разделения подключен к выходу источника дискретных сообщений, первый выход блока несистематического разделения подключен к первому входу первого перемножителя, а второй выход блока несистематического разделения подключен к первому входу четвертого перемножителя, к второму входу которого подключен второй выход генератора ПСП, а на приемной стороне введены коррелятор, генератор ПСП и блок поиска и синхронизации, при этом выход третьего блока полосовой фильтрации подключен одновременно к первому входу коррелятора и входу блока поиска и синхронизации, первый выход которого подключен к первому входу генератора ПСП, второй вход которого подключен к второму выходу блока поиска и синхронизации, а вход генератора ПСП подключен к второму входу коррелятора, выход которого подключен к входу демодулятора.The specified technical result is achieved in that a device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading of the spectrum, containing on the transmitting side a source of discrete messages, a first multiplier, the output of which is connected to the first input of the second multiplier, the output of which is connected to the first input of the adder the output of which is connected to the input of the power amplifier, while the second input of the adder is connected to the output of the third multiplier, the second input of which is connected to the second output an ode to the carrier frequency generator, the first output of which is connected to the second input of the second multiplier, and the first output of the PSP generator is connected to the second input of the first multiplier, and on the receiving side, an amplifier whose output is connected simultaneously to the inputs of the first bandpass filtering unit and the second bandpass filtering unit, and the outputs of the first and second bandpass filtering units are connected respectively to the first and second inputs of the multiplier, the output of which is connected to the input of the third bandpass filtering unit, and a demodule a torus, an unsystematic separation unit and a fourth multiplier are additionally introduced on the transmitting side, the output of which is connected to the first input of the third multiplier, while the input of the unsystematic separation unit is connected to the output of the discrete message source, the first output of the unsystematic separation unit is connected to the first input of the first multiplier, and the second the output of the non-systematic separation unit is connected to the first input of the fourth multiplier, the second output of which is connected to the second input of PSP, and on the receiving side a correlator, a PSP generator and a search and synchronization unit are introduced, while the output of the third bandpass filtering unit is connected simultaneously to the first input of the correlator and the input of the search and synchronization unit, the first output of which is connected to the first input of the PSP generator, the second input which is connected to the second output of the search and synchronization unit, and the input of the PSP generator is connected to the second input of the correlator, the output of which is connected to the input of the demodulator.

На выходе сумматора (фиг.4а) будет сформирован сигналThe output of the adder (figa) will be generated signal

Figure 00000007
Figure 00000007

где U1(t), U2(t) - подпоследовательности символов передаваемого сообщения (модулирующие сигналы), UПСП1(t), UПСП2(t) - псевдослучайные последовательности расширения спектра основного и пилот-сигналов.where U 1 (t), U 2 (t) are the subsequences of the symbols of the transmitted message (modulating signals), U PSP1 (t), U PSP2 (t) are pseudorandom sequences of spreading the spectrum of the main and pilot signals.

На приемной стороне заявляемого устройства (фиг.46) введен коррелятор, генератор ПСП и блок поиска и синхронизации, что дополняет устройство средствами грубой и точной синхронизации.On the receiving side of the claimed device (Fig. 46), a correlator, a bandwidth generator and a search and synchronization unit are introduced, which complements the device with coarse and accurate synchronization.

Сигналы на выходах первого и второго блоков полосовой фильтрации определяются следующим образом:The signals at the outputs of the first and second blocks of bandpass filtering are determined as follows:

Figure 00000008
Figure 00000008

где θ1(t), θ2(t) - частотно-фазовые возмущения несущих основного и пилот-сигналов, k1, k2 - постоянные множители.where θ 1 (t), θ 2 (t) are the frequency-phase perturbations of the carriers of the main and pilot signals, k 1 , k 2 are constant factors.

При перемножении сигналов (6) и выделении составляющей разностной частоты с помощью третьего блока полосовой фильтрации получаемWhen the signals are multiplied (6) and the difference frequency component is extracted using the third bandpass filtering unit, we obtain

Figure 00000009
Figure 00000009

Используя известные свойства подпоследовательностей U1(t) и U2(t), получаемых при несистематическом разделении, и свойство циклического сдвига при сложении (перемножении) m-последовательности, имеемUsing the well-known properties of the subsequences U 1 (t) and U 2 (t) obtained by unsystematic separation, and the cyclic shift property when the m-sequence is added (multiplied), we have

Figure 00000010
Figure 00000010

где k3 - постоянный множитель, U(t) - исходная последовательность символов передаваемого сообщения, UПСП (t) - псевдослучайная последовательность, отличающаяся от последовательностей UПСП1(t) и UПСП2(t) лишь циклическим сдвигом.where k 3 is a constant factor, U (t) is the original character sequence of the transmitted message, U PSP (t) is a pseudo-random sequence that differs from sequences U PSP1 (t) and U PSP2 (t) only by a cyclic shift.

Таким образом получаем сигнал S3(t) на фиксированной частоте, модулированный по фазе сигналами передаваемого сообщения и псевдослучайной последовательности UПСП(t) известной задержкой, определяемой номером циклического сдвига, с полной или частичной компенсацией частотно-фазовых возмущений, возникающих в канале связи.Thus, we obtain a signal S 3 (t) at a fixed frequency, phase-modulated by the signals of the transmitted message and the pseudo-random sequence U PSP (t) with a known delay, determined by the cyclic shift number, with full or partial compensation of the frequency-phase disturbances arising in the communication channel.

Сигнал S3(t) подвергается взаимокорреляционной обработке с помощью коррелятора, в процессе которой осуществляется сжатие его спектра. При этом происходит расширение спектра помехи на разностной частоте, образующейся при перемножении составляющих бигармонической помехи.The signal S 3 (t) is subjected to cross-correlation processing using a correlator, during which its spectrum is compressed. In this case, the interference spectrum is expanded at the difference frequency, which is formed during the multiplication of the biharmonic noise components.

Таким образом, введение блока несистематического разделения последовательностей в сочетании со специальным выбором псевдослучайных последовательностей, расширения спектра основного и пилот-сигналов позволяет не только увеличить помехоустойчивость системы, но и упростить решение задачи синхронизации.Thus, the introduction of a block of unsystematic separation of sequences in combination with a special choice of pseudo-random sequences, expansion of the spectrum of the main and pilot signals allows not only to increase the noise immunity of the system, but also to simplify the solution of the synchronization problem.

К тому же система приобретает дополнительное свойство структурной скрытности. Это свойство проявляется в том, что перехват одного из имеющихся сигналов оказывается недостаточным для восстановления символов переданного сообщения. Их восстановление оказывается возможным только при наличии перехвата двух сигналов и знания закона разделения и объединения подпоследовательностей.In addition, the system acquires an additional property of structural secrecy. This property is manifested in that the interception of one of the available signals is insufficient to recover the symbols of the transmitted message. Their recovery is possible only if there is an interception of two signals and knowledge of the law of separation and association of subsequences.

Таким образом, решается задача увеличения помехоустойчивости и структурной скрытности.Thus, the problem of increasing noise immunity and structural secrecy is solved.

Графические материалы, используемые в описании:Graphic materials used in the description:

Фиг.1 представляет структурную схему устройства-аналога.Figure 1 is a structural diagram of a similar device.

Фиг.2 представляет структурную схему устройства-прототипа.Figure 2 is a structural diagram of a prototype device.

Фиг.3 иллюстрирует спектры информационного сообщения и пилот-сигнала.Figure 3 illustrates the spectra of the information message and the pilot signal.

Фиг.4 представляет структурную схему заявляемого устройства.Figure 4 is a structural diagram of the inventive device.

Фиг.5 представляет схему блока несистематического разделения.5 is a block diagram of a non-systematic separation.

Фиг.6 иллюстрирует диаграммы, поясняющие работу блока несистематического разделения.6 illustrates diagrams explaining the operation of the non-systematic separation unit.

Устройство для передачи и приема дискретных сообщений с использованием сигналов с прямым расширением спектра содержит на передающей стороне: источник дискретных сообщений 1, выход которого соединен со входом блока несистематического разделения 2, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому входу первого перемножителя 3 и первому входу четвертого перемножителя 7, генератор ПСП 5, первый выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя 3, а второй выход соединен со вторым входом четвертого перемножителя 7, генератор несущей частоты 6, первый выход которого соединен со вторым входом второго перемножителя 4, а второй выход соединен со вторым входом третьего перемножителя 8, первый вход которого соединен с выходом четвертого перемножителя 7, а выход соединен с вторым входом сумматора 9, первый вход которого соединен с выходом второго перемножителя 4, первый вход которого соединен с выходом первого перемножителя 3, а выход сумматора 9 соединен с входом усилителя мощности 10, а на приемной стороне - усилитель 11, выход которого соединен одновременно с входами первого блока полосовой фильтрации 12 и второго блока полосовой фильтрации 13, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами перемножителя 14, выход которого соединен с входом третьего блока полосовой фильтрации 15, блок поиска и синхронизации 19, вход которого соединен одновременно с выходом третьего блока полосовой фильтации 15 и с первым входом коррелятора 16, выход которого соединен с входом демодулятора 17, генератор ПСП 18, выход которого соединен с вторым входом коррелятора 16, а входы генератора ПСП 18 соединены с соответствующими выходами блока поиска и синхронизации 19.A device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct expansion of the spectrum contains on the transmitting side: a source of discrete messages 1, the output of which is connected to the input of the non-systematic separation unit 2, the first and second outputs of which are connected respectively to the first input of the first multiplier 3 and the first input the fourth multiplier 7, the generator PSP 5, the first output of which is connected to the second input of the first multiplier 3, and the second output is connected to the second input of the fourth multiply I am 7, a carrier frequency generator 6, the first output of which is connected to the second input of the second multiplier 4, and the second output is connected to the second input of the third multiplier 8, the first input of which is connected to the output of the fourth multiplier 7, and the output is connected to the second input of the adder 9, the first the input of which is connected to the output of the second multiplier 4, the first input of which is connected to the output of the first multiplier 3, and the output of the adder 9 is connected to the input of the power amplifier 10, and on the receiving side, the amplifier 11, the output of which is connected simultaneously about with the inputs of the first bandpass filtering unit 12 and the second bandpass filtering unit 13, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the multiplier 14, the output of which is connected to the input of the third bandpass filtering 15, the search and synchronization unit 19, the input of which is connected simultaneously with the output the third block of bandpass filtering 15 and with the first input of the correlator 16, the output of which is connected to the input of the demodulator 17, the PSP generator 18, the output of which is connected to the second input of the correlator 16, and the inputs of the PSP generator 18 are connected with the corresponding outputs of the search and synchronization unit 19.

Устройство (фиг.4) работает следующим образом.The device (figure 4) works as follows.

На передающей стороне последовательность символов передаваемого сообщения U(t) с выхода источника дискретных сообщений 1 поступает на вход блока несистематического разделения 2, представленный на фиг.5, который формирует на своих выходах такие две подпоследовательностиOn the transmitting side, the sequence of symbols of the transmitted message U (t) from the output of the source of discrete messages 1 is fed to the input of the non-systematic separation unit 2, shown in Fig. 5, which generates such two subsequences at their outputs

Figure 00000011
Figure 00000011

которые при перемножении (при сложении по модулю два) дают исходную последовательностьwhich, when multiplied (when modulo two are added), give the original sequence

Figure 00000012
Figure 00000012

Каждая их этих подпоследовательностей модулирует в первом 3 и четвертом 7 перемножителях сигналы псевдослучайных последовательностей, формируемой генератором ПСП 5. В результате на выходах первого 3 и четвертого 7 перемножителей формируются сигналы с прямым расширением спектра. Сигналами с выходов первого 3 и четвертого 7 перемножителей осуществляется фазовая манипуляция несущих частот с генератора несущей частоты 6 во втором 4 и третьем 8 перемножителях. Фазоманипулированные сигналы с выходов второго 4 и третьего 8 перемножителей поступают на входы сумматора 9, а далее после усиления в усилителе мощности 10 - на вход антенны.Each of these subsequences modulates in the first 3 and fourth 7 multipliers the signals of the pseudo-random sequences generated by the SRP 5 generator. As a result, signals with direct spreading of the spectrum are generated at the outputs of the first 3 and fourth 7 multipliers. The signals from the outputs of the first 3 and fourth 7 multipliers carry out phase shift keying of the carrier frequencies from the carrier frequency generator 6 in the second 4 and third 8 multipliers. The phase-manipulated signals from the outputs of the second 4 and third 8 multipliers are fed to the inputs of the adder 9, and then after amplification in the power amplifier 10, to the antenna input.

На приемной стороне принятый сигнал после предварительного усиления в усилителе 11 поступает на входы первого 12 и второго 13 блоков полосовой фильтрации, на выходах которых формируются сигналы, определяемые соотношением (6). После перемножения этих сигналов в перемножителе 14 и выделении разностной составляющей на выходе третьего блока полосовой фильтрации 15 получаем сигнал, определяемый соотношением (7). Далее в корреляторе 16 сигнал с выхода третьего блока полосовой фильтрации 15 подвергается взаимокорреляционной обработке, в процессе которой осуществляется сжатие его спектра. Необходимая временная синхронизация обеспечивается средствами с использованием грубой и точной синхронизации, реализованными в блоке поиска и синхронизации 19 и генератора ПСП 18. В демодуляторе 17 происходит восстановление последовательности символов передаваемого сообщения.On the receiving side, the received signal after preliminary amplification in the amplifier 11 is fed to the inputs of the first 12 and second 13 bandpass filtering blocks, the outputs of which are formed by signals defined by relation (6). After multiplying these signals in the multiplier 14 and isolating the difference component at the output of the third bandpass filtering block 15, we obtain a signal defined by relation (7). Next, in the correlator 16, the signal from the output of the third bandpass filtering block 15 is subjected to inter-correlation processing, during which its spectrum is compressed. The necessary time synchronization is provided by means of using coarse and precise synchronization implemented in the search and synchronization block 19 and the memory bandwidth generator 18. In the demodulator 17, the sequence of symbols of the transmitted message is restored.

Блок несистематического разделения символов последовательности передаваемого сообщения, который введен на передающей стороне, работает следующим образом.Block unsystematic character separation of the sequence of the transmitted message, which is entered on the transmitting side, operates as follows.

Триггер DD2.1 (фиг.5) переключается по фронту, a DD2.2 - по спаду входной последовательности через инвертор DD1.1. Прямой выход триггера DD2.1 соединен с входом второго триггера DD2.2 для исключения зависимости соотношения подпоследовательностей от начальной установки триггеров.The trigger DD2.1 (figure 5) is switched on the front, and DD2.2 - on the decline of the input sequence through the inverter DD1.1. The direct output of the trigger DD2.1 is connected to the input of the second trigger DD2.2 to exclude the dependence of the ratio of subsequences on the initial installation of the triggers.

Такое разделение названо несистематическим ввиду отсутствия в выходных подпоследовательностях в явном виде битов входной последовательности.Such a separation is called unsystematic due to the lack of explicit input bits in the output subsequences.

На фиг.6 приведены временные диаграммы случайной входной последовательности U(t) и соответствующих ей выходных подпоследовательностей U1(t) и U2(t) с меньшим значением средней частоты следования символов.Figure 6 shows the timing diagrams of a random input sequence U (t) and its corresponding output subsequences U 1 (t) and U 2 (t) with a lower value of the average symbol rate.

Подпоследовательности U1(t) и U2(t) обладают рядом практически важных особенностей:The subsequences U 1 (t) and U 2 (t) have a number of practically important features:

- суммирование U1(t) и U2(t) по модулю 2 дает исходную последовательность U(t), т.е. U1(t) и U2(t) представляют собой алгебраически связанные подпоследовательности (АСП);- the summation of U 1 (t) and U 2 (t) modulo 2 gives the original sequence U (t), i.e. U 1 (t) and U 2 (t) are algebraically related subsequences (HSA);

- одновременная инверсия U1(t) и U2(t) на входах сумматора по модулю два никак не отражается на выходной последовательности;- the simultaneous inversion of U 1 (t) and U 2 (t) at the inputs of the adder modulo two does not affect the output sequence;

- в подпоследовательностях U1(t) и U2(t) независимо от структуры U(t) имеет место строго определенная последовательность смены пар символов: 00; 10; 11; 01 в соответствии с кодом Грея.- in the subsequences U 1 (t) and U 2 (t), regardless of the structure of U (t), a strictly defined sequence of change of symbol pairs takes place: 00; 10; eleven; 01 according to the gray code.

Claims (1)

Устройство для передачи и приема дискретных сообщений с использованием сигналов с прямым расширением спектра, содержащее на передающей стороне источник дискретных сообщений, первый перемножитель, выход которого подключен к первому входу второго перемножителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к входу усилителя мощности, при этом второй вход сумматора подключен к выходу третьего перемножителя, второй вход которого подключен к второму выходу генератора несущей частоты, первый выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, а первый выход генератора псевдослучайной последовательности подключен к второму входу первого перемножителя, а на приемной стороне - усилитель, выход которого подключен одновременно к входам первого блока полосовой фильтрации и второго блока полосовой фильтрации, а выходы первого и второго блоков полосовой фильтрации подключены соответственно к первому и второму входу перемножителя, выход которого подключен к входу третьего блока полосовой фильтрации и демодулятор, отличающееся тем, что на передающей стороне введены блок несистематического разделения и четвертый перемножитель, выход которого подключен к первому входу третьего перемножителя, при этом вход блока несистематического разделения подключен к выходу источника дискретных сообщений, первый выход блока несистематического разделения подключен к первому входу первого перемножителя, а второй выход блока несистематического разделения подключен к первому входу четвертого перемножителя, к второму входу которого подключен второй выход генератора псевдослучайной последовательности, а на приемной стороне введены коррелятор, генератор псевдослучайной последовательности и блок поиска и синхронизации, при этом выход третьего блока полосовой фильтрации подключен одновременно к первому входу коррелятора и входу блока поиска и синхронизации, первый выход которого подключен к первому входу генератора псевдослучайной последовательности, второй вход которого подключен к второму выходу блока поиска и синхронизации, а вход генератора псевдослучайной последовательности подключен к второму входу коррелятора, выход которого подключен к входу демодулятора. A device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading of the spectrum, containing on the transmitting side a source of discrete messages, a first multiplier whose output is connected to the first input of the second multiplier, the output of which is connected to the first input of the adder, the output of which is connected to the input of the power amplifier while the second input of the adder is connected to the output of the third multiplier, the second input of which is connected to the second output of the carrier frequency generator, the first output of which It is connected to the second input of the second multiplier, and the first output of the pseudo-random sequence generator is connected to the second input of the first multiplier, and on the receiving side, an amplifier whose output is connected simultaneously to the inputs of the first bandpass filtering unit and the second bandpass filtering unit, and the outputs of the first and second bandpass units filtering are connected respectively to the first and second input of the multiplier, the output of which is connected to the input of the third block of bandpass filtering and a demodulator, characterized in that then a non-systematic separation unit and a fourth multiplier are introduced on the transmitting side, the output of which is connected to the first input of the third multiplier, while the input of the non-systematic separation unit is connected to the output of the discrete message source, the first output of the non-systematic separation unit is connected to the first input of the first multiplier, and the second output of the block unsystematic separation is connected to the first input of the fourth multiplier, to the second input of which the second output of the pseudo-random generator is connected sequence, and on the receiving side a correlator, a pseudo-random sequence generator and a search and synchronization unit are introduced, while the output of the third bandpass filtering unit is connected simultaneously to the first input of the correlator and the input of the search and synchronization unit, the first output of which is connected to the first input of the pseudo-random sequence generator the second input of which is connected to the second output of the search and synchronization unit, and the input of the pseudo-random sequence generator is connected to the second input to a correlator whose output is connected to the input of the demodulator.
RU2008109593/09A 2008-03-14 2008-03-14 Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening RU2358402C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109593/09A RU2358402C1 (en) 2008-03-14 2008-03-14 Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109593/09A RU2358402C1 (en) 2008-03-14 2008-03-14 Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2358402C1 true RU2358402C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=41024863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008109593/09A RU2358402C1 (en) 2008-03-14 2008-03-14 Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358402C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218369U1 (en) * 2023-03-09 2023-05-23 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Device for transmitting and receiving signals with relative phase modulation and spread spectrum

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДИКСОН Р.К. Широкополосные системы. Перевод с англ. / Под ред. В.И. Журавлева. - М.: Связь, 1979, с.180. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218369U1 (en) * 2023-03-09 2023-05-23 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Device for transmitting and receiving signals with relative phase modulation and spread spectrum

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1075089B1 (en) Correlation detector and communication apparatus
US3305636A (en) Phase-shift data transmission system having a pseudo-noise sync code modulated with the data in a single channel
KR100326312B1 (en) Synchronous transceiver of spread spectrum communication manner
JPH06296171A (en) Broad-band transmission system
JPH08191260A (en) High speed frequency hopping spectrum spread receiver and correlator
US9015220B2 (en) Correlation device
JPH06204978A (en) Spread spectrum communication system
RU2358401C1 (en) Device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading and autocorrelation compression of spectrum
WO2001022608A1 (en) Correlator
RU2358402C1 (en) Device and method of transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening
RU2358403C1 (en) Device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spectrum broadening, with invariance properties to frequency-phase perturbations in communication channel
JP2999368B2 (en) Synchronizer
JP2003032144A (en) Spread spectrum signal acquisition device and method
KR20010028099A (en) Method and apparatus for tracking synchronization in a reciever using CDMA
JP2000091911A (en) Delay phase locked loop circuit for spread spectrum communication device
RU2470459C1 (en) Method of detecting broadband signals and device for realising said method
RU2385542C2 (en) Receiving device of noise-like signals
JP3320234B2 (en) Spread spectrum receiver
JP3280197B2 (en) Spread spectrum communication equipment
JP3234446B2 (en) Spread spectrum signal demodulator
RU2246181C2 (en) Receiver for quadratic-modified signals with displacement for multichannel communications system with coded channel separation
JPH07297757A (en) Spread spectrum receiver
SU930719A1 (en) Device for correlation recepion of complex phase shift keying signals
JP4839910B2 (en) Spread spectrum communication system and method, and transmitter and receiver used therefor
RU2222111C2 (en) Device for receiving phase-keyed signals under interference conditions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130315