RU2386212C1 - Method for radio communication with multiple access - Google Patents
Method for radio communication with multiple access Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386212C1 RU2386212C1 RU2008135071/09A RU2008135071A RU2386212C1 RU 2386212 C1 RU2386212 C1 RU 2386212C1 RU 2008135071/09 A RU2008135071/09 A RU 2008135071/09A RU 2008135071 A RU2008135071 A RU 2008135071A RU 2386212 C1 RU2386212 C1 RU 2386212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- elements
- symbols
- output
- channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при построении систем с множественным доступом, использующих шумоподобные сигналы.The present invention relates to the field of radio communications and can be used in the construction of multiple access systems using noise-like signals.
Известно, что системы связи с множественным доступом имеют ограничение по количеству одновременно обслуживаемых абонентов [Скляр Б. «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение». - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003 г., стр.676], что не удовлетворяет стремительно растущим потребностям в емкости этих систем. Кроме того, повышение пропускной способности каналов связи таких систем, как правило, связано либо с расширением спектра используемых сигналов, либо с увеличением мощности передатчиков.It is known that communication systems with multiple access have a limit on the number of simultaneously served subscribers [Sklyar B. “Digital communication. Theoretical foundations and practical application. " - M.: Williams Publishing House, 2003, p.676], which does not satisfy the rapidly growing needs for capacity of these systems. In addition, increasing the bandwidth of the communication channels of such systems is usually associated either with the expansion of the spectrum of the used signals, or with an increase in the power of the transmitters.
В настоящее время для этих целей, кроме повторного использования частоты на ортогональных поляризациях, в системах радиосвязи получают распространение более сложные способы, использующие поляризационную структуру сигналов.Currently, for these purposes, in addition to reusing frequency in orthogonal polarizations, more complex methods using the polarization structure of signals are gaining ground in radio communication systems.
Известен способ радиосвязи, приведенный в патенте US 6448941 B1, H01Q 1/36 от 10.09.2002 г., в котором осуществляется скачкообразная перестройка поляризации сигнала несущей синхронно с псевдослучайной перестройкой несущей частоты, что достигается использованием на передающей и приемной сторонах идентичных антенн специальной конструкции; поляризационное состояние (поляризационная структура) элементов излучаемого сигнала зависит от частоты питающего напряжения и на длительности сигнала может принимать несколько заданных состояний.The known radio communication method described in US patent 6448941 B1,
У этого способа несколько недостатков:This method has several disadvantages:
- жесткая связь поляризационного состояния элементов сигнала с частотой несущего колебания, что ограничивает количество возможных кодовых комбинаций на плоскости "частота - поляризация", следовательно, и количество одновременно обслуживаемых абонентов в системе;- tight connection of the polarization state of the signal elements with the frequency of the carrier wave, which limits the number of possible code combinations on the plane "frequency - polarization", therefore, the number of simultaneously served subscribers in the system;
- необходимость антенн специальной конструкции, идентичных на передающей и приемной сторонах;- the need for antennas of a special design, identical on the transmitting and receiving sides;
- несмотря на наличие поляризационной избыточности, пропускная способность линий радиосвязи такая же, как у традиционных способов со скачкообразным изменением частоты.- despite the presence of polarization redundancy, the throughput of radio communication lines is the same as that of traditional methods with frequency-hopping.
В заявке на изобретение US 2004/0114548 A1, H04B 7/204 от 17.06.2004 г. предложен способ множественного доступа с поляризационным кодированием, в котором также осуществляется скачкообразная перестройка поляризации сигнала несущей под управлением псевдослучайной последовательности (ПСП). При этом на приемной стороне под управлением инверсной ПСП организован опорный канал, в котором в момент приема может быть выделена часть помехи, коррелированная с опорным сигналом опорного канала, которая вычитается из суммарного выходного эффекта сигнального канала. Этому способу также присущи недостатки:In the application for the invention US 2004/0114548 A1,
- избыточность, которую вносит разнесение элементов сигнала по ортогональным поляризационным состояниям, используется только для разделения абонентов в системах связи с множественным доступом, в то время как пропускная способность линий связи при этом остается такой же, как и у систем, использующих кодовое разделение с помощью обычного прямого расширения спектра на одном фиксированном типе поляризации;- the redundancy introduced by the separation of signal elements by orthogonal polarization states is used only for separation of subscribers in communication systems with multiple access, while the throughput of communication lines remains the same as that of systems using code division using conventional direct expansion of the spectrum on one fixed type of polarization;
- элементы информационных символов однополярны, значит, на основной и ортогональной поляризациях они могут суммироваться без компенсации при корреляционной обработке сигналов в приемных устройствах узкополосных систем передачи информации, работающих на фиксированных поляризациях;- the elements of information symbols are unipolar, which means that they can be summed up on the main and orthogonal polarizations without compensation during correlation processing of signals in the receivers of narrow-band information transmission systems operating on fixed polarizations;
- обработка полезного сигнала на приемной стороне при наличии искажений поляризационной структуры элементов информационного символа вносит его дополнительное подавление.- processing of the useful signal at the receiving side in the presence of distortions of the polarization structure of the elements of the information symbol introduces its additional suppression.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ радиосвязи с множественным доступом, где также используется поляризационное кодирование, описанный в патенте RU 2314642, Н04В 7/204 от 10.01.2008 г., принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed solution is a multiple access radio communication method that also uses polarization coding described in patent RU 2314642,
Способ-прототип заключается в следующем.The prototype method is as follows.
На передающей сторонеOn the transmitting side
Генерируется несущее колебание:A carrier oscillation is generated:
где A0 - амплитуда синусоидального сигнала;where A 0 is the amplitude of the sinusoidal signal;
е - обозначение символа экспоненты;e - symbol of the exponent;
t - текущее время;t is the current time;
ω0 - круговая частота, определяемая как ω0=2πf0;ω 0 is the circular frequency, defined as ω 0 = 2πf 0 ;
f0 - циклическая частота сигнала.f 0 - cyclic frequency of the signal.
Подается первая двоичная информационная последовательность, состоящая из потока биполярных видеоимпульсов а1nu0(t),The first binary information sequence is presented, consisting of a stream of bipolar video pulses a 1n u 0 (t),
где а1n=1; -1 - элементы первой двоичной информации;where a 1n = 1; -1 - elements of the first binary information;
u0(t) - видеоимпульс с единичной амплитудой и длительностью Т0:u 0 (t) is a video pulse with a unit amplitude and a duration of T 0 :
Эти импульсы перемножаются с элементами первой псевдослучайной последовательности (ПСП), длительность которых:These pulses are multiplied with the elements of the first pseudo-random sequence (PSP), the duration of which:
где N - база сигнала.where N is the signal base.
В результате перемножения получается ПСП, управляющая поляризационными состояниями элементов информационного символа, которые имеют вид:As a result of multiplication, we obtain the PSP that controls the polarization states of the elements of the information symbol, which have the form:
где b1m=1; - 1 - значения элементарных импульсов первой ПСП;where b 1m = 1; - 1 - values of elementary pulses of the first SRP;
m=1, 2,…, N - порядковый номер элемента первой ПСП;m = 1, 2, ..., N - serial number of the element of the first SRP;
N - количество элементарных импульсов в первой ПСП, определяющее базу сигнала;N is the number of elementary pulses in the first SRP, which determines the signal base;
тогда then
Здесь в индексе "m" элемента Inm отражена временная зависимость.Here, in the index “m” of the element I nm, the time dependence is reflected.
Генерируется вторая ПСП той же длительности с элементами:A second PSP of the same duration is generated with the elements:
При этом код второй ПСП всегда отличен от кода первой ПСП.Moreover, the code of the second memory bandwidth is always different from the code of the first memory bandwidth.
Одновременно подаются первая и вторая двоичные информационные последовательности, представляющие собой потоки биполярных импульсов одинаковой длительности Т0, но отличающиеся между собой набором этих импульсов ainu0(t), i=1; 2:At the same time, the first and second binary information sequences are submitted, which are streams of bipolar pulses of the same duration T 0 , but differing in the set of these pulses a in u 0 (t), i = 1; 2:
Управление поляризационными состояниями элементов информационного символа представляется набором комплексных единичных векторов [Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. «Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов». - М.: «Радиотехника», 2005 г., стр.168] поляризации (элементных векторов поляризации), которые характеризуют поляризационные состояния элементов информационного символа в заданные промежутки времени:Controlling the polarization states of information symbol elements is represented by a set of complex unit vectors [Kozlov AI, Logvin AI, Sarychev VA “Polarization of radio waves. Polarization structure of radar signals. " - M .: "Radio Engineering", 2005, p.168] polarization (element polarization vectors), which characterize the polarization states of the elements of the information symbol at specified intervals:
где символ «·» означает комплексный вектор.where the symbol "·" means a complex vector.
Комплексный элементный вектор удобнее всего представляется в ортогонально-круговом базисе [С.И.Поздняк, В.В.Кузнецов. «Радиотехника и электроника», 1973 г., т.18, вып.11, стр.2425]:Integrated Element Vector it is most conveniently represented in an orthogonal-circular basis [S.I. Pozdnyak, V.V. Kuznetsov. "Radio engineering and electronics", 1973, t. 18,
где Кnm и βnm - соответственно коэффициент эллиптичности и угол ориентации эллипса поляризации m-го элемента n-го информационного символа полезного или опорного (на приемной стороне) сигналов, которые характеризуют поляризационную структуру (поляризационное состояние) излучаемого элемента сигнала, либо поляризационную структуру элемента опорного сигнала.where K nm and β nm are, respectively, the ellipticity coefficient and the orientation angle of the polarization ellipse of the mth element of the nth information symbol of the useful or reference (on the receiving side) signals that characterize the polarization structure (polarization state) of the emitted signal element, or the polarization structure of the element reference signal.
Так, для линейно поляризованных полезного и опорного сигналов: Кnm=0, βnm=0 - для основного канала и Кnm=0, βnm=π/2 - для ортогонального канала.So, for linearly polarized useful and reference signals: K nm = 0, β nm = 0 for the main channel and K nm = 0, β nm = π / 2 for the orthogonal channel.
Для полезного и опорного сигналов с круговой поляризацией: Кnm=1 - для сигналов с правосторонним направлением вращения векторов полей, Кnm=-1 - для сигналов с левосторонним направлением вращения векторов полей, а величина βnm ие определена.For the useful and reference signals with circular polarization: K nm = 1 - for signals with the right-handed direction of rotation of the field vectors, K nm = -1 - for signals with the left-handed direction of rotation of the field vectors, and β nm is determined.
При этом для линейно поляризованных сигналов комплексный элементный вектор принимает два возможных значения: или ортогональный первому комплексный элементный вектор .Moreover, for linearly polarized signals, the complex element vector takes two possible values: or orthogonal to the first complex element vector .
Для поляризованных по кругу сигналов комплексный элементный вектор принимает соответственно два других возможных значения: или .For circularly polarized signals, the complex element vector takes respectively two other possible values: or .
Элементам первой ПСП "1" и "-1" соответствуют элементы информационного символа с ортогональными поляризациями. При этом свой тип поляризации для произвольного элемента первой ПСП является основным.Elements of the first SRP "1" and "-1" correspond to elements of an information symbol with orthogonal polarizations. Moreover, its type of polarization for an arbitrary element of the first SRP is basic.
Вторая ПСП перемножается с символами второй двоичной информационной последовательности, в результате чего получается ПСП, которой модулируется несущее колебание (1), в результате чего получается соответствие:The second SRP is multiplied with the symbols of the second binary information sequence, as a result of which the SRP is obtained, which modulates the carrier oscillation (1), resulting in the correspondence:
где Where
φ2nm - фаза высокочастотного заполнения элементов сигнала.φ 2nm is the phase of high-frequency filling of signal elements.
Комплексный векторный элемент информационного символа, передаваемого в канал связи, запишется следующим образом:The complex vector element of the information symbol transmitted to the communication channel is written as follows:
где Where
В канал связи поступает сигнал:A signal is received in the communication channel:
Таким образом, векторный сигнал переносит два информационных символа. Символ первой информационной последовательности закодирован набором элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния элементов сигнала. Символ второй информационной последовательности закодирован своим набором фаз (0, π) радиоимпульсов, которые характеризуются соответствующими элементными векторами .Thus, a vector signal carries two information symbols. The symbol of the first information sequence is encoded by a set of element vectors characterizing the polarization states of signal elements. The symbol of the second information sequence is encoded by its set of phases (0, π) of radio pulses, which are characterized by the corresponding element vectors .
На приемной стороне копия управляющей первой ПСП определяет набор элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния элементов опорного сигнала для первого (основного) сигнального канала, соответствующего переданному символу первой двоичной информационной последовательности а1n=1, и определяет соответствие:On the receiving side, a copy of the control first SRP determines a set of element vectors characterizing the polarization states of the elements of the reference signal for the first (main) signal channel corresponding to the transmitted symbol of the first binary information sequence a 1n = 1, and determines the correspondence:
Инвертированная копия первой (управляющей) ПСП определяет набор элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния элементов опорного сигнала для второго (инверсного) сигнального канала, соответствующего а1n=-1, и описывается соответствием:An inverted copy of the first (control) SRP determines a set of element vectors characterizing the polarization states of the elements of the reference signal for the second (inverse) signal channel corresponding to a 1n = -1, and is described by the correspondence:
Генерируются копия второй ПСП и копия несущего колебания A copy of the second SRP and a copy of the carrier wave are generated
Осуществляется стандартная, но с учетом векторного представления элементов сигнала, корреляционная обработка [Варакин Л.Е. «Системы связи с шумоподобными сигналами». - М.: «Радио и связь», 1985 г., стр.25-32] приходящего полезного сигнала (10) в первом и втором сигнальных каналах. При этом в каналах осуществляются преобразованияThe standard, but taking into account the vector representation of the signal elements, correlation processing [Varakin L.E. "Communication systems with noise-like signals." - M .: “Radio and communications”, 1985, pp. 25-32] of the incoming useful signal (10) in the first and second signal channels. At the same time, conversions
и формируются соответствующие эффекты:and the corresponding effects are formed:
Здесь символ "T" означает операцию транспонирования;Here, the symbol “T” means a transpose operation;
символ "*" - комплексное сопряжение;the symbol "*" - complex pairing;
символ «|·|» - модуль комплексной величины.the symbol "| · |" is the module of a complex quantity.
При этом Wherein
Так как соотношение как модуль скалярного произведения двух единичных коллинеарных комплексных векторов, которые характеризуют поляризационную структуру соответствующих элементов полезного и опорного сигналов [Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. «Поляризация радиолокационных сигналов». - М.: «Сов. радио», 1966 г., стр.23-28], то получают:Since the ratio as a module of the scalar product of two unit collinear complex vectors that characterize the polarization structure of the corresponding elements of the useful and reference signals [Kanareikin DB, Pavlov NF, Potekhin VA "Polarization of radar signals." - M .: “Owls. radio ”, 1966, pp. 23-28], then receive:
при передаче импульсов а2n=1 и а1n=1 на выходе первого и второго сигнальных каналов соответственно имеем: Е1s=A2 0N; Е2s=0;when transmitting pulses a 2n = 1 and a 1n = 1 at the output of the first and second signal channels, respectively, we have: E 1s = A 2 0 N; E 2s = 0;
при передаче импульсов а2n=1 и а1n=-1 на выходе первого и второго сигнальных каналов соответственно имеем: Е1s=0; Е2s=-A2 0N;when transmitting pulses a 2n = 1 and a 1n = -1 at the output of the first and second signal channels, respectively, we have: E 1s = 0; E 2s = -A 2 0 N;
при передаче импульсов а2n=-1 и а1n=1 на выходе первого и второго сигнальных каналов соответственно имеем: Е1s=-A2 0N; Е2s=0;when transmitting pulses a 2n = -1 and a 1n = 1 at the output of the first and second signal channels, respectively, we have: E 1s = -A 2 0 N; E 2s = 0;
при передаче импульсов а2n=-1 и а1n=-1 на выходе первого и второго сигнальных каналов соответственно имеем: Е1s=0; Е2s=A2 0N.when transmitting pulses a 2n = -1 and a 1n = -1 at the output of the first and second signal channels, respectively, we have: E 1s = 0; E 2s = A 2 0 N.
То есть сигнал всегда будет приниматься поочередно одним из двух сигнальных каналов. Признаком приема информационной единицы первой информационной последовательности является факт приема сигнала на первом (основном) сигнальном канале. Признаком приема информационного нуля первой информационной последовательности служит факт приема сигнала во втором (инверсном) сигнальном канале. Признаками приема информационных единиц и нулей второй информационной последовательности служат знаки сигналов, принятых в любом из сигнальных каналов. Знак "+" соответствует информационной единице второй информационной последовательности, а знак "-" соответствует информационному нулю второй информационной последовательности. Таким образом, на любом из сигнальных каналов одновременно могут быть приняты два информационных символа от двух независимых источников информации. При этом тот сигнальный канал, в котором осуществляют прием, является основным сигнальным каналом, а другой сигнальный канал является инверсным сигнальным каналом.That is, the signal will always be received alternately by one of the two signal channels. A sign of receiving an information unit of the first information sequence is the fact of receiving a signal on the first (main) signal channel. A sign of receiving informational zero of the first informational sequence is the fact of signal reception in the second (inverse) signal channel. Signs of receiving information units and zeros of the second information sequence are signs of signals received in any of the signal channels. The “+” sign corresponds to the information unit of the second information sequence, and the “-” sign corresponds to the information zero of the second information sequence. Thus, on any of the signal channels, two information symbols from two independent sources of information can be simultaneously received. In this case, the signal channel in which reception is performed is the main signal channel, and the other signal channel is the inverse signal channel.
Одновременно импульсы типа меандра с единичной амплитудой:At the same time, pulses of the meander type with a unit amplitude:
умножаются на копию второй ПСП:multiplied by a copy of the second PSP:
Результат (15) модулирует копию несущего колебания (1), что определяет соответствия:The result (15) modulates a copy of the carrier wave (1), which determines the correspondence:
и служит скалярным опорным сигналом при формировании двух опорных каналов. Первый опорный канал соответствует первому сигнальному каналу и определяется перемножением поступающего в первый сигнальный канал полезного сигнала с результатом модуляции с учетом (16) и последующим суммированием получающихся элементов. В момент отсчета в первом опорном канале:and serves as a scalar reference signal in the formation of two reference channels. The first reference channel corresponds to the first signal channel and is determined by multiplying the useful signal coming into the first signal channel with the modulation result taking into account (16) and the subsequent summation of the resulting elements. At the time of reference in the first reference channel:
При At
При At
Таким образом, выходным эффектом первого сигнального канала, имеющим место в способе-прототипе в момент взятия отсчета, является соотношение:Thus, the output effect of the first signal channel, which takes place in the prototype method at the time of taking the reference, is the ratio:
При N>>1 1/N≈0 и .For N >> 1 1 / N≈0 and .
В то же время второй опорный канал, соответствующий второму сигнальному каналу, определяется перемножением несущей, модулированной ПСП (15), и полезного сигнала, поступающего во второй сигнальный канал, и последующим суммированием получающихся элементов:At the same time, the second reference channel corresponding to the second signal channel is determined by multiplying the carrier modulated by the SRP (15) and the useful signal supplied to the second signal channel, and then summing the resulting elements:
При At
При At
Выходной эффект второго сигнального канала есть:The output effect of the second signal channel is:
При поступлении на приемную сторону вместе с полезным сигналом сигналоподобной помехи, длительность которой равна Т0, а набор элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния ее элементов и набор фаз высокочастотного заполнения элементарных импульсов, которыми являются элементы помехи, являются случайными, вследствие этих случайностей часть элементов помехи может попасть в первый сигнальный канал, а часть - во второй сигнальный канал.Upon receipt of a signal-like interference along with a useful signal, the duration of which is T 0 , and a set of element vectors characterizing the polarization states of its elements and a set of phases of high-frequency filling of elementary pulses, which are interference elements, are random, due to these accidents some of the interference elements may fall into the first signal channel, and part into the second signal channel.
В этом случае при передаче а1n=1 в первом сигнальном канале в момент взятия отсчета сформируется сумма значений корреляционных функций полезного сигнала и помехи (сумма энергий полезного сигнала и части помехи, коррелированной с опорным сигналом первого сигнального канала):In this case, when a 1n = 1 is transmitted in the first signal channel at the time of taking the sample, the sum of the values of the correlation functions of the useful signal and the interference (the sum of the energies of the useful signal and the part of the interference correlated with the reference signal of the first signal channel) is formed:
В опорном канале, соответствующем первому сигнальному каналу, в момент отсчета формируется эффект:In the reference channel corresponding to the first signal channel, at the time of counting, the effect is formed:
На выходе первого сигнального канала в момент взятия отсчета формируется эффект:At the output of the first signal channel at the time of taking the sample, the effect is formed:
Одновременно, во втором сигнальном канале в момент взятия отсчета формируется значение корреляционной функции помехи (энергия части помехи, коррелированной с опорным сигналом второго сигнального канала):At the same time, in the second signal channel, at the moment of taking the reference, the value of the interference correlation function is formed (the energy of the interference part correlated with the reference signal of the second signal channel):
В опорном канале, соответствующем второму сигнальному каналу, в момент взятия отсчета также формируется значение корреляционной функции помехи (энергия части помехи, коррелированной с опорным сигналом опорного канала, соответствующего второму сигнальному каналу):In the reference channel corresponding to the second signal channel, at the moment of taking the reference, the value of the interference correlation function (energy of the interference part correlated with the reference signal of the reference channel corresponding to the second signal channel) is also formed:
На выходе второго сигнального канала в момент взятия отсчета формируется эффект:At the output of the second signal channel at the time of taking the sample, the effect is formed:
Соответственно, при передаче а1n=-1 на выходе второго сигнального канала в момент взятия отсчета формируется эффект, аналогичный (23):Accordingly, when a 1n = -1 is transmitted, an effect similar to (23) is formed at the output of the second signal channel at the time of taking the reference:
Одновременно на выходе первого сигнального канала формируется эффект, аналогичный (26):At the same time, an effect similar to (26) is formed at the output of the first signal channel:
Анализ соотношений (23) - (28) показывает, что в них входят выражения:The analysis of relations (23) - (28) shows that they include the expressions:
и and
величина которых в силу случайности элементов b2m,п и поляризационных состояний этих элементов будет близка к нулю. При этом полная режекция помехи в первом или втором сигнальных каналах и, соответственно, одновременные нулевые эффекты на выходах опорных каналов, соответствующих первому и второму сигнальным каналам, осуществляется, либо в случае ортогональности элементных векторов элементов помехи и элементных векторов элементов опорных сигналов, либо при равенстве указанных выше корреляционных функций, либо при одновременном выполнении этих условий, что увеличивает вероятность режекции помехи. При этом элементы информационных символов второй информационной последовательности биполярны, а значит, в узкополосных системах передачи информации на любой фиксированной поляризации при корреляционной обработке они будут суммироваться с взаимной компенсацией. То есть способ-прототип эффективен в части электромагнитной совместимости с узкополосными средствами передачи информации.the value of which due to the randomness of the elements b 2m, n and the polarization states of these elements will be close to zero. In this case, a complete rejection of the interference in the first or second signal channels and, accordingly, simultaneous zero effects at the outputs of the reference channels corresponding to the first and second signal channels, is carried out either in the case of the orthogonality of the element vectors of the interference elements and the element vectors of the elements of the reference signals, or if the above correlation functions, or while fulfilling these conditions, which increases the likelihood of rejection interference. At the same time, the elements of information symbols of the second information sequence are bipolar, which means that in narrow-band information transmission systems at any fixed polarization during correlation processing, they will be summed up with mutual compensation. That is, the prototype method is effective in terms of electromagnetic compatibility with narrowband information transfer means.
В том случае, когда помех нет, но среда распространения вносит искажения в поляризационную структуру элементов информационных символов таким образом, что у элементного вектора поляризации, характеризующего поляризационное состояние элемента информационного символа, появляется составляющая в поляризационно-ортогональном канале, то есть появляются кроссполяризованные (межканальные) помехи и любой элементный вектор поляризации из набора таких векторов, характеризующих поляризационное состояние элементов информационного символа принимаемого из канала связи, будет отличаться от своего исходного значения . При этом для элементов информационного символа в сигнальном канале а в инверсном сигнальном канале . Тогда при поступлении на приемную сторону сигнала, несущего символ a1n=1 в первом (основном) сигнальном канале, в момент взятия отсчета формируется эффектIn the case where there is no interference, but the propagation medium introduces distortions in the polarization structure of the elements of information symbols in such a way that a polarization-orthogonal channel appears in the polarization elemental vector characterizing the polarization state of the information symbol element, i.e., cross-polarized (interchannel) appear interference and any elementary polarization vector from a set of such vectors characterizing the polarization state of information symbol elements received from the communication channel will be different from its original value . Moreover, for the elements of the information symbol in the signal channel and in the inverse signal channel . Then, when a signal bearing the symbol a 1n = 1 in the first (main) signal channel arrives at the receiving side, the effect is formed
где N/<N - условное (эквивалентное) значение базы сигнала, соответствующее пониженной энергии принятого информационного символа.where N / <N is the conditional (equivalent) value of the signal base corresponding to the reduced energy of the received information symbol.
Одновременно в опорном канале, соответствующем первому сигнальному каналу, в момент взятия отсчета формируется эффект:At the same time, in the reference channel corresponding to the first signal channel, at the time of taking the sample, the effect is formed:
При At
При At
Таким образом, выходным эффектом первого сигнального канала, имеющим место в способе-прототипе в момент взятия отсчета, является соотношение, аналогичное(18):Thus, the output effect of the first signal channel, which takes place in the prototype method at the time of taking the reference, is a ratio similar to (18):
При N/>>1 1/N/≈0 и E/ 1s≈±A2 0N/.At N / >> 1 1 / N / ≈0 and E / 1s ≈ ± A 2 0 N / .
При поступлении на приемную сторону сигнала, несущего символ а1n=-1 во втором (основном) сигнальном канале, в момент взятия отсчета формируется эффектWhen a signal is received on the receiving side that carries the symbol a 1n = -1 in the second (main) signal channel, an effect is formed at the moment of taking the reference
Одновременно в опорном канале, соответствующем второму сигнальному каналу, в момент взятия отсчета формируется эффектAt the same time, in the reference channel corresponding to the second signal channel, an effect is formed at the moment of taking the reference
При At
При At
Выходным эффектом второго сигнального канала, имеющим место в способе-прототипе в момент взятия отсчета, является соотношение, аналогичное (20):The output effect of the second signal channel, which takes place in the prototype method at the time of taking the reference, is a ratio similar to (20):
Например, пусть для элементов сигналов с линейной поляризацией канал связи искажает поляризационную структуру элементов сигнала одинаково (квазистационарные симметричные поляризационно-ортогональные каналы без дисперсии), то есть для элементов полезного сигнала:For example, let for a linearly polarized signal element the communication channel distort the polarization structure of the signal elements equally (quasistationary symmetric polarization-orthogonal channels without dispersion), that is, for the elements of the useful signal:
а для элементов опорного сигнала:and for the elements of the reference signal:
ТогдаThen
Пусть для полезного сигнала или , а для опорного сигнала линейной поляризации или , тогда для элемента сигнала на основной поляризации:Let for a useful signal or , and for the linear polarization reference signal or , then for the signal element on the main polarization:
а на ортогональной поляризации этого же элемента сигналаand on the orthogonal polarization of the same signal element
Численные значения модулей скалярных произведений соответствующих элементных векторов поляризации для основной и ортогональной составляющих элементов сигнала будут иметь значения:The numerical values of the scalar product modules of the corresponding elementary polarization vectors for the main and orthogonal components of the signal elements will have the following values:
При передаче символа a1n=1 энергия поляризационно-ортогональных составляющих сигнала:When transmitting the symbol a 1n = 1, the energy of the polarization-orthogonal components of the signal:
- в первом (основном) сигнальном канале, - in the first (main) signal channel,
- во втором (инверсном) сигнальном канале. Следовательно, на выходе первого (основного) сигнального канала получают эффект: при этом N/=0,731N. На выходе второго (инверсного) сигнального канала получают эффект: - in the second (inverse) signal channel. Therefore, at the output of the first (main) signal channel, the effect is obtained: wherein N / = 0.731N. At the output of the second (inverse) signal channel, the effect is:
При передаче символа а1n=-1 получим:When transmitting the character a 1n = -1 we get:
на выходе первого (инверсного) сигнального каналаat the output of the first (inverse) signal channel
на выходе второго (основного) сигнального каналаat the output of the second (main) signal channel
То есть в основных сигнальных каналах за счет «перекачки» энергии элементов сигнала с основной поляризации на ортогональную поляризацию ее теряется около 27%, но нет дополнительных потерь, связанных с обработкой сигнала на приемной стороне. Энергия сигнала будет понижена только за счет того, что у каждого элемента информационного символа будет принята только компонента, соответствующая основному каналу данного элемента.That is, in the main signal channels due to the "transfer" of the energy of the signal elements from the main polarization to its orthogonal polarization, about 27% is lost, but there are no additional losses associated with signal processing at the receiving side. The signal energy will be reduced only due to the fact that for each element of the information symbol only the component corresponding to the main channel of this element will be accepted.
Таким образом, способ-прототип обеспечивает эффективное использование радиочастотного спектра за счет полного использования избыточности, вносимой разнесением элементов сигнала по ортогональным поляризационным состояниям, обеспечивает улучшение электромагнитной совместимости с узкополосными системами передачи информации и нечувствителен к влиянию кроссполяризованных помех в основных сигнальных каналах, вносимых средой распространения.Thus, the prototype method provides efficient use of the radio frequency spectrum due to the full use of the redundancy introduced by spacing the signal elements in orthogonal polarization states, provides improved electromagnetic compatibility with narrow-band information transmission systems and is insensitive to the influence of cross-polarized interference in the main signal channels introduced by the propagation medium.
Анализ способа-прототипа показывает, что у него есть два недостатка. Первый заключается в том, что не полностью использованы возможности по повышению пропускной способности за счет свойств псевдослучайных кодов, второй - в том, что при сильном искажении поляризационной структуры полезного сигнала его кроссполяризационная составляющая в инверсном сигнальном канале E⊥ может приводить к ошибкам приема.Analysis of the prototype method shows that it has two drawbacks. The first is that the opportunities to increase the bandwidth due to the properties of pseudo-random codes are not fully used, the second is that with a strong distortion of the polarization structure of the useful signal, its cross-polarization component in the inverse signal channel E ⊥ can lead to reception errors.
Для устранения указанных недостатков в способе радиосвязи с множественным доступом, включающем на передающей стороне генерирование несущего колебания для передачи полезного сигнала, генерирование первой и второй псевдослучайных последовательностей (ПСП) одинаковой длины, но с разным набором элементов, получение двоичных первой и второй информационных последовательностей (ИП), состоящих из биполярных импульсов одинаковой длительности, но с разным набором элементов, перемножение второй ПСП с символами второй ИП, в результате чего получается вторая ПСП, модулированная символами второй ИП, перемножение первой ПСП с символами первой ИП, в результате чего получается первая ПСП, модулированная символами первой ИП для управления поляризационными состояниями элементов информационных символов второй ИП; на приемной стороне генерирование копии несущего колебания, копии первой ПСП и ее инверсии, копии второй ПСП, видеоимпульсов типа меандра с периодом, равным длительности информационных импульсов, согласно изобретению на передающей стороне первая и вторая ПСП являются нелинейными, одновременно с первой и второй ИП получают двоичную третью ИП, состоящую из биполярных импульсов такой же длительности, как у первой и второй ИП, но с другим набором элементов, затем в третьей ИП отрицательные импульсы преобразуют в нулевой уровень, в результате чего получают третью ИП в виде потока однополярных импульсов, генерируют два кода Уолша из одного ансамбля такой же длительности, что и первая, и вторая ПСП, перемножают первый код Уолша с символами третьей ИП, а второй код Уолша с символами инвертированной третьей ИП, далее результаты вышеуказанных перемножений объединяют, в результате чего получают третью ИП, модулированную двумя кодами Уолша, которую далее перемножают с полученным ранее результатом перемножения второй ПСП с символами второй ИП, в результате чего получают производную ПСП с корреляционными свойствами второй (производящей) ПСП, которой модулируют несущее колебание, в результате чего получают полезный сигнал, являющийся широкополосным фазоманипулированным векторным сигналом, несущим канальный символ с восемью возможными состоянииями (информационные символы второй и третьей ИП), элементы которого затем передают в канал связи на ортогональных поляризациях по псевдослучайному закону в соответствии с первой ПСП; на приемной стороне копию первой ПСП и ее инверсию используют для согласования поляризационных состояний элементов векторного опорного сигнала с поляризационными состояниями элементов поступающего векторного полезного сигнала, в то же время копию второй ПСП перемножают с копиями первого и второго кодов Уолша, модулируют результатами перемножения копию несущего колебания, результаты модуляции используют в качестве скалярных опорных сигналов при корреляционной обработке полезного сигнала для выделения информационных единиц и нулей в первой, второй и третьей ИП в четырех сигнальных каналах в соответствии с таблицей восстановления, одновременно видеоимпульсами типа меандра модулируют скалярные опорные сигналы сигнальных каналов, в результате чего получают скалярные опорные сигналы для корреляционной обработки полезного сигнала в четырех опорных каналах, соответствующих четырем сигнальным каналам, при этом в четырех опорных каналах выделяют части сигналоподобных помех, коррелированные с полезным сигналом в соответствующих сигнальных каналах и вычитают их из выходных эффектов этих сигнальных каналов, вычитают попарно величины выходных эффектов первого и третьего, второго и четвертого сигнальных каналов друг из друга, в случае их равенства выходные эффекты обнуляют, что эквивалентно стиранию канальных символов, если они не равны, то меньший из них обнуляют, а больший оставляют без изменения вместе со знаком, далее осуществляют операцию взятия знака выходных эффектов сигнальных каналов и получают канальный символ в виде столбца, перемножают его с единичной матрицей размера 4×4, определяют номер того столбца единичной матрицы, при котором результат перемножения ненулевой, находят в вышеупомянутой таблице восстановления такой же номер столбца, в этом столбце таблицы восстановления находят значение, равное результату перемножения принятого столбца и столбца единичной матрицы, и в соответствии с этим в таблице восстановления находят символы первой, второй и третьей ИП, соответствующие переданным.To eliminate these shortcomings in the method of radio communication with multiple access, including on the transmitting side generating carrier waves for transmitting a useful signal, generating the first and second pseudorandom sequences (PSP) of the same length, but with a different set of elements, obtaining binary first and second information sequences (IP ), consisting of bipolar pulses of the same duration, but with a different set of elements, multiplying the second SRP with the symbols of the second IP, resulting in a semi a second PSP modulated by the symbols of the second IP, multiplication of the first PSP with the symbols of the first IP, resulting in the first PSP, modulated by the symbols of the first IP to control the polarization states of the elements of information symbols of the second IP; on the receiving side, generating a copy of the carrier wave, a copy of the first SRP and its inversion, a copy of the second SRP, video pulses of the meander type with a period equal to the duration of the information pulses, according to the invention, the first and second SRP are nonlinear on the transmitting side, at the same time they receive binary the third PI, consisting of bipolar pulses of the same duration as the first and second PI, but with a different set of elements, then in the third PI negative pulses are converted to the zero level, as a result what do they get the third IP in the form of a stream of unipolar pulses, generate two Walsh codes from one ensemble of the same duration as the first and second PSP, multiply the first Walsh code with the symbols of the third IP, and the second Walsh code with the symbols of the inverted third IP, then the results the above multiplications are combined, resulting in a third PI modulated by two Walsh codes, which is further multiplied with the previously obtained result of multiplying the second PSP with the symbols of the second PI, resulting in a derivative SP with the correlation properties of the second (producing) SRP, which modulates the carrier wave, resulting in a useful signal, which is a broadband phase-manipulated vector signal carrying a channel symbol with eight possible states (information symbols of the second and third PI), the elements of which are then transmitted to the channel communication on orthogonal polarizations according to the pseudo-random law in accordance with the first SRP; on the receiving side, a copy of the first SRP and its inversion are used to coordinate the polarization states of the elements of the vector reference signal with the polarization states of the elements of the incoming vector useful signal, at the same time, a copy of the second SRP is multiplied with copies of the first and second Walsh codes, a copy of the carrier wave is modulated by the multiplication results, modulation results are used as scalar reference signals in the correlation processing of the useful signal to extract information units and zeros in the first, second, and third PIs in four signal channels in accordance with the reconstruction table, simultaneously, meander-type video pulses modulate the scalar reference signals of the signal channels, resulting in scalar reference signals for correlation processing of the useful signal in the four reference channels corresponding to the four signal channels, at the same time, in four reference channels, parts of signal-like interference are distinguished, correlated with the useful signal in the corresponding signal channels, and subtracted from the input effects of these signal channels, subtract the output effects of the first and third, second and fourth signal channels from each other in pairs, if they are equal, the output effects nullify, which is equivalent to erasing the channel symbols, if they are not equal, then the smaller of them nullifies, and the larger one is left unchanged with the sign, then the operation of taking the sign of the output effects of the signal channels is carried out and a channel symbol is obtained in the form of a column, it is multiplied with a 4 × 4 unit matrix, the number is determined nth column of the identity matrix, in which the result of the multiplication is nonzero, find the same column number in the aforementioned recovery table, in this column of the recovery table find a value equal to the result of multiplying the accepted column and the identity matrix column, and in accordance with this, the characters of the first , second and third IP, corresponding to the transmitted.
Предлагаемый способ радиосвязи с множественным доступом заключается в следующем.The proposed method of radio communication with multiple access is as follows.
На передающей сторонеOn the transmitting side
Генерируется несущее колебание, аналогичное (1), для передачи полезного сигнала.A carrier oscillation similar to (1) is generated to transmit a useful signal.
Генерируются нелинейные первая и вторая ПСП [Л.Е. Варакин. «Системы связи с шумоподобными сигналами». - М.: «Радио и связь», 1985 г., стр.73-78].Nonlinear first and second PSP are generated [L.E. Varakin. "Communication systems with noise-like signals." - M.: "Radio and Communications", 1985, pp. 73-78].
Генерируются два кода Уолша из одного ансамбля такой же длительности, как первая и вторая ПСП с элементами w1k=1; -1, w2k=1; -1, где k=1, 2, …, К.Two Walsh codes are generated from one ensemble of the same duration as the first and second PSP with elements w 1k = 1; -1, w 2k = 1; -1, where k = 1, 2, ..., K.
Одновременно подаются двоичные первая, вторая и третья информационные последовательности (ИП) в виде потоков биполярных импульсов одинаковой длительности Т0, но отличающиеся между собой набором этих импульсов с элементами аinu0(t), i=1, 2, 3.At the same time, binary first, second and third information sequences (IP) are supplied in the form of streams of bipolar pulses of the same duration T 0 , but differing in a set of these pulses with elements a in u 0 (t), i = 1, 2, 3.
Причем в третьей ИП отрицательные импульсы преобразуются в нулевой уровень, т.е. значения элементов соответствующих двоичных ИП будут:Moreover, in the third PI, negative pulses are converted to the zero level, i.e. the values of the elements of the corresponding binary IEs will be:
Первая ПСП перемножается с первой ИП, в результате чего получается ПСП, управляющая поляризационными состояниями элементов информационных символов.The first PSP is multiplied with the first PI, resulting in a PSP that controls the polarization states of the elements of information symbols.
Управление поляризационными состояниями элементов информационных символов определяется соответствием, аналогичным (6):The control of the polarization states of information symbol elements is determined by a correspondence similar to (6):
При этом элементам первой ПСП "1" и "-1" соответствуют ортогональные поляризации.Moreover, the elements of the first SRP "1" and "-1" correspond to orthogonal polarizations.
Вторая ПСП перемножается с символами второй ИП:The second PSP is multiplied with the symbols of the second PI:
Одновременно над символами третьей ИП осуществляют логическую операцию отрицания и получают ее инвертированную копию At the same time, the logical negation operation is performed on the symbols of the third IP and get its inverted copy
При этом блоки единиц становятся блоками нулей, а блоки нулей - блоками единиц.In this case, units of units become blocks of zeros, and blocks of zeros become blocks of units.
Далее символы третьей ИП умножают на первый код Уолша, в результате чего получают первый код Уолша, модулированный единицами третьей ИП (далее в формуле (38) c1k), а символы инвертированной копии третьей ИП умножают на второй код Уолша, в результате чего получают второй код Уолша, модулированный нулями третьей ИП (далее в формуле (38) с2k):Next, the symbols of the third IP are multiplied by the first Walsh code, resulting in the first Walsh code modulated by the units of the third IP (hereinafter in formula (38) c 1k ), and the symbols of the inverted copy of the third IP are multiplied by the second Walsh code, resulting in the second Walsh code modulated by the zeros of the third PI (hereinafter in formula (38) with 2k ):
Затем полученные результаты модуляции с1k и с2k объединяют:Then the obtained modulation results with 1k and 2k are combined:
где Where
где «∪» - символ объединения.where "∪" is the symbol of association.
Результат (37) перемножается с результатом (39), что определяет элементы производной ПСП с корреляционными свойствами второй (производящей) ПСП [Варакин Л.Е. «Системы связи с шумоподобными сигналами». - М.: «Радио и связь», 1985 г., стр.110-114]. В результате получают третью ИП, модулированную двумя кодами Уолша:The result (37) is multiplied with the result (39), which determines the elements of the derivative of the SRP with the correlation properties of the second (generating) SRP [Varakin L.E. "Communication systems with noise-like signals." - M .: "Radio and communications", 1985, pp. 110-114]. The result is a third PI modulated by two Walsh codes:
где - элементы i-й производной ПСП длительностью τ0 (i=1, 2; l=1, 2), которой модулируется несущее колебание (1);Where - elements of the ith derivative of the SRP with duration τ 0 (i = 1, 2; l = 1, 2), which modulates the carrier oscillation (1);
wlm - часть элемента i-го кода Уолша также длительностью τ0.w lm - part of the element of the i-th Walsh code also of duration τ 0 .
При этом набор биполярных импульсов i-й производной ПСП отличен от их набора во второй ПСП.The set of bipolar pulses of the ith derivative of the SRP is different from their set in the second SRP.
В результате получают соответствие:The result is a match:
где фаза высокочастотного заполнения элементов сигналаwhere is the phase of the high-frequency filling of the signal elements
Комплексный векторный элемент (канальный символ) информационного символа, передаваемого в канал связи, запишется следующим образом:The complex vector element (channel symbol) of the information symbol transmitted to the communication channel is written as follows:
где Where
В канал связи поступает сигнал:A signal is received in the communication channel:
Таким образом, векторный сигнал характеризуется восьмью состояниями и переносит три информационных символа. Символ первой ИП закодирован набором элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния элементов радиосигнала . Символ второй ИП закодирован своим набором фаз (0, π) радиоимпульсов, которые определяются второй (производящей) ПСП. Символ третьей ИП в зависимости от его значения закодирован одним из двух кодов Уолша (исходных), которые модулируют вторую (производящую) ПСП, изменяя соответствующим образом расстановку начальных фаз 0 и π в радиоимпульсах.Thus, a vector signal is characterized by eight states and carries three information symbols. The symbol of the first IP is encoded by a set of element vectors characterizing the polarization states of the elements of the radio signal . The symbol of the second IP is encoded by its set of phases (0, π) of radio pulses, which are determined by the second (generating) SRP. The symbol of the third IP, depending on its value, is encoded by one of two Walsh codes (initial), which modulate the second (generating) SRP, changing accordingly the arrangement of the initial phases 0 and π in the radio pulses.
На приемной сторонеOn the receiving side
Генерируется копия несущего колебания A copy of the carrier wave is generated.
Генерируется копия управляющей первой ПСП, определяющая набор элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния элементов опорных сигналов, соответствующих переданному символу первой ИП а1n=1:A copy of the control first PSP is generated, which determines the set of element vectors characterizing the polarization states of the elements of the reference signals corresponding to the transmitted symbol of the first IP and 1n = 1:
Генерируется инвертированная копия первой (управляющей) ПСП, определяющая набор элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния элементов опорных сигналов, соответствующих передаче а1n=-1An inverted copy of the first (control) SRP is generated, which defines a set of element vectors characterizing the polarization states of the elements of the reference signals corresponding to the transmission a 1n = -1
Генерируются копия второй ПСП и копии первого и второго кодов Уолша.A copy of the second PSP and copies of the first and second Walsh codes are generated.
Формируются четыре векторных опорных сигнала для четырех сигнальных каналов:Four vector reference signals are formed for four signal channels:
В четырех сигнальных каналах осуществляется стандартная, но с учетом векторной природы полезного сигнала (44) его корреляционная обработка. При этом в сигнальных каналах осуществляются преобразования:In four signal channels, the standard, but taking into account the vector nature of the useful signal (44), its correlation processing is carried out. At the same time, the following transformations are carried out in the signal channels:
и формируются соответствующие выходные эффекты:and the corresponding output effects are formed:
При этом имеют место соотношения:In this case, the following relations hold:
В каждом сигнальном канале на выходе осуществляют операцию:In each signal channel at the output, an operation is performed:
sign(Eh), где sign (E h ), where
Тогда при передаче символов a1n=l, а2n=1 и а3n=1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Eh) получают принятый канальный символ в виде столбца, характеризующего возможные состояния канального символа:Then, when transmitting the symbols a 1n = l, and 2n = 1 and a 3n = 1, at the output of four signal channels, after the operation sign (E h ), the received channel symbol is obtained in the form of a column characterizing the possible states of the channel symbol:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [1 0 0 0]T.sign (E h ): [1 0 0 0] T.
При передаче символов a1n=1, a2n=-1 и а3n=1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Eh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = 1, a 2n = -1 and a 3n = 1 at the output of the four signal channels after the operation sign (E h ) receive the column:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [-1 0 0 0]T.sign (E h ): [-1 0 0 0] T.
При передаче символов a1n=l, a2n=1 и a3n=-1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Еh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = l, a 2n = 1 and a 3n = -1, at the output of four signal channels after the operation sign (Е h ), a column is obtained:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [0 1 0 0]T.sign (E h ): [0 1 0 0] T.
При передаче символов a1n=l, a2n=-1 и а3n=-1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Eh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = l, a 2n = -1 and a 3n = -1, at the output of four signal channels after the operation sign (E h ), a column is obtained:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [0 -1 0 0]T.sign (E h ): [0 -1 0 0] T.
При передаче символов а1n=-1, a2n=1 и a3n=1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Eh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = -1, a 2n = 1 and a 3n = 1 at the output of four signal channels after the operation sign (E h ), a column is obtained:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [0 0 1 0]T.sign (E h ): [0 0 1 0] T.
При передаче символов а1n=-1, а2n=-1 и а3n=1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Еh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = -1, and 2n = -1 and a 3n = 1 at the output of the four signal channels after the operation sign (E h ) receive the column:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [0 0 -1 0]T.sign (E h ): [0 0 -1 0] T.
При передаче символов a1n=-1, а2n=1 и a3n=-1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Eh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = -1, and 2n = 1 and a 3n = -1 at the output of the four signal channels after the operation sign (E h ) receive the column:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [0 0 0 1]T.sign (E h ): [0 0 0 1] T.
При передаче символов а1n=-1, а2n=-1 и а3n=-1 на выходе четырех сигнальных каналов после операции sign(Eh) получают столбец:When transmitting the characters a 1n = -1, and 2n = -1 and a 3n = -1, the output column of the four signal channels after the operation sign (E h ) receive the column:
№ канала h: 1 2 3 4Channel Number h: 1 2 3 4
sign(Eh): [0 0 0 -1]T.sign (E h ): [0 0 0 -1] T.
Таким образом, возможные выходные эффекты сигнальных каналов после операции sign(Eh) описываются матрицей 4×8:Thus, the possible output effects of the signal channels after the operation sign (E h ) are described by a 4 × 8 matrix:
Формируют таблицу восстановления переданных информационных символов а1n, a2n, a3n:Form a recovery table of transmitted information symbols a 1n , a 2n , a 3n :
Здесь индекс t у значений h и qh означает, что это табличные значения.Here, the index t of the values of h and q h means that these are tabular values.
Для восстановления переданных информационных символов а1n, а2n, а3n используют единичную матрицу размером 4×4:To recover the transmitted information symbols a 1n , a 2n , and 3n use a 4 × 4 identity matrix:
При передаче информационных символов а1n, a2n, a3n с выхода четырех сигнальных каналов на приемной стороне принимают вектор-столбец , осуществляют операцию его перемножения с матрицей :When transmitting information symbols a 1n , a 2n , a 3n from the output of four signal channels on the receiving side, a column vector is received carry out the operation of its multiplication with the matrix :
Определяют значение h (номер канала), при котором qh≠0.Determine the value of h (channel number) at which q h ≠ 0.
Далее осуществляют сравнение значения h, при котором qh≠0, и самого значения qh≠0, полученных при приеме полезного сигнала, с такими же табличными значениями, и при их совпадении выбирают из таблицы соответствующие значения переданных информационных символов:Next, a comparison is made of the value of h at which q h ≠ 0, and the value of q h ≠ 0 itself, obtained upon receipt of the useful signal, with the same table values, and if they match, the corresponding values of the transmitted information symbols are selected from the table:
где символ «⇔» означает сравнение значений.where the symbol "⇔" means a comparison of values.
То есть сигнал всегда будет приниматься поочередно одним из четырех сигнальных каналов. Признаком приема информационной единицы первой ИП является факт приема сигнала на первом или втором сигнальных каналах. Признаком приема информационного нуля первой ИП служит факт приема сигнала в третьем или четвертом сигнальных каналах. Признаками приема информационных единиц и нулей второй ИП служат знаки сигналов, принятых в любом из сигнальных каналов. Знак "+" соответствует информационной единице второй ИП, а знак "-" соответствует информационному нулю второй ИП. Признаком приема информационной единицы третьей ИП является факт приема сигнала на первом или третьем сигнальных каналах. Признаком приема информационного нуля третьей ИП является факт приема сигнала на втором или четвертом сигнальных каналах. Таким образом, на любом из сигнальных каналов одновременно могут быть приняты три информационных символа от трех независимых источников информации.That is, the signal will always be received alternately by one of the four signal channels. A sign of receiving an information unit of the first IP is the fact of receiving a signal on the first or second signal channels. A sign of receiving informational zero of the first IP is the fact of signal reception in the third or fourth signal channels. Signs of the reception of information units and zeros of the second SP are signs of signals received in any of the signal channels. The “+” sign corresponds to the information unit of the second SP, and the “-” sign corresponds to the information zero of the second SP. A sign of receiving the information unit of the third IP is the fact of receiving a signal on the first or third signal channels. A sign of receiving informational zero of the third IP is the fact of receiving a signal on the second or fourth signal channels. Thus, on any of the signal channels, three information symbols from three independent sources of information can be simultaneously received.
При этом тот сигнальный канал, в котором осуществляют прием, и парный ему сигнальный канал являются основными сигнальными каналами, а другие два сигнальных канала являются инверсными сигнальными каналами. Например, при приеме a1n=l и любых а2n и а3n основными каналами являются первый и второй сигнальные каналы, а третий и четвертый - инверсными сигнальными каналами. При приеме а1n=-1 и любых а2n и а3n основными каналами являются третий и четвертый сигнальные каналы, а первый и второй - инверсными сигнальными каналами.Moreover, the signal channel in which the reception is carried out and the signal channel paired with it are the main signal channels, and the other two signal channels are inverse signal channels. For example, when receiving a 1n = l and any a 2n and a 3n, the main channels are the first and second signal channels, and the third and fourth are inverse signal channels. When receiving a 1n = -1 and any a 2n and a 3n, the main channels are the third and fourth signal channels, and the first and second are inverse signal channels.
Одновременно импульсы типа меандра с единичной амплитудой:At the same time, pulses of the meander type with a unit amplitude:
умножаются на результат перемножения копии второй ПСП с копиями первого и второго кодов Уолша:multiplied by the result of multiplying copies of the second PSP with copies of the first and second Walsh codes:
Результатом (58) модулируют копию несущего колебания (1) и формируют два скалярных опорных сигнала для четырех опорных каналов, соответствующих четырем сигнальным каналам:The result (58) modulate a copy of the carrier wave (1) and form two scalar reference signals for four reference channels corresponding to four signal channels:
Первый и третий опорные каналы соответствуют первому и третьему сигнальным каналам и определяются перемножением поступающего в первый или третий сигнальные каналы полезного сигнала с опорным сигналом (59) и последующим суммированием получающихся элементов.The first and third reference channels correspond to the first and third signal channels and are determined by multiplying the useful signal supplied to the first or third signal channels with the reference signal (59) and the subsequent summation of the resulting elements.
Второй и четвертый опорные каналы соответствуют второму и четвертому сигнальным каналам и определяются перемножением поступающего во второй или четвертый сигнальные каналы полезного сигнала с опорным сигналом (60) и последующим суммированием получающихся элементов.The second and fourth reference channels correspond to the second and fourth signal channels and are determined by multiplying the useful signal supplied to the second or fourth signal channels with the reference signal (60) and the subsequent summation of the resulting elements.
В момент отсчета в опорных каналах формируются выходные эффекты:At the time of reference, output effects are formed in the reference channels:
Тогда с учетом соотношений (50)-(52), при передаче любой комбинации информационных символов, a1n, a2n и a3n Then, taking into account relations (50) - (52), when transmitting any combination of information symbols, a 1n , a 2n and a 3n
и выходным эффектом любого из сигнальных каналов является значение:and the output effect of any of the signal channels is the value:
При поступлении на приемную сторону вместе с полезным сигналом сигналоподобной помехи, длительность которой равна Т0, а набор элементных векторов, характеризующих поляризационные состояния ее элементов и набор фаз высокочастотного заполнения элементарных импульсов, которыми являются элементы помехи , будут случайными, вследствие этих случайностей часть элементов помехи может попасть в первый и второй сигнальные каналы, а часть - в третий и четвертый сигнальные каналы.Upon receipt of a signal-like interference along with a useful signal, the duration of which is equal to T 0 , and a set of element vectors characterizing the polarization states of its elements and a set of phases of high-frequency filling of elementary pulses, which are interference elements will be random, due to these accidents, some of the interference elements may fall into the first and second signal channels, and some into the third and fourth signal channels.
В этом случае при передаче информационных символов a1n=l, a2n=1, a3n=1 в первом сигнальном канале в момент взятия отсчета сформируется сумма значений корреляционной функции полезного сигнала и помехи (сумма энергий полезного сигнала и части помехи, коррелированной с опорным сигналом данного сигнального канала):In this case, when transmitting information symbols a 1n = l, a 2n = 1, a 3n = 1 in the first signal channel at the time of taking the sample, the sum of the values of the correlation function of the useful signal and the interference (the sum of the energies of the useful signal and the part of the interference correlated with the reference signal of this signal channel):
В остальных сигнальных каналах выделяются энергии тех частей помехи, которые коррелированны с опорными сигналами соответствующих сигнальных каналов:In the remaining signal channels, the energies of those parts of the interference that are correlated with the reference signals of the corresponding signal channels are released:
В опорных каналах также выделятся энергии тех частей помехи, которые коррелированны с опорными сигналами соответствующих опорных каналов:In the reference channels, the energies of those parts of the interference that are correlated with the reference signals of the respective reference channels will also be released:
Тогда выходные эффекты соответствующих сигнальных каналов описываются соотношениями:Then the output effects of the corresponding signal channels are described by the relations:
Анализ соотношений (72) - (75) показывает, что в них входят выражения: The analysis of relations (72) - (75) shows that they include the expressions:
и and
величина которых в силу случайности элементов b2m,п и поляризационных состояний этих элементов будет близка к нулю. При этом полная режекция помехи в сигнальных каналах и, соответственно, одновременные нулевые эффекты на выходах опорных каналов осуществляются, либо в случае ортогональности элементных векторов элементов помехи и элементных векторов элементов опорных сигналов, либо при равенстве указанных выше корреляционных функций, либо при одновременном выполнении этих условий. Модуляция производящих ПСП кодами Уолша увеличивает вероятность режекции помехи по сравнению со способом-прототипом. Элементы информационных символов второй ИП биполярны, а значит, в узкополосных системах передачи информации на любой фиксированной поляризации при корреляционной обработке они будут суммироваться с взаимной компенсацией. То есть предлагаемый способ эффективен и в части электромагнитной совместимости с узкополосными средствами передачи информации.the value of which due to the randomness of the elements b 2m, n and the polarization states of these elements will be close to zero. In this case, a complete rejection of the interference in the signal channels and, accordingly, simultaneous zero effects at the outputs of the reference channels are carried out either in the case of the orthogonality of the element vectors of the interference elements and the element vectors of the elements of the reference signals, or when the above correlation functions are equal, or if these conditions are satisfied . The modulation of the generating SRP by Walsh codes increases the likelihood of rejection of interference in comparison with the prototype method. Elements of information symbols of the second IP are bipolar, which means that in narrow-band information transmission systems at any fixed polarization during correlation processing, they will be summed up with mutual compensation. That is, the proposed method is effective in terms of electromagnetic compatibility with narrow-band information transmission media.
В том случае, когда помех нет, но среда распространения вносит искажения в поляризационную структуру элементов информационных символов, при поступлении на приемную сторону сигнала, несущего символы а1n=1, a2n=1, a3n=1 в первом (основном) сигнальном канале, в момент взятия отсчета формируется эффектIn the case where there is no interference, but the propagation medium introduces distortions into the polarization structure of the elements of information symbols, when a signal carrying the symbols a 1n = 1, a 2n = 1, a 3n = 1 in the first (main) signal channel arrives at the receiving side , at the moment of taking the count, an effect is formed
где N/<N - условное (эквивалентное) значение базы сигнала, соответствующее пониженной энергии принятого информационного символа. В остальных сигнальных каналах формируются выходные эффекты:where N / <N is the conditional (equivalent) value of the signal base corresponding to the reduced energy of the received information symbol. In the remaining signal channels, output effects are formed:
Следовательно, в случае сильных искажений поляризационной структуры полезного сигнала при передаче любой группы информационных символов а1n, a2n, a3n ненулевые значения выходного эффекта возможны в парах взаимно инверсных сигнальных каналов , или , .Therefore, in the case of strong distortions of the polarization structure of the useful signal when transmitting any group of information symbols a 1n , a 2n , a 3n, non-zero values of the output effect are possible in pairs of mutually inverse signal channels , or , .
Одновременно в соответствующих опорных каналах в момент взятия отсчета формируются выходные эффекты со значениями, близкими к нулю:At the same time, in the corresponding reference channels at the time of taking the sample, output effects are formed with values close to zero:
После операции вычитания (72)-(75) в парах взаимно инверсных сигнальных каналов или осуществляют стандартную операцию вычитания величин и : если или , то значение принимается в качестве истинного, а значение заменяется нулем, то есть В противном случае - истинным значением принятого сигнала будет , а значение заменяется нулем. В случае равенства выходных эффектов в этих парах сигнальных каналов их выходные эффекты заменяются нулевыми значениями:After subtraction operation (72) - (75) in pairs of mutually inverse signal channels or perform the standard operation of subtracting values and : if or then the value taken as true, and the value is replaced by zero, i.e. Otherwise, the true value of the received signal will be , and the value replaced by zero. If the output effects are equal in these pairs of signal channels, their output effects are replaced by zero values:
Если при этом искаженный полезный сигнал присутствовал в ситуации, когда либо то произойдет его стирание, что может служить признаком ошибки приема сигнала.If at the same time a distorted useful signal was present in a situation where or then it will be erased, which may be a sign of a signal reception error.
Тогда при тех же значениях поляризационных состояний элементов полезного и опорных сигналов, что и в примере для прототипа при приеме а1n=1 и любых a2n и a3n, в основном сигнальном канале получимThen, with the same values of the polarization states of the elements of the useful and reference signals, as in the example for the prototype, when receiving a 1n = 1 and any a 2n and a 3n , in the main signal channel we get
а в инверсном ему сигнальном канале, соответственно,and in the inverse signal channel, respectively,
Учитывая, что , на выходе третьего (инверсного) сигнального канала будет нулевое значение, то есть .Given that , at the output of the third (inverse) signal channel there will be a zero value, i.e. .
Значит, в первом (основном) сигнальном канале за счет «перекачки» энергии элементов сигнала с основной поляризации на ортогональную поляризацию ее теряется около 27%, но нет дополнительных потерь, связанных с обработкой сигнала на приемной стороне. При этом на выходах четырех сигнальных каналов всегда будет либо единичный столбец, либо нулевой (соответствующий стертому канальному символу). Аналогичные результаты получаются и при приеме любых сочетаний информационных символов первой, второй и третьей ИП.This means that in the first (main) signal channel, due to the "transfer" of the energy of the signal elements from the main polarization to its orthogonal polarization, about 27% is lost, but there are no additional losses associated with signal processing at the receiving side. At the same time, the outputs of the four signal channels will always be either a single column or zero (corresponding to the erased channel symbol). Similar results are obtained when taking any combination of information symbols of the first, second and third PI.
Таким образом, предложенный способ обеспечивает более эффективное использование свойств псевдослучайных кодов, что заключается в увеличении скорости передачи информации и позволяет увеличить количество абонентов в К/2 раз по сравнению со способом-прототипом. Кроме того, при больших поляризационных искажениях реализуется стирание ошибочных канальных символов, что позволяет обнаружить ошибочные символы в ИП.Thus, the proposed method provides a more efficient use of the properties of pseudo-random codes, which consists in increasing the speed of information transfer and allows you to increase the number of subscribers in K / 2 times in comparison with the prototype method. In addition, with large polarization distortions, the erasure of erroneous channel symbols is realized, which makes it possible to detect erroneous symbols in the IP.
Функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа представлена на чертежах: фиг.1 - передающая часть, фиг.2 - приемная часть, где введены следующие обозначения:A functional diagram of a device for implementing the proposed method is presented in the drawings: FIG. 1 — transmitting part, FIG. 2 — receiving part, where the following notation is introduced:
1 и 48 - первый и второй генераторы несущего колебания (ГНК1 и ГНК2);1 and 48 - the first and second generators of the carrier oscillation (GNK1 and GNK2);
5 и 49 - первый и второй генераторы второй ПСП (Г2ПСП1 и Г2ПСП2);5 and 49 - the first and second generators of the second PSP (G2PSP1 and G2PSP2);
2-4, 7, 9, 13, 23, 26, 28, 31, 33, 36, 38, 41, 43-46, 51, 53-55 - первый,…, двадцать второй блоки перемножения (БП1 - БП3, БП4, БП5, БП6, БП7, БП8, БП9, БП10, БП11, БП12, БП13, БП14, БП15-БП18, БП19, БП20-БП22);2-4, 7, 9, 13, 23, 26, 28, 31, 33, 36, 38, 41, 43-46, 51, 53-55 - the first, ..., twenty-second multiplication blocks (BP1 - BP3, BP4 , BP5, BP6, BP7, BP8, BP9, BP10, BP11, BP12, BP13, BP14, BP15-BP18, BP19, BP20-BP22);
6 - блок объединения (БО);6 - block Association (BO);
10 и 47 - первый и второй генераторы первого кода Уолша (Г1КУ1 и Г1КУ2);10 and 47 - the first and second generators of the first Walsh code (G1KU1 and G1KU2);
11 и 52 - первый и второй генераторы второго кода Уолша (Г2КУ1 и Г2КУ2);11 and 52 - the first and second generators of the second Walsh code (G2KU1 and G2KU2);
8 - блок операции логического отрицания (НЕ);8 - logical negation operation block (NOT);
12 - переключатель антенн с ортогональными поляризациями передающей стороны (ПАПер);12 - antenna switch with orthogonal polarizations of the transmitting side (PAPer);
15 и 16 - первая и вторая передающие антенны с ортогональными поляризациями (АПер1 и АПер2);15 and 16 - the first and second transmitting antennas with orthogonal polarizations (APer1 and APer2);
19 и 22 - первый и второй переключатели антенн с ортогональными поляризациями приемной стороны (ПАПр1 и ПАПр2);19 and 22 - the first and second antenna switches with orthogonal polarizations of the receiving side (PAPr1 and PAPr2);
17 и 18 - первая и вторая приемные антенны с ортогональными поляризациями (АПр1 и АПр2);17 and 18 - the first and second receiving antennas with orthogonal polarizations (APr1 and APr2);
14 и 20 - первый и второй генераторы первой ПСП (Г1ПСП1 и Г1ПСП2);14 and 20 - the first and second generators of the first PSP (G1PSP1 and G1PSP2);
21 - инвертор;21 - inverter;
24, 27, 29, 32, 34, 37, 39, 42 - первый,..., восьмой блоки суммирования (корреляторы) (БС1, БС2, БС3, БС4, БС5, БС6, БС7, БС8);24, 27, 29, 32, 34, 37, 39, 42 - the first, ..., eighth summation blocks (correlators) (BS1, BS2, BS3, BS4, BS5, BS6, BS7, BS8);
25, 30, 35, 40 - первый,..., четвертый блоки вычитания (БВ1, БВ2, БВ3, БВ4);25, 30, 35, 40 - the first, ..., fourth blocks of subtraction (BV1, BV2, BV3, BV4);
50 - генератор импульсов меандра (ГИМ);50 - meander pulse generator (GIM);
56 - вычислитель;56 - calculator;
57 - преобразователь импульсов отрицательной полярности в нулевой уровень (ПР);57 - converter of pulses of negative polarity to the zero level (PR);
58 - мультиплексор;58 - multiplexer;
59 - демультиплексор.59 - demultiplexer.
Устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, представляет собой линию радиосвязи, которая содержит:The device with which the proposed method is implemented is a radio communication line, which contains:
На передающей стороне - последовательно соединенные ГНК1 1, БП1 2 и ПАПер 12; последовательно соединенные Г2ПСП1 5, БП3 4 и БП2 3, выход которого соединен со вторым входом БП2 1; последовательно соединенные Г1ПСП1 14 и БП6 13, выход которого соединен со вторым, управляющим входом ПАПер 12, первый и второй выходы которого соединены со входами соответствующих антенн АПер1 и АПер2; последовательно соединенные Г1КУ1 10 и БП4 7, выход которого соединен с первым входом БО 6; последовательно соединенные Г2КУ1 11 и БП5 9, выход которого соединен со вторым входом БО 6, выход которого соединен со вторым входом БП2 3; выход ПР 57 соединен с первым входом БП5 9, а через блок НЕ 8 - с первым входом БП4 7. Для реализации способа по пп.1, 2 первые входы БП6 13, БПЗ 4 и вход ПР 57 являются, соответственно, входами для символов первой, второй и третьей ИП от трех разных источников. Для реализации способа по пп.1, 3 входами для символов первой, второй и третьей ИП являются соответственно первый, второй и третий выходы мультиплексора 58, вход которого является входом для символов исходной ИП от одного источника.On the transmitting side - sequentially
На приемной стороне - последовательно соединенные Г1ПСП2 20 и инвертор 21, выход которого соединен с третьим управляющим входом ПАПр2 22; последовательно соединенные БП7 23, БС1 24 и БВ1 25, выход которого соединен со вторым входом вычислителя 56; последовательно соединенные БП8 26 и БС2 27, выход которого соединен со вторым входом БВ1 25; последовательно соединенные БП9 28, БС3 29 и БВ2 30, выход которого соединен с первым входом вычислителя 56; последовательно соединенные БП10 31 и БС4 32, выход которого соединен со вторым входом БВ2 30; последовательно соединенные БП11 33, БС5 34 и БВ3 35, выход которого соединен с четвертым входом вычислителя 56; последовательно соединенные БП12 36 и БС6 37, выход которого соединен со вторым входом БВ3 35; последовательно соединенные БП13 38, БС7 39 и БВ4 40, выход которого соединен с третьим входом вычислителя; последовательно соединенные БП14 41 и БС8 42, выход которого соединен со вторым входом БВ4 40; первый выход Г1ПСП2 20 соединен с третьим, управляющим входом ПАПр1 19, выход которого соединен с первыми входами БП7 23, БП8 26, БП9 28 и БП10 31, первый сигнальный вход ПАПр1 19 соединен с выходом антенны АПр1 17 и с первым сигнальным входом ПАПр2 22, второй сигнальный вход ПАПр1 19 соединен с выходом антенны АПр2 18 и вторым сигнальным входом ПАПр2 22, выход которого соединен с первыми входами БП11 33, БП12 36, БП13 38 и БП14 41, второй вход которого соединен со вторым выходом БП21 54, первый выход которого соединен со вторым входом БП10 31, второй вход - со вторым выходом ГИМ 50, а первый вход - со вторым входом БП13 38 и выходом БП20 53, первый выход ГИМ 50 соединен со вторым входом БП15 43, первый выход которого соединен со вторым входом БП8 26, второй выход - со вторым входом БП12 36, а первый вход - со вторым входом БП7 23 и выходом БП16 44; первый выход ГНК2 48 соединен с первыми входами БП16 44 и БП17 45, первый выход которого соединен со вторым входом БП9 28, а второй вход - с первым выходом БП19 51, второй выход которого соединен со вторым входом БП20 53, второй вход - с выходом Г2КУ2 52, а первый вход - со вторым выходом Г2ПСП2 49, первый выход которого соединен с первым входом БП18 46, второй вход которого соединен с выходом Г1КУ2 47, первый выход - со вторым входом БП16 44, а второй выход - со вторым входом БП22 55, выход которого соединен со вторым входом БП11 33, а первый вход - со вторым выходом ГНК2 48 и первым входом БП20 53.On the receiving side, there are serially connected G1PSP2 20 and an inverter 21, the output of which is connected to the third control input PAPr2 22; connected in series BP7 23, BS1 24 and BV1 25, the output of which is connected to the second input of the calculator 56; connected in series BP8 26 and BS2 27, the output of which is connected to the second input BV1 25; connected in series BP9 28, BS3 29 and BV2 30, the output of which is connected to the first input of the calculator 56; connected in series BP10 31 and BS4 32, the output of which is connected to the second input BV2 30; serially connected BP11 33, BS5 34 and BV3 35, the output of which is connected to the fourth input of the calculator 56; connected in series BP12 36 and BS6 37, the output of which is connected to the second input BV3 35; series-connected BP13 38, BS7 39 and BV4 40, the output of which is connected to the third input of the calculator; connected in series BP14 41 and BS8 42, the output of which is connected to the second input BV4 40; the first output G1PS2 20 is connected to the third control input PAPr1 19, the output of which is connected to the first inputs BP7 23, BP8 26, BP9 28 and BP10 31, the first signal input PAPr1 19 is connected to the output of the antenna APr1 17 and to the first signal input PAPr2 22, the second signal input PAPr1 19 is connected to the output of the antenna APr2 18 and the second signal input PAPr2 22, the output of which is connected to the first inputs BP11 33, BP12 36, BP13 38 and BP14 41, the second input of which is connected to the second output BP21 54, the first output of which is connected with the second input BP10 31, the second input with the second output of the GIM 50 and the first input with the second input of BP13 38 and the output of BP20 53, the first output of the GIM 50 is connected to the second input of BP15 43, the first output of which is connected to the second input of BP8 26, the second output with the second input of BP12 36, and the first input with the second input of BP7 23 and the output of BP16 44; the first output of GNK2 48 is connected to the first inputs of BP16 44 and BP17 45, the first output of which is connected to the second input of BP9 28, and the second input is connected to the first output of BP19 51, the second output of which is connected to the second input of BP20 53, the second input is connected to the output of G2KU2 52, and the first input - with the second output Г2ПСП2 49, the first output of which is connected to the first input БП18 46, the second input of which is connected to the output Г1КУ2 47, the first output - with the second input БП16 44, and the second output - with the second input БП22 55, the output of which is connected to the second input of BP11 33, and the first input to the second output of GNK2 48 and the first output BP20 53.
Для реализации способа по пп.1, 2 первый, второй и третий выходы вычислителя 56 являются соответствующими выходами приемной части устройства.To implement the method according to
Для реализации способа по пп.1, 3 первый, второй и третий выходы вычислителя 56 соединены с соответствующими входами демультиплексора 59, выход которого является выходом приемной части устройства.To implement the method according to
В качестве примера опишем работу линии радиосвязи, с помощью которой реализуется предлагаемый способ, для случая передачи сигнала без помех и поляризационных искажений.As an example, we describe the operation of the radio link with which the proposed method is implemented for the case of signal transmission without interference and polarization distortion.
На передающей стороне - с выхода Г2ПСП1 5 на второй вход БП3 4 подается вторая ПСП с длительностью элемента τ0=T0/N. Одновременно на первый вход БП3 4 поступают биполярные импульсы двоичной второй ИП длительностью Т0. В то же время, биполярные импульсы двоичной третьей ИП длительностью Т0 поступают на вход блока ПР 57, где происходит преобразование импульсов отрицательной полярности в нулевой уровень, в результате чего с выхода ПР 57 на вход блока НЕ 8 и первый вход БП5 9 поступают однополярные импульсы третьей ИП. При этом на второй вход БП5 9 с выхода Г2КУ1 11 поступают элементы второго кода Уолша, длительность которого также равна Т0. На первый вход БП4 7 с выхода блока НЕ 8 поступают импульсы третьей ИП, в которой блоки единиц стали блоками нулей, а блоки нулей - блоками единиц, на второй вход БП4 7 с выхода Г1КУ1 10 поступают элементы первого кода Уолша. С выходов БП4 7 и БП5 9 на соответствующие первый и второй входы БО 6 поступают результаты перемножения единиц третьей ИП с первым кодом Уолша и результаты перемножения нулей третьей ИП со вторым кодом Уолша; результат объединения с выхода БО 6 поступает на второй вход БП2 3, на первый вход которого с выхода БП3 4 поступает результат перемножения импульса второй ИП с элементами второй ПСП. С выхода БП2 3 на второй вход блока БП1 2 поступает производная ПСП, на его первый вход с выхода ГНК 1 поступает несущее колебание, тогда с выхода БП1 2 на первый, сигнальный вход ПАПер 12 поступает широкополосный фазоманипулированный сигнал. Одновременно на первый вход БП6 13 поступают биполярные импульсы двоичной первой ИП длительностью Т0, на второй вход БП6 13 с выхода Г1ПСП1 14 поступают элементы первой ПСП; в результате их перемножения с выхода БП6 13 на второй, управляющий вход ПАПер 12 поступает ПСП, управляющая переключением входов ортогонально поляризованных передающих антенн АПер1 15 и АПер2 16 в зависимости от знака элемента первой ПСП. В результате в канал связи излучается векторный широкополосный фазоманипулированный сигнал, несущий канальный символ с восемью возможными состояниями (три информационных символа трех ИП), элементы которого передаются на ортогональных поляризациях.On the transmitting side, from the
На приемной стороне - элементы радиосигнала, переданные на основной поляризации с выхода антенны АПр1 17(основной поляризации), поступают на первые, сигнальные входы блоков ПАПр1 19 и ПАПр2 22, а элементы радиосигнала, переданные на ортогональных поляризациях, с выхода антенны АПр2 18 (ортогональной поляризации) поступают на вторые сигнальные входы ПАПр1 19 и ПАПр2 22. Одновременно с первого выхода Г1ПСП2 20 на третий, управляющий вход ПАПр1 19 поступают элементы первой ПСП, управляющей переключением выходов ортогонально поляризованных антенн АПр1 17 и АПр2 18 в блоке ПАПр1 19. Со второго выхода Г1ПСП2 20 через инвертор 21 на третий, управляющий вход ПАПр2 22 поступают элементы инвертированой первой ПСП, управляющей переключением выходов ортогонально поляризованных приемных антенн АПр1 17 и АПр2 18 в блоке ПАПр2 22. Сигнал на выходе ПАПр1 19 будет только тогда, когда будет передана единица из первой ИП, при этом выход ПАПр2 22 будет заперт. При передаче нуля первой ИП сигнал появится на выходе ПАПр2 22, а выход блока ПАПр1 19 будет заперт. Одновременно с первого и второго выходов Г2ПСП2 49 на первые входы БП18 46 и БП19 51 соответственно поступают элементы второй ПСП, на второй вход БП18 46 с выхода Г1КУ2 47 поступают элементы первого кода Уолша, на второй вход БП19 51 с выхода Г2КУ2 52 поступают элементы второго кода Уолша; с первых выходов БП18 46 и БП19 51 результаты перемножения поступают соответственно на вторые входы БП16 44 и БП17 45, а со вторых выходов БП18 46 и БП19 51 эти же результаты поступают соответственно на вторые входы БП22 55 и БП20 53. С первого и второго выходов ГНК2 48 несущее колебание поступает соответственно на первые входы БП16 44, БП17 45 и БП20 53, БП22 55. С выходов блоков БП16 44, БП17 45 и БП22 55, БП20 53 на вторые входы соответственно блоков БП7 23, БП9 28 и БП11 33, БП13 38 поступают скалярные опорные сигналы соответственно первого, второго и третьего, четвертого сигнальных каналов, которые в совокупности с результатами управления первой ПСП и ее инверсии переключением выходов антенн АПр1 17 и АПр2 18 в ПАПр1 19, ПАПр2 22 образуют векторный опорный сигнал приемной антенной системы. В то же время с первого и второго выходов ГИМ 50 на вторые входы блоков БП15 43 и БП21 54 соответственно поступит импульс типа меандра с периодом Т0, на первые входы БП15 43 и БП21 54 с выходов БП16 44 и БП20 53 соответственно поступят скалярные опорные сигналы первого и четвертого сигнальных каналов. Тогда с первого и второго выходов БП15 43 на вторые входы БП8 26 и БП12 36 соответственно поступит скалярный опорный сигнал для первого и третьего опорных каналов, соответствующих первому и третьему сигнальным каналам. С первого и второго выходов БП21 54 на вторые входы БП10 31 и БП14 41 соответственно поступит скалярный опорный сигнал для второго и четвертого опорных каналов, соответствующих второму и четвертому сигнальным каналам. С выходов БС1 24 и БС2 27 соответственно на первый и второй входы БВ1 25 поступят результаты корреляционной обработки полезного сигнала в первом сигнальном и первом опорном каналах, результат вычитания с выхода БВ1 25 поступает на второй вход вычислителя 56. Аналогично результаты вычитания выходных эффектов сигнальных и соответствующих им опорных каналов с выходов блоков БВ2 30, БВ3 35 и БВ4 40 поступают соответственно на первый, четвертый и третий входы вычислителя 56, в котором осуществляются операции (82), операции взятия знака для выходного эффекта каждого сигнального канала и операции (55), (56). В результате на первом, втором и третьем выходах вычислителя 56 получаются переданные символы соответствующих первой, второй и третьей ИП, и в случае реализации способа по пп.1, 2 подаются получателю информации. В случае реализации способа по пп.1, 3 сигналы с выходов вычислителя 56 подаются на соответствующие входы демультиплексора 59, на выходе которого получается переданная исходная ИП, которая подается получателю информации.On the receiving side, the radio signal elements transmitted to the main polarization from the output of the
Работа устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, в случае воздействия сигналоподобных помех или в случае искажения поляризационной структуры элементов широкополосного сигнала описывается аналогично.The operation of the device with which the proposed method is implemented, in the case of signal-like interference or in case of distortion of the polarization structure of the elements of the broadband signal, is described similarly.
Вычислитель 56 может быть реализован на специализированном микроконтроллере, реализация остальных блоков не вызывает затруднений, т.к. они широко описаны в технической литературе.The
Таким образом, устройство для реализации предлагаемого способа позволяет выполнять все требования предлагаемого способа и обеспечивает по сравнению со способом-прототипом увеличение количества абонентов в К/2 раз, передачу одним векторным сигналом трех информационных символов из трех различных информационных последовательностей и стирание ошибочных канальных символов при больших поляризационных искажениях сигналов.Thus, the device for implementing the proposed method allows to fulfill all the requirements of the proposed method and provides, in comparison with the prototype method, an increase in the number of subscribers by K / 2 times, the transmission of three information symbols from three different information sequences with one vector signal, and erasing erroneous channel symbols at large polarization distortion signals.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008135071/09A RU2386212C1 (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Method for radio communication with multiple access |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008135071/09A RU2386212C1 (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Method for radio communication with multiple access |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2386212C1 true RU2386212C1 (en) | 2010-04-10 |
Family
ID=42671294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008135071/09A RU2386212C1 (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Method for radio communication with multiple access |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386212C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2519000A (en) * | 2012-05-22 | 2015-04-08 | Nigel Lain Stuart Macrae | The system and the methods for transmitting electromagnetic signals |
-
2008
- 2008-08-27 RU RU2008135071/09A patent/RU2386212C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2519000A (en) * | 2012-05-22 | 2015-04-08 | Nigel Lain Stuart Macrae | The system and the methods for transmitting electromagnetic signals |
RU2651805C2 (en) * | 2012-05-22 | 2018-04-24 | Йен Стюарт Макрае Нигель | Method and system for transmitting specific data at one frequency with the use of several linear polarized signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10574448B2 (en) | Multidimensional coded modulation for wireless communications with physical layer security | |
US10333618B2 (en) | OAM based physical layer security using hybrid free-space optical-terahertz technology | |
Hirano et al. | Implementation of continuous-variable quantum key distribution with discrete modulation | |
Wang et al. | Enhancing the security of free-space optical communications with secret sharing and key agreement | |
Djordjevic et al. | Design of DPSS based fiber bragg gratings and their application in all-optical encryption, OCDMA, optical steganography, and orthogonal-division multiplexing | |
CN103346989A (en) | Multi-path frequency hopping-based single-channel blind source separation anti-interference communication system and method thereof | |
CN111698183A (en) | Multi-mode vortex wave orthogonalization self-adaptive transmission method and device | |
Shao et al. | An image encryption scheme based on hybrid electro-optic chaotic sources and compressive sensing | |
Rezai et al. | Quantum CDMA communication systems | |
CN110824436A (en) | Space-time complementary coding radar communication integrated system signal generation and processing method | |
Wu et al. | Joint security enhancement and PAPR mitigation for OFDM-NOMA VLC systems | |
US9485029B2 (en) | Multinary signaling based coded modulation for ultra-high-speed optical transport | |
Klimentyev et al. | A low-complexity SCMA detector for AWGN channel based on solving overdetermined systems of linear equations | |
Saadi et al. | Design and implementation of secure and reliable communication using optical wireless communication | |
Cai et al. | Non-coherent chaotic communications aided by RIS: A performance-enhanced approach | |
Mastriani | Quantum key secure communication protocol via enhanced superdense coding | |
RU2386212C1 (en) | Method for radio communication with multiple access | |
Bhanja et al. | Novel encryption technique for security enhancement in optical code division multiple access | |
CN103856282A (en) | Multiplexer and demultiplexer, transmitter and receiver, optical fiber communication system and methods | |
Mahmud et al. | Combining quantum key distribution with chaotic systems for free-space optical communications | |
Zhang et al. | CP-based MIMO OFDM radar IRCI free range reconstruction using real orthogonal designs | |
Qi et al. | Free-space reconfigurable quantum key distribution network | |
Djordjevic et al. | OAM-based physical-layer security enabled by hybrid free-space optical-terahertz technology | |
Kumar et al. | Performance analysis of spatially modulated differential chaos shift keying modulation | |
Timofeev et al. | Usage of holography for parallel transmission of information |