RU2405253C1 - Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency - Google Patents

Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency Download PDF

Info

Publication number
RU2405253C1
RU2405253C1 RU2009120828/09A RU2009120828A RU2405253C1 RU 2405253 C1 RU2405253 C1 RU 2405253C1 RU 2009120828/09 A RU2009120828/09 A RU 2009120828/09A RU 2009120828 A RU2009120828 A RU 2009120828A RU 2405253 C1 RU2405253 C1 RU 2405253C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bit
frequency
error
probability
received
Prior art date
Application number
RU2009120828/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Олегович Бурлаков (RU)
Сергей Олегович Бурлаков
Дмитрий Анатольевич Журавлёв (RU)
Дмитрий Анатольевич Журавлёв
Павел Геннадьевич Калмыков (RU)
Павел Геннадьевич Калмыков
Владимир Феликсович Комарович (RU)
Владимир Феликсович Комарович
Original Assignee
Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного filed Critical Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного
Priority to RU2009120828/09A priority Critical patent/RU2405253C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405253C1 publication Critical patent/RU2405253C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: N-fold repetition of each information bit occurs on transmitting end of radio line, where N≥3, in K frequency positions, and transmitted radio signal is received on receiving end of radio line, probability of error of signal reception of per1 bit is calculated, values of single received bits are ranged in compliance with their error probabilities, then all ranged M-sequences of single received bits, where M=N, M=N-2,…, M=3, are decoded at one and the same time as per majority circuit and error probability of per(M) is calculated for each M value, obtained per(M) values are compared to each other and final decision is taken on the value of transmitted bit, which corresponds to minimum per(M) value.
EFFECT: increasing interference immunity of received discrete information.
4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к радиосвязи, а именно к передаче дискретной информации сигналами с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).The invention relates to radio communications, and in particular to the transmission of discrete information by signals with pseudo-random tuning of the operating frequency (MFC).

Предлагаемый способ может быть использован к радиолиниях с ППРЧ большой протяженности, например на линиях спутниковой связи.The proposed method can be used for radio links with frequency hopping for long distances, for example on satellite links.

Известен способ передачи дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей часты (см. Горшков В.В., Куксин О.В., Рубцов С.Л., Сухов Л.В. Военные системы связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Зарубежная радиоэлектроника, 3, 1986, с.3-13), заключающий и том, что на передающем конце из информационного сигнала формируются пакеты, которыми модулируют соответствующие несущие частоты и излучает в пространство, на приемном конце радиолинии, сигнал принимают, преобразуют на промежуточную частоту, демодулируют и передают на оконечную аппаратуру.There is a method of transmitting discrete information in a radio line with pseudo-random tuning of the working part (see Gorshkov V.V., Kuksin O.V., Rubtsov S.L., Sukhov L.V. Military communication systems with pseudo-random tuning of the working frequency. Foreign electronics, 3, 1986, pp. 3-13), which also concludes that packets are formed from the information signal at the transmitting end, which modulate the respective carrier frequencies and radiates into space, at the receiving end of the radio link, the signal is received, converted to an intermediate frequency, demodulated, and per go to the terminal equipment.

Недостатком данного способа является относительно низкая помехоустойчивость, обусловленная тем, что при совпадении частот приема абонента сети с частотами мешающих станций вероятность ошибочного приема сигнала на этой частоте резко увеличивается, что приведет к ухудшению качества связи ниже допустимого.The disadvantage of this method is the relatively low noise immunity due to the fact that when the frequencies of the subscriber’s reception coincide with the frequencies of the interfering stations, the probability of erroneous signal reception at this frequency increases sharply, which will lead to a deterioration in the quality of communication below the permissible level.

Известен также способ передачи информации к радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей часты (см. патент РФ №2099886, кл. H04L 5/02, опубл. в 1997 г.), заключающийся в том, что на передающем конце из информационного сигнала формируют пакеты, которыми модулируют соответствующие несущие частоты и излучают в пространство. Несущую частоту выбирают с учетом помеховой обстановки на частотах, задаваемых К генераторами псевдослучайной последовательности. Прием сигнала, его преобразование на промежуточную частоту, демодуляцию производят на всех К каналах. Вывод о том, по какому из каналов проводилась передача информации, делают на основании анализа адреса принятого пакета.There is also a method of transmitting information to a radio line with a pseudorandom restructuring of the working part (see RF patent No. 2099886, class H04L 5/02, published in 1997), which consists in the fact that packets are formed from the information signal by means of which modulate the respective carrier frequencies and radiate into space. The carrier frequency is selected taking into account the interference situation at the frequencies specified by the pseudo-random sequence generators. Signal reception, its conversion to an intermediate frequency, demodulation is performed on all K channels. The conclusion on which of the channels the information was transmitted is made based on the analysis of the address of the received packet.

Недостатком указанного способа является также относительно низкая помехоустойчивость. Это объясняется отличием помеховой обстановки на передающем и приемном концах радиолинии, что характерно для радиолиний большой протяженности, что может привести к выбору рабочей частоты передачи, пораженной помехой на приемном конце, и, следовательно, к ухудшению качества связи ниже допустимого.The disadvantage of this method is also the relatively low noise immunity. This is explained by the difference in the interference environment at the transmitting and receiving ends of the radio line, which is characteristic of long-distance radio lines, which can lead to the choice of the operating transmission frequency affected by interference at the receiving end, and, consequently, to a deterioration in communication quality below the permissible level.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является способ передачи дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и устройство, его реализующее (см. патент РФ №2178237, кл. Н04В 1/713, опубл. в 2001 г., БИ №10). Известный способ заключается в том, что на передающем конце входной сигнал делят на блоки заданной длины, перестраивают несущую частоту передатчика в соответствии с кодом одной из двух или более псевдослучайных последовательностей, модулируют ее соответствующим пакетом и излучают его в пространство, принимают радиосигнал одновременно на всех частотах согласно кодам псевдослучайных последовательностей, выбирают тот частотный канал, по которому проводилась передача, преобразуют сигнал на промежуточную частоту, усиливают, демодулируют, декодируют пакет и подают информационный сигнал на оконечное устройство. На приемном конце радиолинии одновременно с приемом информационного сигнала осуществляют прием на всех частотах, соответствующих последующим тактам кодов псевдослучайных последовательностей, проводят контроль уровня помех на этих частотах и, при наличии помехи на контролируемой частоте рабочей программы, формируют управляющую информацию на перестройку передатчика корреспондента на частоту с наименьшим уровнем помех. Формируют пакеты информации путем присоединения к блокам информационного сигнала управляющей информации, модулируют несущую своего передатчика соответствующим пакетом информации, излучают промодулированную несущую в пространство. На передающем конце одновременно с излучением модулированной несущей в пространство, осуществляют прием информационного сигнала одновременно на всех частотах согласно кодам псевдослучайных последовательностей. Выбирают тот частотный канал, по которому проводилась передача, преобразуют сигнал на промежуточную частоту, усиливают и демодулируют, декодируют пакет с выделением блока информационного сигнала, поступающего на оконечное устройство, и блока, содержащего информацию по управлению своим передатчиком для его последующей перестройки на частоту с наименьшим уровнем помех, оптимальную для приемного конца.The closest in technical essence to the claimed invention (prototype) is a method for transmitting discrete information in a radio line with a pseudo-random tuning of the operating frequency and a device that implements it (see RF patent No. 2178237, CL HB04 1/713, published in 2001, BI No. 10). The known method is that at the transmitting end the input signal is divided into blocks of a given length, the carrier frequency of the transmitter is tuned in accordance with the code of one of two or more pseudorandom sequences, modulated by the corresponding packet and emitted into space, receive the radio signal simultaneously at all frequencies according to the codes of pseudorandom sequences, select the frequency channel over which the transmission was carried out, convert the signal to an intermediate frequency, amplify, demodulate Decoded packet and the information signal supplied to the terminal device. At the receiving end of the radio line, simultaneously with the reception of the information signal, they receive at all frequencies corresponding to subsequent clock cycles of pseudorandom sequence codes, monitor the level of interference at these frequencies and, if there is interference at the controlled frequency of the work program, generate control information for tuning the correspondent transmitter to a frequency of least interference. Form information packets by attaching control information to the information signal blocks, modulate the carrier of their transmitter with a corresponding information packet, and emulate the modulated carrier into space. At the transmitting end, simultaneously with the radiation of the modulated carrier into space, an information signal is simultaneously received at all frequencies according to pseudo-random sequence codes. Select the frequency channel through which the transmission was carried out, convert the signal to an intermediate frequency, amplify and demodulate, decode the packet with the allocation of a block of the information signal received at the terminal device, and a block containing information on controlling its transmitter for its subsequent tuning to the frequency with the lowest optimal interference level for the receiving end.

Недостатком ближайшего аналога является относительно низкая помехоустойчивость, так как управление законом перестройки частоты передатчика в радиолиниях с большой дальностью связи неэффективно из-за существенного превышения времени распространения сигнала по каналу обратной связи длительности нахождения сигнала на данной частотной позиции. Кроме того, управление законом перестройки частоты передатчика неэффективно в условиях преднамеренных помех, когда период перестройки по частоте помехи совпадает с периодом псевдослучайной перестройки рабочей частоты радиолинии.The disadvantage of the closest analogue is the relatively low noise immunity, since the control of the law of tuning the frequency of the transmitter in radio lines with a long communication range is inefficient due to the significant excess of the propagation time of the signal through the feedback channel for the duration of the signal at this frequency position. In addition, the control of the law of tuning the frequency of the transmitter is ineffective in conditions of deliberate interference, when the period of tuning in the frequency of the interference coincides with the period of pseudo-random tuning of the operating frequency of the radio line.

Целью настоящего изобретения является разработка способа передачи и приема дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, обеспечивающего повышение помехоустойчивости приема дискретной информации за счет мажоритарного декодирования и использования значений вероятности ошибки однократного приема бита.The aim of the present invention is to develop a method for transmitting and receiving discrete information in a radio line with a pseudo-random tuning of the operating frequency, which improves the noise immunity of receiving discrete information due to majority decoding and the use of error probability values for a single bit reception.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе передачи и приема дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочих частот, на передающем конце радиолинии формируют пакеты информации путем деления информационного сигнала на блоки заданной длины, перестраивают несущую частоту передатчика на частоту, соответствующую коду псевдослучайной последовательности, модулируют несущую частоту передатчика и излучают радиосигнал, а на приемном конце радиолинии принимают переданный радиосигнал, преобразуют его на промежуточную частоту, усиливают и демодулируют. На передающем конце радиолинии, пакеты информации формируют в виде блоков заданной длины с N-кратным повторением каждого информационного бита, где N≥3. На приемном конце каждый бит информационного сигнала принимают N раз на К частотных позициях, соответствующих коду псевдослучайной последовательности. На каждой частотной позиции вычисляют вероятность ошибки однократного приема бита, для чего измеряют и запоминают мощность смеси принимаемого сигнала и помехи Рс+п на частоте n-го такта псевдослучайной перестройки рабочей частоты. На временном интервале (n-1)-го такта на частоте n-го такта псевдослучайной перестройки рабочей частоты измеряют и запоминают мощность помехи Рп. После чего по полученным данным вычисляют мощность сигнала Рс как разность мощности смеси сигнала и помехи Рс+п и мощности помехи Рп. Далее вычисляют h2 как отношение мощности сигнала Рс к мощности помехи Рп и, зная вид модуляции сигнала, находят вероятность ошибки однекратно принятого бита рош1=f(h2) на n-м такте псевдослучайной перестройки рабочей частоты. Запоминают значения однократно принятого бита и соответствующее ему значение вероятности ошибки рош1. Ранжируют значения однократно принятых битов в соответствии с величинами вероятностей ошибок рош1. Затем одновременно для ранжированных М-последовательностей однократно принятых битов, где М=N, М=N-2, М=N-4, …, М=3, применяют мажоритарное декодирование, при котором принимают то значение переданного бита, которое большее число раз содержится в последовательности из М однократно принятых битов. Одновременно для каждого значения М вычисляют вероятность ошибки рош(М) по формулеThis goal is achieved by the fact that in the known method of transmitting and receiving discrete information in a radio line with pseudo-random tuning of the operating frequencies, information packets are formed at the transmitting end of the radio line by dividing the information signal into blocks of a given length, the carrier frequency of the transmitter is tuned to the frequency corresponding to the pseudo-random sequence code, modulate the carrier frequency of the transmitter and emit a radio signal, and at the receiving end of the radio line receive the transmitted radio signal, convert it o at an intermediate frequency, amplify and demodulate. At the transmitting end of the radio link, information packets are formed in the form of blocks of a given length with N-fold repetition of each information bit, where N≥3. At the receiving end, each bit of the information signal is received N times at K frequency positions corresponding to the pseudo-random sequence code. At each frequency position, the error probability of a single bit reception is calculated, for which the power of the mixture of the received signal and the interference P c + n are measured and stored at the frequency of the nth step of the pseudo-random tuning of the operating frequency. In the time interval of the (n-1) -th cycle at the frequency of the n -th cycle of the pseudo-random tuning of the operating frequency, the interference power R p is measured and stored. Then, according to the obtained data, the signal power P c is calculated as the difference between the power of the signal mixture and the interference P s + p and the interference power P p . Next, h 2 is calculated as the ratio of the signal power P c to the interference power R p and, knowing the type of signal modulation, the error probability of the one-time received bit p osh1 = f (h 2 ) at the nth step of the pseudo-random tuning of the operating frequency is found. The values of the one-time received bit and the corresponding error probability value psh1 are stored . The values of the once received bits are ranked in accordance with the error probabilities p osh1 . Then, simultaneously, for ranked M-sequences of once-received bits, where M = N, M = N-2, M = N-4, ..., M = 3, majority decoding is applied, in which the value of the transmitted bit is received that is more times contained in a sequence of M once received bits. At the same time, for each value of M, the probability of error p osh (M) is calculated by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где М - число повторений информационного бита;

Figure 00000002
- число сочетаний из М по i; qkj - вероятность правильного приема (1-рош1)k или ошибки рош 1k k-го однократно примятого бита в j-м сочетании i неверно принятых битов в М - последовательности.where M is the number of repetitions of the information bit;
Figure 00000002
- the number of combinations from M to i; q kj - the probability of correct reception (1-p osh1) k or p errors err 1k k-th bit in the flattened once j-th combination i incorrectly received bits in M - sequences.

Сравнивают полученные значения рош(М) для каждого М между собой и выбирают то решение о переданном бите, которое соответствует минимальному значению рош(М).Compare values obtained p err (M) for each M is selected between itself and the decision on the transmitted bit, which corresponds to the minimum value of p err (M).

Благодаря новой совокупности существенных признаков, в способе реализован принцип выборочного мажоритарного декодирования по вероятности ошибок приема N раз повторенного информационного бита и принятие итогового решения о переданном бите после сравнения между собой вычисленных вероятностей ошибок рош(М) для всех ранжированных М-последовательностей однократно принятых битов, чем и достигается повышения помехоустойчивости приема дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.Owing to a new set of essential features, the method implements the principle of selective majority decoding according to the probability of receiving errors N times the repeated information bit and making the final decision on the transmitted bit after comparing the calculated error probabilities p os (M) with each other for all ranked M-sequences of once received bits This is what improves the noise immunity of receiving discrete information in a radio line with a pseudo-random tuning of the operating frequency.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показано:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

фиг.1 - N-кратное повторение информационного бита при его передаче на разных частотных позициях;figure 1 - N-fold repetition of the information bit when it is transmitted at different frequency positions;

фиг.2 - вероятность ошибки при однократном приеме бита;figure 2 - the probability of error with a single reception of a bit;

фиг.3 - ранжирование решений об однократно переданном бите в зависимости от вероятности ошибки;figure 3 - ranking of decisions about a once transmitted bit depending on the probability of error;

фиг.4 - полная N-выборка решений об однократно переданном бите для мажоритарного принятия решения;4 is a complete N-selection of decisions about a once transmitted bit for majority decision making;

фиг.5 - выборка из (N-2)-x лучших решений об однократно переданном бите для мажоритарного принятия решения;5 is a selection of (N-2) -x best decisions about a once transmitted bit for a majority decision;

фиг.6 - выборка из трех лучших решений об однократно переданном бите для мажоритарного принятия решения;6 is a selection of the three best decisions about a once transmitted bit for majority decision making;

фиг.7 - итоговая длина выборки и вероятность ошибки итогового решения о значении переданного бита;Fig.7 - the total sample length and the probability of error of the final decision on the value of the transmitted bit;

фиг.8 - общий вид зависимости рош1 от h2.Fig is a General view of the dependence of p OSh from h 2 .

Возможность реализации заявленного способа объясняется следующим. При наличии естественных или преднамеренных помех для повышения помехоустойчивости радиолинии используют сигналы с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты с управляемым законом ее перестройки. В радиолиниях большой протяженности, например в линиях спутниковой связи, помеховая обстановка на ее передающем и приемном конце сильно различается, а длительность нахождения радиосигнала с ППРЧ на одной частотной позиции существенно меньше времени его распространения. В этом случае при наличии естественных или преднамеренных помех и управление датчиком псевдослучайной перестройки рабочей частоты, использующее канал обратной связи, не эффективно. Указанное противоречие устраняется в заявляемом способе путем адаптации по вероятности ошибки мажоритарной схемы принятия решения на приемном конце радиолинии.The possibility of implementing the inventive method is explained as follows. In the presence of natural or deliberate interference, to improve the noise immunity of the radio line, signals with a pseudo-random tuning of the operating frequency with a controlled law of tuning are used. In long-distance radio lines, for example, in satellite communication lines, the interference situation at its transmitting and receiving ends varies greatly, and the length of time a radio signal with frequency hopping at one frequency position is significantly shorter than its propagation time. In this case, in the presence of natural or deliberate interference, the control of the pseudo-random tuner of the working frequency using the feedback channel is not effective. This contradiction is eliminated in the inventive method by adapting in probability of error the majority decision scheme at the receiving end of the radio link.

При работе сигналами с ППРЧ генератор случайной последовательности вырабатывает команды на перестройку рабочей частоты (несущей) по равновероятному псевдослучайному закону.When working with frequency hopping signals, a random sequence generator generates commands for tuning the operating frequency (carrier) according to an equally probable pseudo-random law.

Известны способы, когда на передающем конце радиолинии последовательность информационных битов делят на блоки заданной длины (пакеты). Каждый пакет передают и принимают N раз на К частотных позициях, соответствующих коду псевдослучайной последовательности (фиг.1). При этом каждый информационный бит передают и принимают N раз, что позволяет на приемном конце радиолинии использовать мажоритарную схему принятия решения.Known methods are when, at the transmitting end of a radio link, a sequence of information bits is divided into blocks of a given length (packets). Each packet is transmitted and received N times at the K frequency positions corresponding to the pseudo-random sequence code (Fig. 1). Moreover, each information bit is transmitted and received N times, which allows the use of a majority decision scheme at the receiving end of the radio link.

В реальных радиолиниях вероятность ошибки однократного приема бита на разных частотных позициях различна (фиг.2). В этом случае значимость одиночных решений в мажоритарной схеме декодирования различна, что не учитывается в известных аналогах и прототипе.In real radio links, the probability of a mistake in a single bit reception at different frequency positions is different (Fig. 2). In this case, the significance of single decisions in the majority decoding scheme is different, which is not taken into account in the known analogues and prototype.

Известно, что для повышения верности мажоритарного декодирования однократные решения о переданном бите с высокой вероятностью ошибки целесообразно исключить (см. Смирнов П.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений, 2-е изд. - М.: Наука, 1965, с.63-67).It is known that to increase the fidelity of majority decoding, it is advisable to exclude one-time decisions about the transmitted bit with a high probability of error (see Smirnov P.V., Dunin-Barkovsky I.V. Course in probability theory and mathematical statistics for technical applications, 2nd ed. - M .: Nauka, 1965, p. 63-67).

Таким образом, к заявляемом способе предлагается:Thus, the proposed method proposes:

1) ранжировать решения об однократно переданном бите в зависимости от вероятности ошибки (фиг.3);1) to rank decisions on a once transmitted bit depending on the probability of error (Fig. 3);

2) сформировать ранжированные однократно принятые биты, каждый раз отбрасывая по 2 одиночных решения с максимальной вероятностью ошибки, где М=N (полная выборка, фиг.4), М=N-2 (фиг.5), M=N-4, …, М=3 (минимальная выборка, фиг.6);2) generate ranked once received bits, each time discarding 2 single decisions with a maximum error probability, where M = N (full sample, FIG. 4), M = N-2 (FIG. 5), M = N-4, ..., M = 3 (minimum sample, Fig.6);

3) одновременно для всех ранжированных М-последовательностей применить мажоритарное декодирование, при котором принимается то значение переданного бита, которое большее число раз содержится в последовательности из М однократно принятых битов;3) simultaneously, for all ranked M-sequences, apply majority decoding, in which the value of the transmitted bit is received, which is contained more than once in the sequence of M once received bits;

4) одновременно, решая переборную задачу, для всех ранжированных М-последовательностей вычислить вероятность ошибки рош(М) по формуле4) at the same time, solving the exhaustive problem, for all ranked M-sequences, calculate the probability of error p osh (M) according to the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где М - число повторений информационного бита;

Figure 00000002
- число сочетаний из М по i; qkj - вероятность правильного приема (1-рош1)k или ошибки рош 1k k-го однократно принятого бита в j-м сочетании i неверно принятых битов в M-последовательности.where M is the number of repetitions of the information bit;
Figure 00000002
- the number of combinations from M to i; q kj - the probability of correct reception (1-p osh1) k or p errors err 1k k-th bit in the received single j-th combination i incorrectly received bits in the M-sequence.

Например, при М=3 вероятность ошибочного приема бита при мажоритарном декодировании определяется выражением:For example, when M = 3, the probability of erroneous reception of a bit during majority decoding is determined by the expression:

рош(3)=рош1рош2рош3+(1-рош1ош2рош3ош1(1-рош2ош3ош1рош2(1-рош3). ROSH (3) = ROSH1 ROSH2 ROSH3 + (1- ROSH1 ) ROSH2 ROSH3 + ROSH1 (1- ROSH2 ) ROSH3 + ROSH1 ROSH2 (1- OSH3 ).

5) сравнить полученные значения рош(М) для каждого М между собой и выбирать то итоговое решение о переданном бите, которое соответствует минимальному значению рош(М) (фиг.8).5) compare the values obtained p err (M) for each of M and choose between a final decision on the transmitted bit, which corresponds to the minimum value of p err (M) (Figure 8).

Для реализации заявляемого способа необходимо знать вероятность ошибки однократного приема бита для каждой частотной позиции или, что то же самое, для каждого такта сигнала с ППРЧ. Известно, что вероятность ошибки однократного приема бита рош1 для заданного вида модуляции радиосигнала однозначно определяется величиной h2 - отношением мощности сигнала Рс к мощности помехи Рп на входе демодулятора (фиг.8) (см. Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е изд.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003, с.146-158).To implement the proposed method, it is necessary to know the probability of a mistake in a single reception of a bit for each frequency position or, what is the same, for each clock cycle of a signal with frequency hopping. It is known that the error probability of a single reception of bit r osh1 for a given type of modulation of the radio signal is uniquely determined by the value of h 2 —the ratio of the signal power P c to the interference power R p at the input of the demodulator (Fig. 8) (see B. Sklyar. Digital Communication. Theoretical fundamentals and practical application, 2nd ed .: Translated from English - M .: Williams Publishing House, 2003, p.146-158).

Для вычисления h2 на длительности и частоте n-го такта псевдослучайной перестройки рабочей частоты измеряют и запоминают мощность смеси принимаемого сигнала и помехи Рс+п. Мощность помехи Рп для заданной частотной позиции измеряют непосредственно перед скачком на нее сигнала. То есть, мощность помехи измеряют на временном интервале (n-1)-го такта на частоте n-го такта псевдослучайной перестройки рабочей частоты и запоминают полученное значение Рп. После чего по полученным данным вычисляют мощность сигнала Рс как разность мощности смеси сигнала и помехи Рс+п и мощности помехи Рп. Далее вычисляют h2 как отношение мощности сигнала Рс к мощности помехи Рп.To calculate h 2 on the duration and frequency of the nth step of the pseudo-random tuning of the operating frequency, the power of the mixture of the received signal and the interference P s + n are measured and stored. The interference power P p for a given frequency position is measured immediately before the signal jumps on it. That is, the interference power is measured on the time interval of the (n-1) -th cycle at the frequency of the n -th cycle of the pseudo-random tuning of the operating frequency and the obtained value of P p is stored. Then, according to the obtained data, the signal power P c is calculated as the difference between the power of the signal mixture and the interference P s + p and the interference power P p . Next, h 2 is calculated as the ratio of the signal power P c to the interference power P p .

Таким образом, благодаря выборочному мажоритарному декодированию по вероятности ошибок приема N раз повторенного информационного бита и принятию итогового решения о переданном бите после сравнения между собой вычисленных вероятностей ошибок рош(М) для всех ранжированных М-последовательностей однократно принятых битов, достигается повышение помехоустойчивости приема дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и, следовательно, реализуется сформулированный технический результат.Thus, due to selective majority decoding according to the probability of receiving errors N times the repeated information bit and making the final decision on the transmitted bit after comparing the calculated error probabilities p os (M) for all ranked M-sequences of once received bits, an increase in the noise immunity of receiving discrete information in a radio line with pseudo-random tuning of the operating frequency and, therefore, the formulated technical result is realized.

Claims (4)

1. Способ передачи и приема дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, заключающийся в том, что на передающем конце радиолинии формируют пакеты информации путем деления информационного сигнала на блоки заданной длины, перестраивают несущую частоту передатчика на частоту, соответствующую коду псевдослучайной последовательности, модулируют несущую частоту передатчика и излучают радиосигнал, а на приемном конце радиолинии принимают переданный радиосигнал, преобразуют его на промежуточную частоту, усиливают и демодулируют, отличающийся тем, что на передающем конце радиолинии пакеты информации формируют в виде блоков заданной длины с N-кратным повторением каждого информационного бита, где N≥3 и излучают на К частотных позициях, соответствующих коду псевдослучайной последовательности, а на приемном конце каждый бит информационного сигнала принимают N раз на К частотных позициях, а после демодуляции принятого сигнала вычисляют вероятность ошибочного приема каждого однократно принятого бита, для чего измеряют и запоминают мощность принятой смеси сигнала и помехи Рр+с на частоте и длительности n-го такта псевдослучайной перестройки рабочей частоты, где n=1, 2, 3, …, N, на временном интервале (n-1)-го такта и частоте n-го такта псевдослучайной перестройки рабочей частоты измеряют и запоминают мощность помехи Рп, после чего по полученным данным вычисляют мощность сигнала Рс как разность мощности смеси сигнала и помехи Pc+п и мощности помехи Рп, h2 как отношение мощности сигнала Рс и мощности помехи Рп, вероятность ошибки рош1 однократного приема бита на n-м такте псевдослучайной перестройки рабочей частоты, запоминают значения однократно принятого бита и соответствующее ему значение вероятности ошибки рош1, ранжируют значения однократно принятых битов в соответствии с их вероятностями ошибок, затем одновременно все ранжированные М-последовательности однократно принятых битов, где M=N, M=N-2, …, М=3, декодируют по мажоритарной схеме и вычисляют для каждого значения М вероятность ошибки рош(М), сравнивают полученные значения рош(М) между собой и принимают итоговое решение о значении переданного бита, которое соответствует минимальному значению рош(М).1. The method of transmitting and receiving discrete information in a radio line with a pseudo-random tuning of the operating frequency, namely, that information packets are formed at the transmitting end of the radio line by dividing the information signal into blocks of a given length, the carrier frequency of the transmitter is tuned to the frequency corresponding to the pseudo-random sequence code, modulate the carrier frequency of the transmitter and emit a radio signal, and at the receiving end of the radio line receive the transmitted radio signal, convert it to an intermediate often y, amplify and demodulate, characterized in that at the transmitting end of the radio line information packets are formed in the form of blocks of a given length with N-fold repetition of each information bit, where N≥3 and emit at K frequency positions corresponding to the pseudo-random sequence code, and at the receiving at the end, each bit of the information signal is received N times at K frequency positions, and after demodulation of the received signal, the probability of erroneous reception of each once received bit is calculated, for which the power is measured and stored v mixture received signal and interference P p + with a frequency and duration of the n-th clock cycle of the working pseudo-random frequency hopping, where n = 1, 2, 3, ..., N, the time interval (n-1) th stroke and frequency n th pseudorandom working stroke frequency adjustment is measured and stored interference power P n, after which the received data signal power P is calculated with the difference as a power signal and noise mixture P c + n and the interference power P n, h 2 as the ratio of the signal power P c and interference power R p , probability of error r os1 of a single reception of a bit at the nth step of the pseudo tea tuning of the operating frequency, remember the values of the one-time received bit and the corresponding error probability value p os1 , the values of the once-received bits are ranked in accordance with their error probabilities, then all the ranked M-sequences of the once-received bits are simultaneously, where M = N, M = N -2, ..., M = 3, decode according to the majority scheme and calculate, for each value of M, the probability of error p os (M), compare the obtained values of p os (M) with each other and make the final decision on the value of the transmitted bit, which e represents the minimum value of p err (M). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждого однократно принятого бита вычисляют вероятность его ошибочного приема и ранжируют значения однократно принятых битов в соответствии с их вероятностями ошибок.2. The method according to claim 1, characterized in that for each once received bit, the probability of its erroneous reception is calculated and the values of the once received bits are ranked in accordance with their error probabilities. 3. Способ но п.1, отличающийся тем, что вероятность ошибки рош(М) мажоритарного декодирования вычисляют для каждой М последовательности ранжированных однократно принятых битов, где M=N, M=N-2, …, М=3, по формуле
Figure 00000003
,
где М - число повторений информационного бита;
Figure 00000002
- число сочетаний из М по i; qkj - вероятность правильного приема (1-pош1)k или ошибки рош 1k k-го однократно принятого бита в j-м сочетании i неверно принятых битов в М-последовательности.
3. Method no. 1, characterized in that the probability of error p osh (M) of majority decoding is calculated for each M sequence of ranked once received bits, where M = N, M = N-2, ..., M = 3, according to the formula
Figure 00000003
,
where M is the number of repetitions of the information bit;
Figure 00000002
- the number of combinations from M to i; q kj is the probability of the correct reception of (1-p error 1 ) k or the error р error 1k of the kth once received bit in the jth combination of i incorrectly received bits in the M-sequence.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что принимают то итоговое решение о значении переданного бита, которое соответствует минимальной вероятности ошибки мажоритарного декодирования рош(М). 4. The method according to claim 1, characterized in that they make the final decision on the value of the transmitted bit, which corresponds to the minimum probability of majority decoding error p osh (M).
RU2009120828/09A 2009-06-01 2009-06-01 Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency RU2405253C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120828/09A RU2405253C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120828/09A RU2405253C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405253C1 true RU2405253C1 (en) 2010-11-27

Family

ID=44057713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120828/09A RU2405253C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405253C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475936C1 (en) * 2012-03-16 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Method to transfer digital information by signals with minimum frequency manipulation
RU2520401C2 (en) * 2012-10-04 2014-06-27 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Method of increasing stealthiness of radio-frequency radiating means in pseudorandom operational frequency readjustment radio link
RU2767181C1 (en) * 2021-07-29 2022-03-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475936C1 (en) * 2012-03-16 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Method to transfer digital information by signals with minimum frequency manipulation
RU2520401C2 (en) * 2012-10-04 2014-06-27 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Method of increasing stealthiness of radio-frequency radiating means in pseudorandom operational frequency readjustment radio link
RU2767181C1 (en) * 2021-07-29 2022-03-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mroue et al. Analytical and simulation study for LoRa modulation
KR101852706B1 (en) Method and device for determining number of repetitions of downlink control channel
US20040057500A1 (en) Variable spacing pulse position modulation for ultra-wideband communication links
RU2010151422A (en) DEVICE AND METHOD FOR TRANSMISSION OF A SONING REFERENCE SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS OF THE RISING COMMUNICATION LINK WITH A SET OF ANTENNAS AND A SENSING REFERENCE SIGNAL
RU2707572C1 (en) Method for adaptive data transmission in a radio link with pseudo-random tuning of operating frequency
RU2405253C1 (en) Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency
WO2019183827A1 (en) Channel state information feedback methods and systems
RU2012156245A (en) METHOD FOR RESOURCE USE OF A COMMONLY USED FREQUENCY, METHOD FOR PRODUCING TERMINALS, TERMINALS AND TELECOMMUNICATION SYSTEM
JP4365293B2 (en) Transmission method, reception method, transmission / reception method, transmission device, reception device, and transmission / reception device
Mitchell et al. High data rate transmissions using orthogonal modified Hermite pulses in UWB communications
WO2007125580A1 (en) Adaptive modulation method and communication apparatus
US11585914B2 (en) System and methods for generating and receiving doppler tolerant multipurpose communication waveform
CN110740014A (en) data chain system symbol rate scaling mode realization method and application thereof
US10523266B2 (en) Sequence generation for spread spectrum from signal sampling
KR100921083B1 (en) Wireless impulse transmitter, receiver, and method
KR20070058568A (en) System and method for ultra wideband communications using multiple code words
JP5278178B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
RU2593378C1 (en) Method and apparatus for adaptive radio communication
CN105429675B (en) Self-adapting random frequency hopping sequence generating method based on compression mapping
RU2324287C2 (en) Method for provision of technical availability of radio lines with frequency hopping
WO2020170443A1 (en) Wireless communication system, wireless communication device, transmitting device, and receiving device
RU2784378C1 (en) Method for noise-proof transmission and reception of information based on frequency-shift keyed signals
RU2716702C1 (en) Method for radio suppression of communication channels
RU2609525C1 (en) Method of generating signals and transmitting information in radar identification system
RU2749863C1 (en) Method for generating signal in mode of programmed operational frequency readjustment with variable frequency band

Legal Events

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

Effective date: 20110602