RU2422991C1 - Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов - Google Patents

Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов

Info

Publication number
RU2422991C1
RU2422991C1 RU2010117472/09A RU2010117472A RU2422991C1 RU 2422991 C1 RU2422991 C1 RU 2422991C1 RU 2010117472/09 A RU2010117472/09 A RU 2010117472/09A RU 2010117472 A RU2010117472 A RU 2010117472A RU 2422991 C1 RU2422991 C1 RU 2422991C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
array
elements
cepstral
pulses
value
Prior art date
Application number
RU2010117472/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Игорь Леонидович Жбанов (RU)
Игорь Леонидович Жбанов
Николай Владимирович Силаев (RU)
Николай Владимирович Силаев
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов (RU)
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Максим Александрович Сеньков (RU)
Максим Александрович Сеньков
Лидия Васильевна Степанова (RU)
Лидия Васильевна Степанова
Виктор Павлович Ткаченко (RU)
Виктор Павлович Ткаченко
Сергей Васильевич Иванушкин (RU)
Сергей Васильевич Иванушкин
Владимир Геннадьевич Тулузаков (RU)
Владимир Геннадьевич Тулузаков
Геннадий Владимирович Мартыненко (RU)
Геннадий Владимирович Мартыненко
Original Assignee
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
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 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов filed Critical Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Priority to RU2010117472/09A priority Critical patent/RU2422991C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2422991C1 publication Critical patent/RU2422991C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

Изобретение относится к передаче информации с помощью пачек сверхширокополосных импульсов. Технический результат - обеспечение достоверного выделения информации при работе источника передачи сообщений и пункта приема сообщений в режиме, не требующем их синхронизации. Для этого при кодировании информации используют сверхширокополосный сигнал, состоящий из пачек импульсов наносекундной длительности, описываемых первой производной гауссовой функции. При этом последовательность пачек сверхширокополосных импульсов включает пачки импульсов, следующие с постоянным периодом и называемые «опорными», а также пачки импульсов, располагаемые между опорными и называемые «центральными». Информация о кодировании логического «нуля» либо «единицы» при таком способе кодирования содержится во временном положении «центральных» пачек импульсов относительно «опорных». При этом временные задержки пачек импульсов друг относительно друга определяют на основе кепстральной обработки, а определенные таким образом временные задержки затем преобразовывают в последовательность логических «нулей» и «единиц». 9 ил.

Description

Изобретение относится к теории информации и предназначено для выделения последовательностей логических нулей либо единиц в процессе декодирования информации из последовательности сверхширокополосных (СШП) гауссовых импульсов без синхронизации приемника и передатчика.
Известен способ выделения закодированной информации для СШП систем скрытой связи с высокой скоростью передачи данных [1]. Способ заключается в том, что с помощью источника передачи сообщений (объект X) из первой точки пространства излучают в свободное пространство синхронизирующий сверхширокополосный сигнал (ССШПС), который формируют из последовательности сверхширокополосных импульсов (СШПИ) с наносекундной длительностью τ и периодом следования Т. Параметры ССШПС известны во второй точке пространства на пункте приема сообщений (объект Y). Объектом Y во второй точке пространства осуществляют прием ССШПС. Во временном интервале (временном окне) длительностью Δt, причем τ≤Δt≤(Т-τ), объект Y осуществляет обнаружение СШПИ. Временное окно формируют через интервал времени tk=T+kΔt, где k - целые числа 1, 2, 3, … . После обнаружения СШПИ относительно начала временного окна определяют положение максимума СШПИ. Момент времени tсмещ, соответствующий этому положению, используют для определения момента начала синхронизации
Figure 00000001
. Последующие временные окна формируют относительно tнач с периодом Т. Величина tсмещ используется со знаком минус при обнаружении СШПИ в первой половине временного окна, а со знаком плюс при обнаружении СШПИ во второй половине временного окна. В результате каждый последующий СШПИ ССШПС будет находиться в центре временного окна. После установления факта наличия СШПИ во временном окне объектом Y в свободное пространство излучается ССШПС, сигнализирующий о готовности объекта Y к синхронному приему. Параметры ССШПС известны объекту X. Объектом Х осуществляется прием излученного объектом Y ССШПС, после чего объект Х начинает излучать в свободное пространство информационный сверхширокополосный сигнал (ИСШПС). Информационный сверхширокополосный сигнал формируют из кодовой последовательности СШПИ. При этом кодирование логической «единицы» осуществляется передачей СШПИ относительно начала каждого периода в момент времени T+Δt1, а кодирование логического «нуля» - в момент времени Т-Δt1. Параметры ИСШПС должны быть известны объекту Y. При этом в каждом из временных интервалов Т передается СШПИ, соответствующий логической «единице» или «нулю».
Во второй точке пространства объектом Y осуществляют прием ИСШПС. Во временном окне длительностью Δt, обеспечивающем прием одного СШПИ, осуществляют обнаружение СШПИ ИСШПС. При этом центр формируемого объектом Y временного окна соответствует моментам времени, равным tнач+Tk. Принятый ИСШПС усиливают и передают через делитель в два параллельных канала. Один из каналов, именуемый сигнальным каналом, используют для выделения полезной информации, а дополнительный канал используют для оценки уровня внешних шумов и сигналов, переотраженных от препятствий. Определяют среднее значение Uср сигнала в дополнительном канале. Выбирают пороговое значение Uпор сигнала выше Uср на величину, обеспечивающую требуемую вероятность ошибки на бит информации. Сравнивают уровень сигналов в сигнальном канале с уровнем порога Uпор. При превышении сигналом порогового уровня Uпор принимают решение о наличии СШПИ ИСШПС и определяют положение его максимума относительно центра временного окна. Принимают решение о наличии в данный момент времени логического «нуля» либо «единицы». Из совокупности логических «нулей» и «единиц» составляют цифровую последовательность, которую используют для выделения закодированной информации.
При отсутствии СШПИ ИСШПС во временном окне Δt (из-за смещения окна вследствие нестабильности работы системы синхронизации) прием объектом Y прекращается, и осуществляется повторное вхождение в синхронную работу с объектом X.
Сущность синхронизации при данном способе выделения информации заключается в согласовании времени формирования временного окна с моментом времени приема ИСШПС. Момент времени формирования временного окна находится на основе определения максимума СШПСИ ССШПС. При этом время, отводимое на синхронизацию, будет определяться временем перебора временных окон до определения положения первого максимума СШПИ ССШПС и составляет от 0,5 до 5 секунд.
Недостатком данного способа выделения информации является неэффективное использование пропускной способности канала связи, так как приему ИСШПС предшествует прием ССШПС, его обнаружение и осуществление на этой основе синхронизации приемника и передатчика. К тому же данный способ выделения закодированной информации будет работоспособен лишь при отношении сигнал/шум не менее 10 дБ.
Известен способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью СШП импульсов [2]. Способ заключается в том, что с помощью источника передачи сообщений (объект X) из первой точки пространства излучают в свободное пространство сложный сигнал, состоящий из сверхширокополосного сигнала (СШПС) и гармонического сигнала. Гармонический сигнал представляет собой радиоимпульс (РИ) длительностью τри на несущей частоте f. Гармонический сигнал следует с периодом повторения Тп. Сверхширокополосный сигнал формируют из последовательности СШПИ наносекундной длительности τ и периодом следования Тп. Несущая частота РИ f гармонического сигнала располагается в частотном диапазоне ниже полосы частот, занимаемой спектром СШПС. При этом кодирование логической «единицы» осуществляется передачей СШП импульсов относительно начала каждого периода в момент времени Тп+Δt1, а кодирование логического «нуля» - в момент времени Тп-Δt1. Во второй точке пространства осуществляют прием передаваемого сложного сигнала на пункте приема сообщений (объект Y). Параметры СШПС и параметры гармонического сигнала должны быть известны объекту Y. Процесс передачи сложного сигнала объектом Х объекту Y происходит дважды.
С помощью узкополосного фильтра объекта Y выделяют принятый гармонический сигнал, а с помощью полосового фильтра выделяют СШПС. Усиливают принятый гармонический сигнал. Определяют временное положение двух соседних максимумов амплитуды гармонического сигнала. Усиливают принятый СШПС. Передают усиленный СШПС сигнал через делитель в два параллельных канала. Один из каналов, именуемый сигнальным каналом, используют для выделения полезной информации, а дополнительный канал используют для оценки уровня внешних шумов и сигналов, переотраженных от препятствий.
Для приема СШПС в сигнальном канале формируют временные интервалы (временные окна) длительностью Δtок=2Δt1+τ относительно временного положения максимумов амплитуды гармонического сигнала. При этом центры временных окон выставляют таким образом, чтобы они совпадали с временным положением максимумов амплитуды РИ. Определяют среднее значение Uсp сигнала в дополнительном канале, выбирают уровень порогового сигнала Uпоp выше Uсp на величину, обеспечивающую требуемую вероятность ошибки на бит информации. Сравнивают уровень сигналов в сигнальном канале с уровнем порога Uпоp. При превышении сигналом во временном окне порогового уровня Uпоp принимают решение о наличии СШПИ СШПС и фиксируют его временное положение относительно центра временного окна. При обнаружении СШПИ СШПС в момент времени Тп+Δt1 относительно центра временного окна или в момент времени Тп-Δt1 принимают решение о передаче логического «нуля» либо «единицы» в этот момент времени. Из совокупности логических «нулей» и «единиц» составляют цифровую последовательность, которую используют для выделения закодированной информации. После выделения информации из СШПС объектом Y осуществляется повторный прием и выделение информации из сложного сигнала. При совпадении выделенной информации из принятого сложного сигнала в первый раз с выделенной информацией из принятого сложного сигнала во второй раз объектом Y осуществляется передача объекту Х сложного сигнала, сигнализирующего о готовности к синхронному приему информации объектом Y. После этого объектом Х осуществляется передача объекту Y СШПС, несущего полезную информацию объекту Y.
Сущность синхронизации при данном способе выделения информации заключается в согласовании времени формирования временного окна с моментом времени приема СШПС. Момент времени формирования временного окна находится на основе определения положения максимума амплитуды гармонического сигнала. Время, отводимое на синхронизацию в данном способе, не зависит от скважности СШПИ, не превышает двух периодов следования гармонического сигнала Тп и составляет от 0,005 до 0,05 секунд. При этом скорость передачи данных остается такой же, как и в способе [1].
В отличие от [1] данный способ требует существенно меньшего времени синхронизации приемника и передатчика, так как осуществляется одновременное выделение гармонического сигнала и СШПС. Однако при постановке помех в полосе частот гармонического сигнала синхронизация становится невозможной, что приводит к срыву передачи информации. При постановке помех в области СШПС его работоспособность уже невозможна при отношении сигнал/шум менее 10 дБ, как и в способе [1].
Задачей изобретения является обеспечение достоверного выделения информации при работе источника передачи сообщений и пункта приема сообщений в режиме, не требующем их синхронизации, и при отношении сигнал/шум выше, чем в способах [1, 2].
Под источником передачи сообщений подразумевается первый приемопередатчик, называемый в дальнейшем объектом X. Под пунктом приема сообщений подразумевается второй приемопередатчик, называемый в дальнейшем объектом Y.
Для решения поставленной задачи предлагается применить новый способ кодирования и выделения информации, при котором синхронизирующий сигнал и сама синхронизация становятся излишними. Для этого в предлагаемом способе при кодировании информации предлагается использовать кодовую последовательность пачек сверхширокополосных импульсов (КППСШПИ), причем каждая пачка СШП импульсов состоит из импульсов наносекундной длительности, каждый из которых описывается первой производной гауссовой функции. При этом последовательность КППСШПИ будет включать пачки, следующие с постоянным периодом и называемые «опорными», а также пачки, располагаемые между опорными и называемые «центральными». Информация о логическом «нуле» либо «единице» при таком способе кодирования будет содержаться во временном положении «центральных» пачек относительно «опорных». Выделение информации предлагается производить в электронно-вычислительной машине (ЭВМ). При этом временные задержки пачек относительно друг друга определяют на основе кепстральной обработки, а определенные таким образом временные задержки затем преобразовывают в последовательность логических «нулей» и «единиц». Отказ от синхронизации основывается на том, что для выделения информации используют взаимную временную расстановку пачек СШП импульсов, которая не требует определения момента синхронизации, использующегося для определения начала отсчета.
Операции, выражающие существо предлагаемого способа выделения информации, могут быть описаны следующей совокупностью последовательных действий:
1) кодирование информации при помощи пачек СШП импульсов, описываемых гауссовой функцией, по специальному правилу для получения кодограммы;
2) излучение кодограммы из первой точки пространства объектом X;
3) прием во второй точке пространства кодограммы объектом Y;
4) усиление каждого из импульсов принятой кодограммы;
5) оцифровка аналого-цифровым преобразователем (АЦП) каждого импульса кодограммы;
6) передача информации с АЦП в ЭВМ;
7) разделение при помощи ЭВМ принятой цифровой информации на массивы данных, каждый из которых соответствует временному интервалу Δ, включающему две смежные оцифрованные пачки импульсов одинаковой формы, причем смежные интервалы Δ не пересекаются;
8) накопление СШП импульсов по мощности, заключающееся в создании [L-1] копии массива данных и их последовательном сложении с исходным массивом по специальному правилу;
9) выделение информации на основе кепстральной обработки из каждого временного интервала Δ;
10) составление из совокупности выделенных логических нулей и единиц цифровой последовательности, которую используют в качестве выделенной информации;
11) передача объектом Y объекту Х запросного сигнала, свидетельствующего о готовности объекта Y к приему следующей кодограммы. Последняя операция востребована тем, что передача каждой из кодограмм, состоящих из логических «нулей» и «единиц», будет вестись с периодом, равным длительности кодограммы. Передачу предполагается вести до тех пор, пока от объекта Y не поступит запросный сигнал, известный объекту X, сигнализирующий об установлении факта приема всей совокупности кодограмм.
Правило кодирования информации заключается в использовании в качестве основных носителей информации пачек СШП импульсов. При этом длительность каждого импульса в пачке должна составлять не менее двух наносекунд и описываться первой производной гауссовой функции [3]. Эти импульсы имеют следующее аналитическое описание:
Figure 00000002
где А - амплитуда импульса; а - величина, характеризующая половину длительности импульса на уровне 0,707.
Каждая пачка СШП импульсов будет включать в себя L импульсов, при этом величина L может принимать значения от 10 до 100. Расположение импульсов внутри каждой пачки одинаково. При этом сами импульсы в пачке предполагается располагать друг относительно друга на различных временных задержках tz, а величина каждой задержки должна быть не меньше половины длительности импульса τи и не больше длительности пачки (фиг.1). Длительность пачки определяется выражением:
Figure 00000003
где i - порядковый номер задержки между импульсами в пачке; tzi - соответствующая i-я задержка между импульсами в пачке.
Для кодирования предлагается использовать периодическую последовательность пачек СШП импульсов, состоящую из расположенных в определенном порядке «опорных» и «центральных» пачек. Опорные пачки отличаются от «центральных» тем, что их период следования Т≥4·τп постоянен, а период следования «центральных» пачек может изменяться. Вся информация о кодировании будет заключаться во временном положении «центральной» пачки СШП импульсов относительно «опорной». При временном положении «центральной» пачки с опережением «опорной» на 0,2Т результат кодирования соответствует логической «единице», а при положении «центральной» пачки с опережением «опорной» на 0,4Т результат кодирования соответствует логическому «нулю» (фиг.2).
Таким образом, всю информацию о кодировании логического «нуля» или «единицы» предлагается заключить в задержках Т1 и Т2 между пачками СШП импульсов, при этом Т1=0,2Т, а Т2=0,4Т.
В результате каждый бит информации кодируется одной «опорной» и одной «центральной» пачкой СШП импульсов. При этом набор нескольких бит информации будет представлять собой некоторое сообщение, именуемое кодограммой (фиг.3), которое излучается в пространство из первой точки объектом Х и принимается во второй точке пространства объектом Y.
После приема кодограммы объектом Y и усиления КППСШПИ ее предлагается оцифровать при помощи АЦП с частотой дискретизации не менее 2 ГГц. К примеру, возможно использование такого АЦП, как ADS10×2G/1, с частотой дискретизации 2000 МГц.
Получившийся в результате набор данных, описывающий оцифрованный сигнал, поступает в ЭВМ, где по мере поступления данных с АЦП осуществляют формирование генерального массива данных D, из элементов которого формируют Z пробных массивов
Figure 00000004
. Каждый вновь сформированный пробный z-й массив записывается в память ЭВМ и включает в себя значения оцифрованной последовательности пачек сверхширокополосных импульсов, ограниченной временным интервалом длительностью Δ. Причем величина Δ, соответствующая z-му пробному интервалу Δz, равна Т (эпюра а, фиг.4).
В результате каждый z-й пробный массив включает по N отсчетов, извлекаемых из генерального массива D, начиная с z-го элемента массива D и заканчивая (z+N-1)-м элементом массива D, причем число элементов N в пробном массиве определяется по формуле:
N=Δ·Fд,
где Fд - частота дискретизации АЦП.
Таким образом, первый пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 1-го по N-й, второй пробный массив формируют из элементов массива D с номерами со 2-го по (N+1)-й, третий пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 3-го по (N+2)-й, a Z-й пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с Z-го по (Z+N-1)-й (эпюра а, фиг 6). К примеру, если генеральный массив D содержит 128 элементов, а N равно 48, тогда первый пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D с первого по 48-й, второй пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D со второго по 49-й, третий пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D с третьего по 50-й и т.д.
Правило накопления импульсов заключается в следующем: от каждого z-го пробного массива создается (L-1) копий: Uz1n, Uz2n…Uz(L-1)n. Каждая копия представляет собой массив данных величиной N и записывается в память ЭВМ. После этого каждый элемент первой копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину (Nz1и·Fд), где Nz1=tz1·Fд, а элементы с 1-го по [Nz1и·Fд-1]-й и с [(Nz1и·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. Каждый элемент второй копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [Nz1+Nz2+2·τи·Fд], где Nz2=tz2·Fд, а элементы с 1-го по [Nz1+Nz2+2·τи·Fд-1]-й и с [(Nz1+Nz2+2·τи·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. Каждый элемент (L-1) копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд], а элементы с 1-го по [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд-1]-й и с [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. После этого исходный пробный z-й массив увеличивают на [(Dп-τи)·Fд] элементов, при этом элементы с [N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. В результате будет получено всего L массивов, каждый из которых включает в себя N+(Dп-τи)·Fд элементов. Полученные массивы одинаковой размерностью складывают друг с другом и получают суммарный z-й пробный массив Uzsn. На фиг.5 схематично изображен процесс накопления сверхширокополосных импульсов, при этом а - временная задержка tz(L-1); б - временная задержка tz8; в - временная задержка tz7; г - временная задержка tz6; д - временная задержка tz5; е - временная задержка tz4; ж - временная задержка tz3; з - временная задержка tz2; и - временная задержка tz1.
От полученного суммарного z-го пробного массива Uzsn длительностью N+(Dп-τи)·Fд создаются две копии Uzs1n, Uzs2n.
В массиве Uzs1n обнуляются все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-го по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(T1)·Fд]-й, с [N-(T1-τи)·Fд]-го по 1-й. В массиве Uzs2n обнуляются все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-го по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(T2)·Fд]-й, с [N-(T2-τи)·Fд]-го по 1-й. Полученные обнуленные массивы данных Uzs1n, Uzs2n (фиг.6) подвергают кепстральной обработке [4] по схеме, представленной на фиг.7. Вначале элементы каждого обнуленного массива подвергаются дискретному прямому преобразованию Фурье [5] с использованием формулы:
Figure 00000005
где n - номер отчета во временной области, m - номер отчета в частотной области;
Figure 00000006
- значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для z-го обнуленного пробного массива Uzs1n или Uzs2n, Snz - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в z-м обнуленном пробном массиве Uzs1n или Uzs2n.
В последующем для каждого z-го обнуленного пробного массива Uzs1n и Uzs2n вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле
Figure 00000007
Затем для каждого вектора, составленного из величин Umz z-го интервала Δz, вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье [5] по формуле
Figure 00000008
где М - число элементов в векторе Umz, количественно равное N+(Dп-τи)·Fд.
В результате трех описанных операций для каждого z-го обнуленного пробного массива Uzs1n и Uzs2n получают соответствующий z-й основной массив, состоящий из элементов
Figure 00000009
и
Figure 00000010
.
После этого вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего z-го обнуленного основного массива Uzs1n и Uzs2n. В результате получают два z-x кепстральных массива, состоящих из элементов
Figure 00000011
и
Figure 00000012
, каждый из которых представляет собой кепстр z-го обнуленного пробного массива. Для декодирования информации в кепстральном массиве
Figure 00000013
выделяют массив V1z, в кепстральном массиве
Figure 00000014
выделяют массив V2z. При этом массив V1z включает в себя значения кепстра
Figure 00000013
с номерами от m0 до m1, где m0=f(T1·Fд-1); m1=f(T1·Fд+1); f(*) - функция округления в сторону меньшего целого числа. Массив V2z включает в себя значения кепстра
Figure 00000015
с номерами от m2 до m3, где m2=f(T2·Fд-1); m3=f(Т2·Fд+1).
В последующем используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1z или V2z при отсутствии помех, записанного в ЭВМ, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения
Figure 00000016
для каждого обнуленного z-го кепстрального массива. Сравнивают величину
Figure 00000017
с каждым значением соответствующего обнуленного z-го кепстрального массива. При превышении порога
Figure 00000017
значениями кепстра в массиве V1z и отсутствии превышения порога
Figure 00000017
в массиве V2z или при превышении порога
Figure 00000017
значениями кепстра в массиве V2z и отсутствии превышения порога
Figure 00000017
в массиве V1z принимают решение о наличии в z-м интервале Δz ровно двух импульсов. Затем формируют G новых рабочих массивов данных из генерального массива данных D.
Номер кепстрального обнуленного массива, которому соответствует наличие двух импульсов в соответствующем z-м интервале Δz, фиксируют как начальный Zнач, а соответствующий z-й интервал Δz принимают за начальный
Figure 00000018
. Рабочие массивы формируют размерностью N, причем первый элемент первого рабочего массива имеет в массиве D номер Zнач, второй рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Zнач+N-1]-го элемента массива D и заканчивая [Zнач+2N-2]-м элементом массива D. Каждый последующий g-й рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Zнач+(g-1)(N-1)]-го элемента массива D и заканчивая [Zнач+g(N-1)]-м элементом массива D (эпюра б, фиг.6). Если генеральный массив D содержит 512 элементов, N равно 48, а для шестидесятого интервала Δ60, включающего элементы генерального массива с шестидесятого по 107-й, в результате кепстральной обработки принято решение о наличии ровно двух импульсов, то интервал Δ60 фиксируют как начальный
Figure 00000019
, а шестидесятый пробный массив принимают за первый рабочий массив. Второй рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с [60+47]-го (107-го) по [60+2(47)]-й (154-й). Третий рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с [60+2(47)]-го (154-го) по [60+3(47)]-й (201-й). Четвертый рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с 201-го по 248-й и т.д.
От каждого g-го рабочего массива создается (L-1) копия, Ug1n, Ug2n…Ug(L-1)n, значения каждой копии записываются в память ЭВМ. Каждая копия представляет собой массив данных величиной N и записывается в память ЭВМ.
После этого каждый элемент первой копии g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину (Ng1и·Fд), где Ng1=tz1·Fд, а элементы с 1-го по [Ng1и·Fд-1]-й и с [(Ng1и·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. Каждый элемент второй копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(Ng1+Ng2+2·τи·Fд], где Ng2=tz2·Fд, а элементы с 1-го по [Ng1+Ng2+2·τи·Fд-1]-й и с [(Ng1+Ng2+2·τи·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. Каждый элемент (L-1) копии g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(Ng1+Ng2+…+Ng(L-1))+(L-1)·τи·Fд], а элементы с 1-го по [(Ng1+Ng2+…+Ng(L-1))+(L-1)·τи·Fд-1]-й и с [(Ng1+Ng2+…+Ng(L-1))+(L-1)·τи·Fд+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. После этого исходный рабочий g-й массив увеличивают на [(Dп-τи)·Fд] элементов, при этом элементы с [N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями. В результате будет получено всего L массивов, каждый из которых включает в себя N+(Dп-τи)·Fд элементов.
Полученные массивы одинаковой размерностью складывают друг с другом и получают суммарный g-й рабочий массив. В массиве Ugs1n обнуляются все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-гo по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(T1)·Fд]-й, с [N-(T1-τи)·Fд]-го по 1-й. В массиве Ugs2n обнуляются все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-гo по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(T2)·Fд]-й, с [N-(T2-τи)·Fд]-го по 1-й. Полученные обнуленные массивы данных Ugs1n, Ugs2n (фиг.6) подвергают кепстральной обработке. Вначале дискретному прямому преобразованию Фурье подвергаются элементы g-го рабочего массива по формуле
Figure 00000020
где
Figure 00000021
- значение комплексной амплитуды m-гo отсчета спектра оцифрованного сигнала для g-го рабочего массива, Sng - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в g-м, обнуленном рабочем массиве оцифрованного сигнала. После чего для каждого g-го обнуленного рабочего массива вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-гo отсчета, то есть m-гo значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле
Figure 00000022
Затем для каждого вектора, составленного из величин Umg g-гo интервала Δg, вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле
Figure 00000023
В результате трех описанных операций, для каждого g-гo обнуленного рабочего массива
Figure 00000024
Figure 00000025
получают соответствующий g-й основной массив, состоящий из элементов
Figure 00000026
и
Figure 00000027
. После этого вычисляют значение модуля для каждого m-гo отсчета соответствующего g-гo обнуленного основного массива. В результате получают два g-x кепстральных массива, состоящих из элементов
Figure 00000028
и
Figure 00000029
, каждый из которых представляет собой кепстр g-гo обнуленного рабочего массива. Для декодирования информации в каждом кепстральном массиве выделяют массив V1g или V2g. При этом массив V1g g-гo обнуленного кепстрального массива включает в себя значения кепстра
Figure 00000028
от m0 до m1. Массив V2g g-гo обнуленного кепстрального массива включает в себя значения кепстра
Figure 00000030
от m2 до m3.
В последующем используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1z или V2z при отсутствии помех, записанное в ЭВМ. Умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения
Figure 00000031
для каждого g-го обнуленного кепстрального массива. Сравнивают величину
Figure 00000032
с каждым значением соответствующего обнуленного g-го кепстрального массива. При превышении порога
Figure 00000032
значениями кепстра в массиве V1g и отсутствии превышения в массиве V2g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δg закодированной логической единицы (фиг.8). При превышении порога
Figure 00000032
значениями кепстра в массиве V2g и отсутствии превышения в массиве V1g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δg закодированного логического нуля (фиг.9). После чего принимают решение о том, что выделенная информация из первого кепстрального массива соответствует первому биту информации принятой кодограммы, информация из второго кепстрального массива соответствует второму биту информации принятой кодограммы, а информация из g-го кепстрального массива - g-му биту информации принятой кодограммы. В последующем создают результирующий массив, представляющий собой расшифрованную кодограмму. В его элементы записывают последовательно, начиная с первого кепстрального массива и заканчивая G-м кепстральным массивом, выделенную информацию из каждого g-го кепстрального массива. При отсутствии превышения порога
Figure 00000032
значениями кепстра в установленных массивах V1g и V2g принимают решение об окончании приема кодограммы, после чего с объекта Y на объект Х посылают запросный сигнал, свидетельствующий о готовности объекта Y к приему следующей кодограммы.
Сущность способа, а именно сущность процесса выделения информации, позволяющая исключить режим синхронизации из общего процесса передачи и приема информации, заключается в следующем.
В известных способах [1-2] при кодировании информации временным положением СШП импульсов относительно их периода следования для выделения информации необходимо точно определить временное положение начала каждого периода, чтобы в последующем относительно него оценивать временное положение СШП импульсов. Для этого необходимо строго синхронизировать моменты передачи и приема сообщения, что требует высокой стабильности частоты генерирования СШП импульсов, высокой стабильности системы синхронизации приемника и использования дополнительных специальных сигналов, служащих для синхронизации моментов передачи и приема сообщения.
Для выделения информации без синхронизации моментов передачи и приема сообщения предлагается изменить способ кодирования информации, при котором информация будет заключена во взаимном временном положении дополнительно введенной пачки СШП импульсов, называемой «центральной», между периодически следующими друг за другом пачками СШП импульсов такой же формы, называемыми «опорными». А выделение информации предлагается производить в ЭВМ, анализируя принимаемое сообщение в цифровом виде. Соответственно, при кодировании информации таким образом вся информация будет заключена во временном положении центральной пачки относительно задержанной «опорной» пачки (фиг.2) и будет определяться соответствующими временными задержками Т1, Т2.
Однако данные временные задержки будут определять логический ноль либо единицу лишь при обработке в ЭВМ двух пачек, а закодированное сообщение, именуемое кодограммой, будет представлять собой КППСШПИ. Таким образом, для выделения информации из принятой объектом Y кодограммы предлагается принятую КППСШПИ делить в ЭВМ на равные отрезки, каждый из которых включал бы две пачки СШП импульсов. Так как время прихода КППСШПИ неизвестно, необходимо постоянно анализировать входную информацию для нахождения времени начала приема кодограммы. Стоит учесть, что длительность каждого импульса кодограммы составляет единицы наносекунд. Поэтому для их оцифровки необходимы АЦП с высокой частотой дискретизации. С выхода АЦП сигнал в виде двоичных чисел (эпюра а, фиг.4) будет поступать в ЭВМ, где определяют время начала приема кодограммы. Для этого оцифрованную КППСШПИ с выхода АЦП независимо от времени прихода делят в ЭВМ на пробные массивы данных, каждый из которых содержит значения оцифрованной растянутой КППСШПИ, ограниченной интервалами длительностью Δ (эпюра а, фиг.4). Каждый пробный массив подвергают кепстральной обработке по схеме, представленной на фиг.7. Так как дискретный сигнал в каждом обнуленном массиве представляет собой сумму двух оцифрованных импульсов почти одинаковой формы за счет оптимальной фильтрации (фиг.6) и задержанных относительно друг друга на время Т1 при кодировании логической «единицы» или на время Т2 при кодировании логического «нуля», то наложение сдвинутых копий на исходный импульс создает эффект модуляции спектра энергии дискретного сигнала по некоторому закону. При этом период модуляции будет равен 2π/Т1 или 2π/Т2. При логарифмировании спектра энергии дискретного сигнала можно перейти от произведения спектра энергии одиночного оцифрованного импульса и закона модуляции спектра энергии дискретного сигнала с периодом 2π/Т1 или 2π/Т2 к сумме их логарифмов. Модуль от значений, полученных с выхода блока обратного преобразования Фурье, позволит получить суммарный дискретный сигнал, именуемый кепстром, в котором закону модуляции энергетического спектра дискретного сигнала с периодом 2π/Т1 или 2π/Т2 соответствует импульс на кепстральной оси времени с максимумом в момент времени Т1 или в момент времени Т2. Таким образом, кепстральная обработка позволяет выявить период повторения закона модуляции энергетического спектра дискретного сигнала, который равен нулю при наличии одного оцифрованного импульса в интервале Δ и 2π/Т1 или 2π/Т2 при наличии двух оцифрованных импульсов, несущих информацию о логическом «нуле» или «единице». Зная задержки между «центральной» и «опорной» пачками импульсов, можно определить временное положение интервала Δ, в котором две первые пачки импульсов принимаемой кодограммы, ожидая появления импульса на кепстральной оси в момент времени Т1 или в момент времени Т2. Выделенная из каждого рабочего массива информация о наличии логического нуля либо единицы будет составлять основу результирующего массива, представляющего собой расшифрованную кодограмму.
Из описания способа следует, что в предлагаемом варианте нет необходимости оценивать временное положение каждого импульса относительно момента времени, заданного системой синхронизации приемника, как в способах [1, 2]. В результате этого определение момента времени начала выделения информации из последовательности принимаемых пачек СШП импульсов осуществляется на основе поиска наличия во временном интервале Δ заданной длительности двух первых пачек СШП импульсов принимаемой кодограммы.
Предложенный способ легко реализуем и не требует синхронизации моментов передачи и приема сообщения, а также сохраняет свою работоспособность при отношении сигнал/шум не менее 2 дБ. Положительный технический эффект способа заключается в том, что отсутствует необходимость использования дополнительного гармонического сигнала для синхронизации моментов передачи и приема сообщения, а значит постановка помехи в области частот гармонического сигнала не влияет на совместную работу источника и приемника сообщений, отсутствует система синхронизации, а следовательно, отсутствует необходимость использования специальных генераторов с высокой стабильностью частоты, усложняющих построение приемопередатчиков.
Источники информации
1. Immoreev I.J., Sudakov A.A., "Ultra-Wideband Interference Resistant System for Secure Radio Communication with High Data Rate", ICCSC'02, St.Petersburg, Russian Federation, June 2002 (аналог).
2. Патент №2315424 (РФ). Система связи с высокой скоростью передачи информации сверхширокополосными сигналами. МПК7 Н04В 1/69, H04L 5/26. Бондаренко В.В., Кыштымов С.Г. Заявка №2006119887/09 от 06.06.2006. Опубл. 20.01.2008 (прототип).
3. Иммореев И.Я. Сверхширокополосные радары: новые возможности, необычные проблемы, системные особенности //Вестник МГТУ, 1998. №4. С.25-56.
4. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Издание четвертое: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1986. - 477 с.
5. Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB: Издание третье. - М.: Прикладная математика, 2008. - С.39.

Claims (1)

  1. Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов, заключающийся в том, что с помощью источника передачи сообщений, называемого объектом X, из первой точки пространства приемопередатчиком излучают в свободное пространство последовательность сверхширокополосных импульсов, на пункте приема сообщений, называемом объектом Y, расположенном во второй точке пространства, осуществляют прием и усиление передаваемых сверхширокополосных импульсов, отличающийся тем, что для кодирования каждого бита информации используют по две пачки сверхширокополосных импульсов, причем длительность каждого импульса в пачке не меньше двух наносекунд, а форма каждого из импульсов описывается выражением
    Figure 00000002
    ,
    где А - амплитуда импульса; а - величина, характеризующая половину длительности импульса на уровне 0,707; t - текущее время, в каждую пачку сверхширокополосных импульсов включают L импульсов, при этом величина L составляет от 4 до 100 импульсов, импульсы внутри каждой пачки имеют одинаковое расположение, а сами импульсы в пачке располагают друг относительно друга на различных временных задержках tz, каждая из которых не меньше половины длительности импульса τи и не больше длительности пачки импульсов, длительность каждой пачки сверхширокополосных импульсов определяют по формуле
    Figure 00000003
    ,
    где i - порядковый номер задержки между импульсами в пачке; tzi - i-я задержка между импульсами в пачке, одна пачка сверхширокополосных импульсов из двух, используемых для передачи одного бита информации, называемая опорной, повторяется с периодом следования Т, где Т≥4·τп и составляет порядка десятков наносекунд, а вторую пачку сверхширокополосных импульсов, называемую центральной, располагают между опорными пачками сверхширокополосных импульсов, при этом центральную пачку импульсов при кодировании логического нуля располагают на временной оси с опережением опорной пачки импульсов на Т2=0,4 Т, а при кодировании логической единицы центральную пачку импульсов располагают на временной оси с опережением опорной пачки импульсов на Т1=0,2 Т, при этом передаваемое закодированное сообщение, именуемое кодограммой, составляют на объекте Х из конечной последовательности логических нулей и единиц, закодированных в виде совокупности опорных пачек сверхширокополосных импульсов с периодом следования Т и центральных пачек сверхширокополосных импульсов, расположенных между опорными, принятую объектом Y кодограмму усиливают по мощности и оцифровывают, оцифрованные импульсы подают на вход электронно-вычислительной машины, в электронно-вычислительной машине по мере поступления данных с аналого-цифрового преобразователя осуществляют формирование генерального массива данных D, из элементов которого формируют z-e пробные массивы, где
    Figure 00000033
    по мере формирования каждый вновь сформированный z-й пробный массив записывают в память электронно-вычислительной машины, в каждый z-й пробный массив включают значения оцифрованной последовательности сверхширокополосных пачек импульсов, ограниченной временным интервалом длительностью Δ, причем величина Δ, соответствующая z-му пробному интервалу Δz и равна Т, в каждый z-й пробный массив включают по N отсчетов, извлекаемых из генерального массива D, начиная с z-го элемента массива D и заканчивая (z+N-1)-м элементом массива D, где число элементов N в пробном массиве определяют по формуле
    N=Δ·Fд,
    где Fд - частота дискретизации аналого-цифрового преобразователя, первый пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 1-го по N-й, второй пробный массив формируют из элементов массива D с номерами со 2-го по (N+1)-й, третий пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 3-го по (N+2)-й, и т.д. до Z-го пробного массива, причем Z-й пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с Z-го по (Z+N-1)-й, от каждого z-го пробного массива, создают (L-1) копию: Uz1n, Uz2n…Uz(L-1)n, каждую копию, представляющую массив данных, где число элементов N, записывают в память электронно-вычислительной машины, после этого каждый элемент первой копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину (Nz1и·Fд), где Nz1=tz1·Fд, а элементы с 1-го по [Nz1и·Fд-1]-й и с [(Nz1и·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, при этом каждый элемент второй копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [Nz1+Nz2+2·τи·Fд], где Nz2=tz2·Fд, a элементы с 1-го по [Nz1+Nz2+2·τи·Fд-1]-й и с [(Nz1+Nz2+2·τи·Fд)+N+1]-гo по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, каждый элемент (L-1) копии, z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд], а элементы с 1-го по [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд-1]-й и с [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, после этого исходный пробный z-й массив увеличивают на [(Dп-τи)·Fд] элементов, при этом элементы с [N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, полученные массивы складывают друг с другом и получают суммарный z-й пробный массив Uzsn, от полученного суммарного z-го пробного массива Uzsn длительностью N+(Dп-τи)·Fд, создают две копии Uzs1n, Uzs2n, в массиве Uzs1n обнуляют все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-го по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(Т1)·Fд]-го, с [N-(Т1-τи)·Fд]-го по 1-й, в массиве Uzs2n обнуляют все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-го по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(Т2)·Fд]-го, с [N-(Т2-τи)·Fд]-го по 1-й, элементы каждого обнуленного массива подвергают дискретному прямому преобразованию Фурье с использованием формулы
    Figure 00000034

    где n - номер отчета во временной области, m - номер отчета в частотной области;
    Figure 00000035
    - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для z-го обнуленного пробного массива Uzs1n или Uzs2n, Snz - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в z-м обнуленном пробном массиве Uzs1n или Uzs2n, в последующем для каждого z-го обнуленного пробного массива Uzs1n и Uzs2n вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле
    Figure 00000036

    после чего для каждого z-го пробного обнуленного массива вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле
    Figure 00000037

    где M - число элементов в векторе Umz, количественно равное N+(Dп-τи)·Fд, в результате дискретного обратного преобразования Фурье для каждого z-го пробного обнуленного массива получают соответствующий z-й основной массив, состоящий из элементов
    Figure 00000038
    , после чего вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего z-го основного массива, в результате получают два z-x кепстральных массива, состоящих из элементов
    Figure 00000039
    и
    Figure 00000040
    каждый из которых в отдельности представляет собой кепстр z-го пробного обнуленного массива, для декодирования информации в кепстральном массиве
    Figure 00000039
    выделяют массив V1z, а в кепстральном массиве
    Figure 00000041
    выделяют массив V2z, при этом массив V1z включает в себя значения кепстра
    Figure 00000039
    с номерами от m0 до m1, где m0=f(Т1·Fд-1); m1=f(T1·Fд+1); f(*) - функция округления в сторону наименьшего целого числа, массив V2z включает в себя значения кепстра и
    Figure 00000041
    с номерами от m2 до m3, где m2=f(Т2·Fд-1); m3=f(Т2·Fд+1), используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1z или V2z при отсутствии помех, записанного в память электронно-вычислительной машины, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θпорz для z-го кепстрального массива, сравнивают величину θпорz с каждым значением соответствующего z-го кепстрального массива
    Figure 00000039
    и
    Figure 00000042
    при превышении порога θпорz значениями кепстра в массиве V1z и отсутствии превышения порога θпорz в массиве V2z или при превышении порога θпорz значениями кепстра в массиве V2z и отсутствии превышения порога θпорz в массиве V1z принимают решение о наличии в z-м интервале Δz двух импульсов, после чего формируют G новых рабочих массивов данных из генерального массива данных D, номер кепстрального массива которому соответствует наличие двух импульсов в соответствующем z-м интервале Δz, фиксируют как начальный Zнач, а соответствующий z-й интервал Δz обозначают как начальный Δzнач, рабочие массивы формируют размерностью N, причем первый элемент первого рабочего массива имеет в массиве D номер Zнач, второй рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Zнач+N-1]-го элемента массива D и заканчивая [Zнач+2N-2]-м элементом массива D, а каждый последующий g-й рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Zнач+(g-1)(N-1)]-го элемента массива D и заканчивая [Zнач+g(N-1)]-м элементом массива D, от каждого g-го рабочего массива, создают (L-1) копию: Ug1n, Ug2n…Ug(L-1)n, каждую копию, представляющую массив данных, где число элементов N записывают в память электронно-вычислительной машины, после этого каждый элемент первой копии g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину (Nz1и·Fд), где Nz1=tz1·Fд, а элементы с 1-го по [Nz1и·Fд-1]-й и с [(Nz1и·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, каждый элемент второй копии g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [Nz1+Nz2+2·τи·Fд], где Nz2=tz2·Fд, а элементы с 1-го по [Nz1+Nz2+2·τи·Fд-1]-й и с [(Nz1+Nz2+2·τи·Fд)+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, каждый элемент (L-1) копии, g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд], а элементы с 1-го по [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд-1]-й и с [(Nz1+Nz2+…+Nz(L-1))+(L-1)·τи·Fд+N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, после этого исходный рабочий g-й массив увеличивают на [(Dп-τи)·Fд] элементов, при этом элементы с [N+1]-го по [N+(Dп-τи)·Fд]-й заполняют нулями, полученные массивы одинаковой размерностью складывают друг с другом и получают суммарный z-й рабочий массив Ugsn, от полученного суммарного g-го рабочего массива Ugsn длительностью N+(Dп-τи)·Fд], создают две копии Ugs1n и Ugs2n, в массиве Ugs1n обнуляют все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-го по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(Т1)·Fд]-го, с [N-(Т1-τи)·Fд]-го по 1-й, в массиве Ugs2n обнуляют все элементы с [N+(Dп-τи)·Fд]-го по N-й, с [N-(τи·Fд)]-го по [N-(Т2)·Fд]-го, с [N-(Т2-τи)·Fд]-го по 1-й, элементы каждого обнуленного массива подвергают дискретному прямому преобразованию Фурье с использованием формулы
    Figure 00000043

    где n - номер отчета во временной области, m - номер отчета в частотной области;
    Figure 00000044
    - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для g-го обнуленного рабочего массива Ugs1n или Ugs2n, Sng - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в g-м обнуленном рабочем массиве Ugs1n или Ugs2n, в последующем для каждого g-го обнуленного рабочего массива Ugs1n и Ugs2n вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле
    Figure 00000045

    после чего для каждого g-го рабочего обнуленного массива вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле
    Figure 00000046

    где М - число элементов в векторе Umg, количественно равное N+(Dп-τи)·Fд, в результате дискретного обратного преобразования Фурье для каждого g-го рабочего обнуленного массива получают соответствующий g-й основной массив, состоящий из элементов Ung, после чего вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего g-го основного массива, в результате получают два g-x кепстральных массива, состоящих из элементов
    Figure 00000047
    и
    Figure 00000048
    каждый из которых представляет собой кепстр g-го рабочего массива, для декодирования информации в кепстральном массиве
    Figure 00000049
    выделяют массив V1g, в кепстральном массиве и
    Figure 00000050
    выделяют массив V2g, при этом массив V1g g-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра
    Figure 00000051
    от m0 до m1, массив V2g g-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра
    Figure 00000052
    от m2 до m3, используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1z или V2z при отсутствии помех, записанное в память электронно-вычислительной машины, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θпорg для g-го кепстрального массива, сравнивают величину θпорg с каждым значением соответствующего g-го кепстрального массива, при превышении порога θпорg значениями кепстра в массиве V1g и отсутствии превышения в массиве V2g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δg закодированной логической единицы, при превышении порога θпорg, значениями кепстра в массиве V2g и отсутствии превышения в массиве V1g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δg закодированного логического нуля, принимают, что выделенная информация из первого кепстрального массива соответствует первому биту информации принятой кодограммы, из второго кепстрального массива второму биту информации принятой кодограммы, а из g-го кепстрального массива - g-му биту информации принятой кодограммы, создают результирующий массив, представляющий собой расшифрованную кодограмму, в его элементы записывают последовательно, начиная с первого кепстрального массива и заканчивая G-м кепстральным массивом, выделенную информацию из каждого g-го кепстрального массива, при отсутствии превышения порога θпорg значениями кепстра в установленных массивах V1g или V2g принимают решение об окончании приема кодограммы, после чего с объекта Y на объект Х посылают запросный сигнал, свидетельствующий о готовности объекта Y к приему следующей кодограммы.
RU2010117472/09A 2010-04-30 2010-04-30 Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов RU2422991C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010117472/09A RU2422991C1 (ru) 2010-04-30 2010-04-30 Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010117472/09A RU2422991C1 (ru) 2010-04-30 2010-04-30 Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2422991C1 true RU2422991C1 (ru) 2011-06-27

Family

ID=44739447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010117472/09A RU2422991C1 (ru) 2010-04-30 2010-04-30 Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422991C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464704C1 (ru) * 2011-08-23 2012-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации" Министерства обороны Российской Федерации Асинхронный вейвлет-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов
RU2733628C1 (ru) * 2020-01-28 2020-10-05 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Способ мультипараметрического кодирования информации, передаваемой с помощью сверхширокополосных импульсов

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464704C1 (ru) * 2011-08-23 2012-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации" Министерства обороны Российской Федерации Асинхронный вейвлет-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов
RU2733628C1 (ru) * 2020-01-28 2020-10-05 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации Способ мультипараметрического кодирования информации, передаваемой с помощью сверхширокополосных импульсов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7542486B2 (en) Method of processing an incident pulsed UWB signal received by an independent data device of a wireless data communication system of the WPAN type, and corresponding independent data device
CN100512072C (zh) 利用发送参考前同步信号实现超宽带通信中的同步
US7054349B2 (en) Method and device for decoding an incident pulse signal of the ultra wideband type, in particular for a wireless communication system
US7505516B2 (en) Ultra wide band (UWB) synchronisation search
CN1645776A (zh) 通过超宽带导频信号来同步无线遥测系统的方法和设备
CN102047749A (zh) 认知无线系统、认知无线设备以及无线信号检测方法
JP2011193476A (ja) 伝播ラウンドトリップ遅延を推定するための方法及び通信システム
CN103199887A (zh) 一种适用于直接扩频信号的通用捕获方法
RU2733419C1 (ru) Передатчик и приемник и соответствующие способы
US8576904B2 (en) Method and device for processing a pulse train of a modulated signal, in particular an ultra wideband signal modulated by a digital pulse interval modulation
EP1465354A1 (en) Method and device for synchronization in a wireless ultra wide band data communications system
EP1928119B1 (en) Method of acquiring initial synchronization in impulse wireless communication and receiver
RU2422991C1 (ru) Помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов
JP2001237816A (ja) 信号同期方式および受信装置
RU2427075C2 (ru) Асинхронно-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью сверхширокополосных импульсов
Temim et al. A novel approach to process the multiple reception of non-orthogonal LoRa-like signals
RU2733628C1 (ru) Способ мультипараметрического кодирования информации, передаваемой с помощью сверхширокополосных импульсов
RU2416162C2 (ru) Асинхронный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью сверхширокополосных импульсов
US8396172B2 (en) Method and device for correlating a signal, in particular an ultra wideband signal
RU2723269C1 (ru) Способ синхронизации приёмного и передающего устройств радиолинии при использовании короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов
RU2464704C1 (ru) Асинхронный вейвлет-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов
RU2286017C2 (ru) Способ передачи информации в системе связи с шумоподобными сигналами
US6967945B2 (en) Method and system of communications using a pulse transmission protocol
US20220400455A1 (en) Method for synchronising a communication system based on the retransmission of data
RU155554U1 (ru) Устройство оценки вероятности ошибки на бит для сигналов с восьмипозиционной фазовой модуляцией по двухпозиционным сигналам