RU2475961C2 - Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation - Google Patents

Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2475961C2
RU2475961C2 RU2010139739/08A RU2010139739A RU2475961C2 RU 2475961 C2 RU2475961 C2 RU 2475961C2 RU 2010139739/08 A RU2010139739/08 A RU 2010139739/08A RU 2010139739 A RU2010139739 A RU 2010139739A RU 2475961 C2 RU2475961 C2 RU 2475961C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
block
generator
Prior art date
Application number
RU2010139739/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010139739A (en
Inventor
Лев Андреевич Фомин
Александр Павлович Жук
Сергей Александрович Скоробогатов
Денис Владимирович Романько
Антон Сергеевич Иванов
Роман Александрович Воронкин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет"
Priority to RU2010139739/08A priority Critical patent/RU2475961C2/en
Publication of RU2010139739A publication Critical patent/RU2010139739A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475961C2 publication Critical patent/RU2475961C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: in the proposed method, including an operation of simultaneous transfer of complex broadband signals on the background of a sync signal, instead of orthogonal signals of non-linear de Brujn sequences, they use sequences produced by means of functional conversions of random functions with replacement of a sequence shape in process of messages transfer from one information symbol to another.
EFFECT: higher level of structural security of transfer.
3 cl, 5 dwg, 2 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к передаче сообщений по радиоканалам с использованием широкополосных шумоподобных сигналов с кодовым разделением абонентов, а также в высокоскоростных системах передачи конфиденциальной информации.The invention relates to the field of radio communications, and in particular to the transmission of messages over radio channels using wideband noise-like signals with code division of subscribers, as well as in high-speed systems for transmitting confidential information.

Уровень техникиState of the art

Известен способ передачи информации с кодовым разделением каналов, который используется в сотовой системе подвижной радиосвязи общего пользования с кодовым разделением каналов (фирма Qualkomm, Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: АОЗТ «Эко-трендз Ко», 1996). Система многостанционного доступа с кодовым разделением Qualkomm построена по принципу расширения спектра частот на основе использования 64 видов последовательностей, сформированных по закону функций Уолша.There is a method of transmitting information with code division multiplexing, which is used in a cellular mobile radio communication system of general use with code division multiplexing (firm Qualkomm, Gromakov Yu.A. Standards and systems for mobile radiocommunication. - M.: AOZT Eco-Trends Co., 1996 ) Qualkomm code division multiple access system is built on the principle of expanding the frequency spectrum based on the use of 64 types of sequences formed according to the law of Walsh functions.

Передатчик базовой станции может одновременно передавать информацию по 64 каналам. В каждом канале используется одна из 64 последовательностей Уолша. При изменении знака информационного сообщения фаза используемой последовательности изменяется на 180 градусов. Синхронизирующий сигнал, на фоне которого передаются информационные сигналы, служит для введения передатчика базовой станции и приемника абонентской станции в цикловую фазу и обеспечивает передачу служебной информации.The base station transmitter can simultaneously transmit information on 64 channels. Each channel uses one of 64 Walsh sequences. When you change the sign of an informational message, the phase of the used sequence changes by 180 degrees. The synchronizing signal, against which information signals are transmitted, serves to introduce the transmitter of the base station and the receiver of the subscriber station in the cyclic phase and provides the transmission of service information.

Поскольку сигналы Уолша имеют ярко выраженную регулярную структуру, которая известна, данный способ обладает низкой структурной скрытностью в системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, плохими корреляционными свойствами и недостаточно длинными кодовыми последовательностями.Since the Walsh signals have a pronounced regular structure, which is known, this method has low structural secrecy in multiple access systems with code division multiplexing, poor correlation properties and insufficiently long code sequences.

Наиболее близким по технической сущности способом, выбранным в качестве прототипа, является способ передачи информации в системах с кодовым разделением каналов и устройство для его осуществления (патент РФ №2234191, Н04В 7/216, H04L 9/26, опубл. 10.08.2004 г.).The closest in technical essence the method chosen as a prototype is a method of transmitting information in systems with code division multiplexing and a device for its implementation (RF patent No. 2234191, Н04В 7/216, H04L 9/26, published on 08/10/2004. )

Достижение технического результата в виде повышения уровня структурной скрытности передачи в данном изобретении достигается включением операции одновременной передачи сложных широкополосных сигналов на фоне сигнала синхронизации с использованием ортогональных словарей на основе нелинейных последовательностей де Брейна со сменой формы последовательности в процессе передачи от одного информационного символа к другому, каждое кодовое слово которых может быть построено путем суммирования по модулю два сигналов, снимаемых с разрядов регистра сдвига с нелинейными обратными связями, функция обратных связей которого задается формулойThe achievement of a technical result in the form of increasing the level of structural secrecy of transmission in this invention is achieved by including the operation of simultaneous transmission of complex broadband signals against a synchronization signal using orthogonal dictionaries based on non-linear de Bruin sequences with a change in the shape of the sequence during transmission from one information symbol to another, each whose code word can be constructed by summing modulo two signals taken from the discharge shift register with nonlinear feedback, feedback function which is given by

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- разрешенный набор двоичных чисел, определяющих порядок подключения прямых и инверсных выходов m;Where
Figure 00000002
- an allowed set of binary numbers that determine the connection order of direct and inverse outputs m;

d - число разрешенных наборов двоичных чисел для генерирования последовательности L, равной 2m;d is the number of allowed sets of binary numbers to generate a sequence L equal to 2 m ;

Figure 00000003
, если
Figure 00000004
,
Figure 00000005
;
Figure 00000003
, if
Figure 00000004
,
Figure 00000005
;

а если

Figure 00000006
, то
Figure 00000007
.what if
Figure 00000006
then
Figure 00000007
.

Устройство передачи, включающее передающую аппаратуру, содержащую N, равное 2m каналов, каждый из которых содержит блок цифровой информации, модулятор, объединитель блока формирования группового сигнала, блок фазовой модуляции, усилитель мощности, подключенный к передающей антенне, генератор сигнала синхронизации, генератор тактовых импульсов, блок служебной информации, блок перестройки структуры сигнала, генератор де Брейна, а в приемной аппаратуре содержит блок высокочастотной селекции/связанный с приемной антенной, блок корреляционной обработки, блок обнаружения сигнала синхронизации, блок поиска, генератор копии сигнала синхронизации, блок выделения служебной информации, генератор тактовых импульсов, блок выделения информации, блок получателя информации, блок перестройки структуры сигнала, генератор копии сигнала де Брейна и связи между ними.A transmission device including transmitting equipment containing N equal to 2 m channels, each of which contains a digital information unit, a modulator, a combiner of a group signal generation unit, a phase modulation unit, a power amplifier connected to a transmitting antenna, a synchronization signal generator, a clock generator , service information unit, signal structure adjustment unit, de Bruyne generator, and in the receiving equipment contains a high-frequency selection unit / associated with the receiving antenna, correlation unit hydrochloric processing block synchronization detection signal, the search unit, a synchronization signal generator copy block allocation overhead, the clock generator block allocation information, a block of information the recipient block adjustment signal structure, copy signal generator and de Bruijn connection therebetween.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

а) ограниченный набор словарей де Брейна, определяемый следующей формулой:a) a limited set of de Brain dictionaries, defined by the following formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

где bi - число элементов в i-м цикле,where b i is the number of elements in the i-th cycle,

k - общее число циклов подстановки;k is the total number of lookup cycles;

б) номенклатура длин последовательностей невеликаb) the nomenclature of the lengths of the sequences is small

L=2m,L = 2 m

где m - число элементов памяти регистра сдвига,where m is the number of memory elements of the shift register,

и зависит от m, при больших значениях m приводит к достаточно высокой сложности аппаратуры, генерирующей кодовые последовательности;and depends on m, for large values of m leads to a rather high complexity of the equipment generating code sequences;

в) усложнение алгоритма формирования приводит к нарушению сбалансированности структуры ПСП;c) the complexity of the formation algorithm leads to an imbalance in the structure of the SRP;

г) взаимокорреляционные свойства ПСП с увеличением объема ансамбля начинают резко ухудшаться.d) the inter-correlation properties of the SRP with an increase in the volume of the ensemble begin to deteriorate sharply.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является повышение уровня структурной скрытности за счет повышения длины кода и увеличения объемов ансамблей, а также улучшение корреляционных свойств передаваемого сигнала.The objective of the invention is to increase the level of structural secrecy by increasing the length of the code and increasing the volume of ensembles, as well as improving the correlation properties of the transmitted signal.

Технический результат состоит в повышении уровня структурной скрытности за счет увеличения длины кода и объемов ансамблей, а также улучшения корреляционных свойств сформированного сигнала.The technical result consists in increasing the level of structural secrecy by increasing the code length and ensemble volumes, as well as improving the correlation properties of the generated signal.

Для достижения технического результата в способе передачи информации в системах с кодовым разделением каналов, заключающемся в применении для передачи сообщений сменяемых от одного информационного символа к другому кодовых последовательностей, в качестве которых согласно изобретению используют последовательности, получаемые путем функциональных преобразований случайных функций, основанным на свойстве инвариантности дифференциала вероятностиIn order to achieve a technical result in a method of transmitting information in systems with code division multiplexing, which consists in using code sequences for transmitting messages that can be changed from one information symbol to another, the sequences obtained by functional transformations of random functions based on the invariance property are used according to the invention probability differential

g(τ)dτ=f(x)dx,g (τ) dτ = f (x) dx,

где х - исходная случайная величина;where x is the original random variable;

f(x) - плотность распределения исходной случайной величины;f (x) is the distribution density of the initial random variable;

τ - случайный интервал времени между мгновенными значениями, преобразованными случайными величинами;τ is a random time interval between instantaneous values transformed by random variables;

g(τ) - плотность распределения преобразованной функции, причем случайные величины х и τ связаны однозначной детерминированной функциональной зависимостьюg (τ) is the distribution density of the transformed function, and the random variables x and τ are related by an unambiguous deterministic functional dependence

τ=φ(х),τ = φ (x),

представляющую собой однозначную дифференцируемую функцию, допускающую обратное преобразованиеrepresenting a unique differentiable function admitting an inverse transformation

х=ψ(τ),x = ψ (τ),

таким образом, что из упомянутого свойства следует, что функция распределения случайной величины τ равнаThus, it follows from the mentioned property that the distribution function of the random variable τ is equal to

Figure 00000009
Figure 00000009

и позволяет определить значение случайной величины τ:and allows you to determine the value of the random variable τ:

τ=φ{F-1[rnd(1)+F(a)]},τ = φ {F -1 [rnd (1) + F (a)]},

где F-1 - функция, обратная функции распределения случайной функции х, причем F'(x)=f(x);where F -1 is the inverse of the distribution function of the random function x, and F '(x) = f (x);

rnd(1) - числовые значения, генерируемые генератором случайных чисел, равномерно распределенные на интервале [0,1];rnd (1) - numerical values generated by a random number generator, uniformly distributed over the interval [0,1];

а - параметр, определяемый из условия нормировкиa is a parameter determined from the normalization condition

Figure 00000010
Figure 00000010

Для получения случайной величины с заданной функцией распределения необходимо построить детерминированную функцию τ=G-1(х) и получить искомые случайные значения этой функции от аргумента, определяемого числом, являющимся случайной величиной с равномерным законом распределения на интервале [0,1]. Таким образом, перепишем формулу для τ с учетом этого замечания.To obtain a random variable with a given distribution function, it is necessary to construct a deterministic function τ = G -1 (x) and obtain the desired random values of this function from an argument determined by a number that is a random variable with a uniform distribution law on the interval [0,1]. Thus, we rewrite the formula for τ taking this remark into account.

τ=φ{F-1[rnd(1)+F(a)]},τ = φ {F -1 [rnd (1) + F (a)]},

где rnd(1) - случайные числа, равномерно распределенные в интервале [0,1].where rnd (1) are random numbers uniformly distributed in the interval [0,1].

Отождествляя τ с интервалом времени между моментами появления случайных чисел, получим последовательности с заданными свойствами.By identifying τ with the time interval between the moments of the appearance of random numbers, we obtain sequences with given properties.

Путем подачи последовательности на счетный вход Т триггера RST можно получить последовательности, в которых как длительности импульсов, так и интервалы между ними будут случайной величиной единичной амплитуды, где распределение опрокидываний осуществлено по законуBy supplying a sequence to the counting input T of the RST trigger, it is possible to obtain sequences in which both the pulse durations and the intervals between them will be a random unit amplitude, where the rollover distribution is carried out according to the law

τ=φ{F-1[rnd(1)+F(a)]}.τ = φ {F -1 [rnd (1) + F ( a )]}.

Синхронность работы тактовых генераторов на приемной и передающей части осуществляется традиционным способом, а именно использованием высокостабильных стандартов частоты с относительной нестабильностью частоты от 10-12 до 10-13.The synchronization of the work of clock generators at the receiving and transmitting parts is carried out in the traditional way, namely, using highly stable frequency standards with relative frequency instability from 10 -12 to 10 -13 .

Предлагаемый способ передачи информации в системах с кодовым разделением каналов осуществляется с помощью устройства передачи информации, включающего передающую аппаратуру, содержащую N каналов, каждый из которых содержит блок цифровой информации, подключенный своим выходом к первому входу модулятора, выход которого является выходом каждого канала, соединенный через объединитель блока формирования группового сигнала с первым входом модулятора блока формирования группового сигнала, выход которого является выходом блока формирования группового сигнала, который через блок фазовой модуляции и усилитель мощности подключен к передающей антенне, второй вход модулятора блока формирования группового сигнала соединен с выходом генератора сигнала синхронизации, вход которого соединен с первым выходом блока служебной информации, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй выход блока служебной информации соединен с входами блоков цифровой информации каждого из N каналов; приемную аппаратуру, содержащую блок высокочастотной селекции, вход которого соединен с приемной антенной, а выход одновременно подсоединен к первому входу блока корреляционной обработки, выход которого соединен с первым входом блока выделения информации, соединенного своим выходом с блоком получателя информации, и первому входу блока обнаружения сигнала синхронизации, первый выход которого через блок поиска подключен к первому входу блока копии генератора сигнала синхронизации, выход которого соединен с вторым входом блока обнаружения сигнала синхронизации, при этом блок копии генератора тактовых импульсов подключен к вторым входам блока копии генератора сигнала синхронизации и блока выделения информации, соответственно. При этом согласно изобретению в передающую аппаратуру введен блок задания исходных функций, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы подключены к первым входам блока функциональных преобразований, выход которого соединен с входом преобразователя, а первый вход подсоединен к выходу генератора случайных чисел, первые входы которого подключены к выходам блока задания начальных значений, связанный своим входом с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход генератора случайных чисел соединен с третьим выходом блока служебной информации, выходы преобразователя соединены с входами модулятора каждого канала; в приемную аппаратуру также согласно изобретению введен блок задания копий исходных функций, выходы которого соединены с первыми входами копии блока функциональных преобразований, выход которого подключен к второму входу блока корреляционной обработки, а второй вход подсоединен к выходу копии генератора случайных чисел, первые входы которого соединены с выходами блока задания копий начальных значений, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подсоединенный своим выходом к второму входу копий блока функциональных преобразований и входу блока задания копий исходных функций, при этом третий вход копии генератора случайных чисел соединен с вторым выходом блока обнаружения сигнала синхронизации. Блок функциональных преобразований содержит функциональный преобразователь, первый и второй входы которого соединены с выходами блока задания исходных функций, соответственно, а выход подключен к первому входу блока вычисления обратной функции, второй вход которого подсоединен к выходу генератора случайных чисел, при этом выход блока вычисления обратной функции соединен с счетным входом триггера, прямой выход которого соединен с входом блока нормировки, выход которого подсоединен к первому входу блока выделения сегмента, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом блока функциональных преобразований.The proposed method of transmitting information in systems with code division multiplexing is carried out using an information transmission device that includes transmitting equipment containing N channels, each of which contains a digital information unit connected by its output to the first input of the modulator, the output of which is the output of each channel, connected through a combiner of a group signal generating unit with a first input of a modulator of a group signal generating unit, the output of which is an output of a generating unit I have a group signal, which is connected to a transmitting antenna through a phase modulation unit and a power amplifier, the second input of the modulator of the group signal generation unit is connected to the output of the synchronization signal generator, the input of which is connected to the first output of the service information block, the input of which is connected to the output of the clock generator, the second output of the service information block is connected to the inputs of the digital information blocks of each of the N channels; receiving equipment comprising a high-frequency selection unit, the input of which is connected to the receiving antenna, and the output is simultaneously connected to the first input of the correlation processing unit, the output of which is connected to the first input of the information extraction unit, connected by its output to the information receiver unit, and the first input of the signal detection unit synchronization, the first output of which through the search unit is connected to the first input of the copy unit of the synchronization signal generator, the output of which is connected to the second input of the detection unit Nia synchronization signal, wherein a block copy of the clock connected to the second inputs of synchronization signal generator copies the block and the block allocation information, respectively. Moreover, according to the invention, a unit for setting initial functions is introduced into the transmitting equipment, the input of which is connected to the output of the clock generator, and the outputs are connected to the first inputs of the functional transformation unit, the output of which is connected to the input of the converter, and the first input is connected to the output of the random number generator, the first the inputs of which are connected to the outputs of the initial value setting unit, connected by its input to the output of the clock generator, the second input of the random number generator is connected to a third by the output of the service information block, the outputs of the converter are connected to the inputs of the modulator of each channel; according to the invention, a copy assignment unit of the initial functions is also introduced into the receiving equipment, the outputs of which are connected to the first inputs of the copy of the functional transformation unit, the output of which is connected to the second input of the correlation processing unit, and the second input is connected to the output of the random number generator copy, the first inputs of which are connected to the outputs of the block copies of the initial values, the input of which is connected to the output of the clock generator, connected by its output to the second input of copies of the block functional transformations and the input of the block specifying copies of the original functions, while the third input of the random number generator copy is connected to the second output of the synchronization signal detection block. The block of functional transformations contains a functional converter, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the block for setting the initial functions, respectively, and the output is connected to the first input of the block for calculating the inverse function, the second input of which is connected to the output of the random number generator, while the output of the block for calculating the inverse function connected to the counting input of the trigger, the direct output of which is connected to the input of the normalization block, the output of which is connected to the first input of the segment selection block, the second input which through a frequency divider is connected to the output of the clock generator, and the output is the output of the block of functional transformations.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показана структурная схема передающей аппаратуры устройства передачи информации с кодовым разделением каналов.Figure 1 shows the structural diagram of the transmitting equipment of the information transmission device with code division multiplexing.

На фиг.2 показана структурная схема приемной аппаратуры устройства передачи информации с кодовым разделением каналов.Figure 2 shows the structural diagram of the receiving equipment of the information transmission device with code division multiplexing.

На фиг.3 приведена структурная схема блока функциональных преобразований.Figure 3 shows the structural diagram of the block functional transformations.

На фиг.4 приведен пример выполнения схемы генератора случайных чисел.Figure 4 shows an example implementation of a random number generator circuit.

На фиг.5 диаграммы работы устройства передачи информации с кодовым разделением каналов.Figure 5 diagrams of the operation of the device for transmitting information with code division multiplexing.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности: сначала с помощью вспомогательного синхронизирующего сложного сигнала передающая аппаратура базовой станции и приемная аппаратура абонентских станций вводится в цикловую фазу. Затем посредством манипуляции вспомогательного сигнала синхронизации на каждую абонентскую станцию передается служебная информация (единый начальный блок для всех абонентских станций). После выполнения указанной процедуры начинается одновременная передача всеми абонентами цифровой информации по каналам связи, при этом в каждом канале связи каждому биту информации фиксированного канала ставится в соответствие сложный сигнал, структура которого зависит от номера сигнала исходной последовательности ортогональных сигналов и содержания передаваемого бита, причем, если информационный бит равен нулю, то за время длительности информационного бита, передается один период сложного сигнала прямой структуры, а в случае, если информационный бит равен единице - инверсной структуры. После передачи очередного информационного бита в каждом канале связи на передающей и приемной стороне производится синхронная смена кодовых слов переносчиков информации каждого канала. При этом сигнал, используемый на приемной стороне для корреляционной обработки, будет иметь структуру, совпадающую с сигналом, излучаемым передатчиком, и, следовательно, может быть использован для обработки информационного потока, адресованного получателю цифровой информации.The proposed method is carried out in the following sequence: first, using the auxiliary synchronizing complex signal, the transmitting equipment of the base station and the receiving equipment of the subscriber stations are introduced into the cyclic phase. Then, by manipulating the auxiliary synchronization signal, service information is transmitted to each subscriber station (a single starting block for all subscriber stations). After performing this procedure, all subscribers simultaneously transmit digital information through communication channels, and in each communication channel each bit of information on a fixed channel is associated with a complex signal, the structure of which depends on the signal number of the original sequence of orthogonal signals and the content of the transmitted bit, if the information bit is equal to zero, then during the duration of the information bit, one period of a complex signal of direct structure is transmitted, and if information bit is equal to one - inverse structure. After the transmission of the next information bit in each communication channel on the transmitting and receiving side, the codewords of the information carriers of each channel are synchronously changed. In this case, the signal used at the receiving side for correlation processing will have a structure coinciding with the signal emitted by the transmitter, and, therefore, can be used to process the information stream addressed to the recipient of digital information.

В качестве кодовых слов используют последовательности, получаемые путем функциональных преобразований случайных функций, основанных на свойстве инвариантности дифференциала вероятностиAs code words, sequences obtained by functional transformations of random functions based on the invariance property of the probability differential are used

g(τ)dτ=f(x)dx,g (τ) dτ = f (x) dx,

где х - исходная случайная величина;where x is the original random variable;

f(x) - плотность распределения исходной случайной величины;f (x) is the distribution density of the initial random variable;

τ - случайный интервал времени между мгновенными значениями, преобразованными случайными величинами;τ is a random time interval between instantaneous values transformed by random variables;

g(τ) - плотность распределения преобразованной функции, так что случайные величины х и τ связаны однозначной детерминированной функциональной зависимостьюg (τ) is the distribution density of the transformed function, so that the random variables x and τ are related by a unique deterministic functional dependence

τ=φ(õ),τ = φ (õ),

представляющую собой однозначную дифференцируемую функцию, допускающую обратное преобразованиеrepresenting a unique differentiable function admitting an inverse transformation

х=ψ(τ),x = ψ (τ),

таким образом, из упомянутого свойства следует, что функция распределения случайной величины τ равнаThus, it follows from the mentioned property that the distribution function of the random variable τ is

Figure 00000011
Figure 00000011

и позволяет определить значение случайной величины τ:and allows you to determine the value of the random variable τ:

τ=φ{F-1[rnd(1)+F(a)]},τ = φ {F -1 [rnd (1) + F (a)]},

где F-1 - функция, обратная функции распределения случайной функции х, причем F'(x)=f(x);where F -1 is the inverse of the distribution function of the random function x, and F '(x) = f (x);

rnd(1) - числовые значения, генерируемые генератором случайных чисел, равномерно распределенных на интервале [0,1];rnd (1) - numerical values generated by a random number generator uniformly distributed over the interval [0,1];

а - параметр, определяемый из условия нормировки a is a parameter determined from the normalization condition

Figure 00000012
Figure 00000012

Устройство передачи информации в системах с кодовым разделением каналов (фиг.1-3), включающее передающую аппаратуру, содержащую N каналов 1, каждый из которых содержит блок цифровой информации 2, подключенный своим выходом к первому входу модулятора 3, выход которого является выходом каждого канала, соединенный через объединитель 4 блока формирования группового сигнала 5 с первым входом модулятора 6 блока формирования группового сигнала 5, выход которого является выходом блока формирования группового сигнала 5, который через блок фазовой модуляции 7 и усилитель мощности 8 подключен к передающей антенне 9, второй вход модулятора 6 блока формирования группового сигнала 5 соединен с выходом генератора сигнала синхронизации 10, вход которого соединен с первым выходом блока служебной информации 11, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 12, второй выход блока служебной информации 11 соединен с входами блоков цифровой информации 2 каждого из N каналов; приемную аппаратуру, содержащую блок высокочастотной селекции 13, вход которого соединен с приемной антенной 14, а выход одновременно подсоединен к первому входу блока корреляционной обработки 15, выход которого соединен с первым входом блока выделения информации 16, соединенного своим выходом с блоком получателя информации 17, и первому входу блока обнаружения сигнала синхронизации 18, первый выход которого через блок поиска 19 подключен к первому входу блока копии генератора сигнала синхронизации 20, выход которого соединен с вторым входом блока обнаружения сигнала синхронизации 18, при этом блок копии генератора тактовых импульсов 21 подключен ко вторым входам блока копии генератора сигнала синхронизации 20 и блока выделения информации 16, соответственно. В передающую аппаратуру введен блок задания исходных функций 22, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 11, а выходы подключены к первым входам блока функциональных преобразований 23, выход которого соединен с входом преобразователя 24, а первый вход подсоединен к выходу генератора случайных чисел 25, первые входы которого подключены к выходам блока задания начальных значений 26, связанный своим входом с выходом генератора тактовых импульсов 12, второй вход генератора случайных чисел 25 соединен с третьим выходом блока служебной информации 11, выходы преобразователя 24 соединены с входами модулятора 3 каждого канала 1, в приемную аппаратуру введен блок задания копий исходных функций 27, выходы которого соединены с первыми входами копии блока функциональных преобразований 28, выход которого подключен ко второму входу блока корреляционной обработки 15, а второй вход подсоединен к выходу копии генератора случайных чисел 29, первые входы которого соединены с выходами блока задания копий начальных значений 30, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 21, подсоединенный своим выходом к второму входу копий блока функциональных преобразований 28 и входу блока задания копий исходных функций 27, при этом третий вход копии генератора случайных чисел 29 соединен с вторым выходом блока обнаружения сигнала синхронизации 18.Information transfer device in systems with code division multiplexing (Figs. 1-3), including transmitting equipment containing N channels 1, each of which contains a digital information unit 2, connected by its output to the first input of modulator 3, the output of which is the output of each channel connected through a combiner 4 of the group signal generating unit 5 to the first input of a modulator 6 of the group signal generating unit 5, the output of which is the output of the group signal generating unit 5, which through the phase mode unit 7 and the power amplifier 8 is connected to the transmitting antenna 9, the second input of the modulator 6 of the group signal generation unit 5 is connected to the output of the synchronization signal generator 10, the input of which is connected to the first output of the service information block 11, the input of which is connected to the output of the clock generator 12, the second output of the service information block 11 is connected to the inputs of the digital information blocks 2 of each of the N channels; receiving equipment comprising a high-frequency selection unit 13, the input of which is connected to the receiving antenna 14, and the output is simultaneously connected to the first input of the correlation processing unit 15, the output of which is connected to the first input of the information extraction unit 16, connected by its output to the information receiver unit 17, and the first input of the synchronization signal detection unit 18, the first output of which through the search unit 19 is connected to the first input of the copy unit of the synchronization signal generator 20, the output of which is connected to the second input the synchronization signal detection lock 18, while the copy block of the clock generator 21 is connected to the second inputs of the copy block of the synchronization signal generator 20 and the information extraction unit 16, respectively. A block for setting initial functions 22 is introduced into the transmitting equipment, the input of which is connected to the output of the clock generator 11, and the outputs are connected to the first inputs of the functional transformations block 23, the output of which is connected to the input of the converter 24, and the first input is connected to the output of the random number generator 25, the first inputs of which are connected to the outputs of the initial value setting unit 26, connected by its input to the output of the clock generator 12, the second input of the random number generator 25 is connected to the third output of the block 1, the outputs of the converter 24 are connected to the inputs of the modulator 3 of each channel 1, a unit for specifying copies of the original functions 27 is inserted into the receiving equipment, the outputs of which are connected to the first inputs of a copy of the block of functional transformations 28, the output of which is connected to the second input of the correlation processing unit 15, and the second input is connected to the output of the copy of the random number generator 29, the first inputs of which are connected to the outputs of the copy unit of the initial values 30, the input of which is connected to the output of the clock mpulsov 21, its output connected to the second input unit copies functional transformation unit 28 and input task copies of the original functions 27, wherein the third input of the copy of random number generator 29 is connected to a second output synchronization signal detection unit 18.

Блок функциональных преобразований 23 содержит функциональный преобразователь 31, первый и второй входы которого соединены с выходами блока задания исходных функций 22, соответственно, а выход подключен к первому входу блока вычисления обратной функции 32, второй вход которого подсоединен к выходу генератора случайных чисел 25, при этом выход блока вычисления обратной функции 32 соединен с счетным входом триггера 33, прямой выход которого соединен с входом блока нормировки 34, выход которого подсоединен к первому входу блока выделения сегмента 35, второй вход которого через делитель частоты 36 соединен с выходом генератора тактовых импульсов 12, а выход является выходом блока функциональных преобразований 23.The block of functional transformations 23 contains a functional converter 31, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the block for setting the initial functions 22, respectively, and the output is connected to the first input of the block for calculating the inverse function 32, the second input of which is connected to the output of the random number generator 25, while the output of the inverse function calculation unit 32 is connected to the counting input of the trigger 33, the direct output of which is connected to the input of the normalization unit 34, the output of which is connected to the first input of the segment selection unit 35, the second input of which via a frequency divider 36 connected to the output of the clock 12, and the output is the output of block 23 functional transformations.

Устройство работает следующим образом. Сигналы, снимаемые с выхода модулятора 3 каждого канала, одновременно подаются в блок формирования группового сигнала 4, где после их объединения в блоке формирования группового сигнала 5 и наложения в модуляторе 6 сигнала синхронизации, вырабатываемого генератором сигнала синхронизации 10, происходит образование группового сигнала, спектр которого после переноса в область несущей частоты в блоке фазовой модуляции 7 и усилителе мощности 8 через антенну 9 излучаются в эфир. На приемной стороне поступающий сигнал подвергается предварительной обработке в блоке высокочастотной селекции 13. С выхода этого блока сигнал одновременно подается в блок обнаружения сигнала синхронизации 18 и блок корреляционной обработки. При этом блок обнаружения сигнала синхронизации 18 совместно с блоком поиска 19 вводят в синхронизм генератор копии сигнала синхронизации 20.The device operates as follows. The signals taken from the output of the modulator 3 of each channel are simultaneously fed to the group signal generating unit 4, where after combining them in the group signal generating unit 5 and applying the synchronization signal generated by the synchronization signal generator 10 in the modulator 6, a group signal is formed, the spectrum of which after being transferred to the carrier frequency region in the phase modulation unit 7 and the power amplifier 8, they are broadcasted through the antenna 9 through the antenna 9. At the receiving side, the incoming signal is pre-processed in the high-frequency selection unit 13. From the output of this unit, the signal is simultaneously supplied to the synchronization signal detection unit 18 and the correlation processing unit. In this case, the synchronization signal detection unit 18, together with the search unit 19, synchronizes the generator of the synchronization signal 20 into synchronism.

Пример реализации блока функциональных преобразованийAn example of the implementation of the block of functional transformations

Предлагаемый пример реализации блока функциональных преобразований 23 представляет собой программный способ его реализации (например, персональный компьютер), при котором сигналы на выходе блока формируются и снимаются через программируемый USB порт и поступают на передающей стороне на вход преобразователя 24, который представляет собой преобразователь последовательного кода в параллельный. На приемной стороне формируется копия такого сигнала и подается на второй вход блока корреляционной обработки 15, где вычисляется корреляционная функция процессов между передаваемым сигналом и копией этого сигнала (смотри пункт 7 методики). Ниже приведена процедура формирования кодовых слов, используемых в процессе передачи информации в системе с кодовым разделением каналов.The proposed example of the implementation of the block of functional transformations 23 is a software method for its implementation (for example, a personal computer), in which signals at the output of the block are generated and removed via a programmable USB port and are transmitted on the transmitting side to the input of the converter 24, which is a serial code converter in parallel. A copy of such a signal is formed on the receiving side and fed to the second input of the correlation processing unit 15, where the correlation function of the processes between the transmitted signal and a copy of this signal is calculated (see paragraph 7 of the methodology). The following is the procedure for generating code words used in the process of transmitting information in a code division multiplexing system.

1. Задание исходных функций. Реализуется блоком 22, представленным на фиг.3.1. The task of the original functions. It is implemented by the block 22 shown in Fig.3.

Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015

2. Функциональное преобразование. Реализуется блоком 23, представленным на фиг.3.2. Functional transformation. It is implemented by the block 23 shown in Fig.3.

Figure 00000016
Figure 00000016

3. Вычисление обратной функции при а=2. Реализуется блоком 32, представленным на фиг.3.3. Calculation of the inverse function for a = 2. It is implemented by block 32, presented in figure 3.

Figure 00000017
Figure 00000017

4. Задание начальных значений. Реализуется блоком 26, представленным на фиг.4.4. Setting the initial values. It is implemented by the block 26, presented in figure 4.

mk=1, q=517, M=240.m k = 1, q = 5 17 , M = 2 40 .

5. Генерация случайных чисел. Реализуется блоком 25, представленным на фиг.4.5. Random number generation. It is implemented by the block 25, presented in figure 4.

Figure 00000018
Figure 00000018

При этом сигнал формируемый генератором случайных чисел представлен на фиг.5а, сигнал, получаемый на выходе триггера представлен на фиг 5b, сигнал на выходе блока сегментации показан на фиг 5с и АКФ и ВКФ процесса в блоке корреляционной обработки представлены на фиг 5d, e.In this case, the signal generated by the random number generator is shown in Fig. 5a, the signal received at the output of the trigger is shown in Fig. 5b, the signal at the output of the segmentation unit is shown in Fig. 5c, and the ACF and VKF of the process in the correlation processing unit are shown in Fig. 5d, e.

Получаемые системы сигналов являются сегментными системами [2] и формируются из отрезков последовательностей, длина которых определяется периодом работы генератора случайных чисел 25. Длина сегмента определяет рабочую длину кодовой последовательности и задается как характеристика системы передачи и определяет базу сигнала (В=N). Эта длина формируется в блоке сегментации 35 с помощью деления частоты тактового генератора 12 с помощью делителя частоты 36, коэффициент деления которого определяет длину сегмента. Такая система представляет собой производную систему сигналов [2], где в качестве производящего сигнала используется сигнал с выхода делителя (см. п.5 процедура формирования кодовых слов).The resulting signal systems are segmented systems [2] and are formed from segments of sequences, the length of which is determined by the period of operation of the random number generator 25. The segment length determines the working length of the code sequence and is specified as a characteristic of the transmission system and determines the signal base (B = N). This length is formed in the segmentation unit 35 by dividing the frequency of the clock generator 12 using the frequency divider 36, the division ratio of which determines the length of the segment. Such a system is a derivative signal system [2], where the signal from the output of the divider is used as the generating signal (see section 5, the procedure for generating code words).

На приемной стороне осуществляется аналогичная процедура формирования копий кодовых слов, используемых в процессе приема информации в системе с кодовым разделением каналов, в копии блока функциональных преобразований 28.On the receiving side, a similar procedure for generating copies of codewords used in the process of receiving information in a code division system is carried out in a copy of the functional transform unit 28.

Как на передающей, так и на приемной стороне в процессе обучения формируются таблицы исходных функций, которые в момент передачи информации используются для формирования рабочих кодовых комбинаций. Эти таблицы хранятся в памяти системы передачи на передающей стороне. На приемной стороне должны храниться копии этих таблиц. Использование и смена этих таблиц в каждый заданный момент времени задается блоком служебной информации 11 на передающей стороне и его копией 18 на приемной.Both on the transmitting and receiving sides, during the training process, tables of initial functions are formed, which at the time of the transmission of information are used to form working code combinations. These tables are stored in the memory of the transmission system on the transmitting side. Copies of these tables should be kept on the receiving side. The use and change of these tables at any given point in time is specified by the service information block 11 on the transmitting side and its copy 18 on the receiving side.

Пример выполнения этих таблиц в сокращенном варианте представляют собой таблицы 1 и 2.An example of the implementation of these tables in an abbreviated form are tables 1 and 2.

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000021

В таблице 1 приведены 4 класса функций, для которых в первой графе даны их аналитические выражения, и которые могут рассматриваться как функции распределения с учетом формальных свойств и области задания. Во второй графе таблицы 1 заданы функции преобразования, связывающие переменные х и τ. В третьей графе представлены функционально преобразованные функции распределения интервалов между элементами формируемых последовательностей, а в четвертой графе показаны значения обратной функции, вычисляемые в блоке вычисления обратной функции 32 (см. п.3 методики). Функции выбраны случайным образом, но с учетом некоторых формальных приемов, позволяющих по внешним признакам оценить качество получаемых корреляционных функций. Соответствующие осциллограммы этих автокорреляционных функций приведены в третьей графе таблицы 2. В первой графе таблицы 2 приведены реализации псевдослучайных последовательностей длительностью 100 мс, полученные в виде сегментов в блоке сегментации 35 и нормировки 34. Качество последовательности определено по значениям коэффициента дисбаланса d и по оптимальному числу блоков в последовательности µ0 (блок - это расстояние между двумя смежными опрокидываниями триггера). Их значения приведены во второй графе таблицы 2. Качество автокорреляционных функций (АКФ) и взаимокорреляционных функций (ВКФ) определяется уровнем боковых пиков (ρA, ρB), значения которых приведены во второй графе таблицы 2. В [3] показано, что для последовательностей, обладающих «хорошими» взаимокорреляционными свойствами, как наиболее важными для систем CDMA, уровень боковых пиков не должен превышать

Figure 00000022
Table 1 shows 4 classes of functions for which their analytical expressions are given in the first column, and which can be considered as distribution functions taking into account the formal properties and the task domain. In the second column of Table 1, transformation functions are defined that relate the variables x and τ. The third column shows the functionally transformed distribution functions of the intervals between the elements of the generated sequences, and the fourth column shows the values of the inverse function calculated in the block for calculating the inverse function 32 (see paragraph 3 of the methodology). The functions were chosen randomly, but taking into account some formal techniques that allow evaluating the quality of the obtained correlation functions by external signs. The corresponding oscillograms of these autocorrelation functions are shown in the third column of table 2. The first column of table 2 shows the implementations of pseudorandom sequences lasting 100 ms, obtained as segments in the segmentation block 35 and normalization 34. The quality of the sequence is determined by the values of the unbalance coefficient d and the optimal number of blocks in the sequence µ 0 (the block is the distance between two adjacent flips of the trigger). Their values are given in the second column of Table 2. The quality of the autocorrelation functions (ACF) and inter-correlation functions (VKF) is determined by the level of side peaks (ρ A , ρ B ), the values of which are given in the second column of Table 2. In [3] it was shown that for sequences with "good" cross-correlation properties, as the most important for CDMA systems, the level of side peaks should not exceed
Figure 00000022

Пример выполнения генератора случайных чиселRandom Number Generator Example

Структурная схема генератора случайных чисел 25 приведена на фиг.4. Генератор случайных чисел 25 содержит множительное устройство 37, первый вход которого соединен с первым выходом блока задания начальных значений 26, а выход подключен к первому входу блока масштабирования 38, второй вход которого соединен с вторым выходом блока задания начальных значений 26, выход блока масштабирования 38 подсоединен через блок округления 39 к одному из входов блока вычитания 40 и к другому входу блока вычитания 40, непосредственно, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ 41 и вторым входом блока функциональных преобразований 23, при этом третий выход блока задания начальных значений 26 соединен с другим входом элемента ИЛИ 41, третий вход которого соединен с третьим выходом блока служебной информации 11.The block diagram of the random number generator 25 is shown in Fig.4. The random number generator 25 contains a multiplier device 37, the first input of which is connected to the first output of the initial setting unit 26, and the output is connected to the first input of the scaling unit 38, the second input of which is connected to the second output of the initial setting unit 26, the output of the scaling unit 38 is connected through the rounding block 39 to one of the inputs of the subtraction block 40 and to the other input of the subtraction block 40, directly the output of which is connected to one of the inputs of the OR element 41 and the second input of the functional pre formations 23, while the third output of the initial value setting unit 26 is connected to another input of the OR element 41, the third input of which is connected to the third output of the service information block 11.

На практике для получения псевдослучайных чисел используются разнообразные методы, основанные на применении различных рекуррентных формул. Получаемые последовательности обладают статистическими свойствами независимых случайных чисел. Существует ряд алгоритмов получения псевдослучайных чисел, среди которых наиболее распространен метод Д.Леммера (метод вычетов или метод сравнений). Идея метода состоит в том, что задается начальное число γ0 в форме несократимой дроби γ0=m0/М, где m0 и М - целые числа, а М взаимно простое число с некоторым целым числом q (т.е. общим делителем М и q является только 1). Все последующие числа γk будут несократимыми дробями вида

Figure 00000023
, аIn practice, a variety of methods are used to obtain pseudorandom numbers based on the use of various recurrence formulas. The resulting sequences possess statistical properties of independent random numbers. There are a number of algorithms for obtaining pseudorandom numbers, among which the most common method of D. Lemmer (the method of residues or the method of comparisons). The idea of the method is that the initial number γ 0 is given in the form of an irreducible fraction γ 0 = m 0 / M, where m 0 and M are integers, and M is a prime number with some integer q (i.e., a common divisor M and q is only 1). All subsequent numbers γ k are irreducible fractions of the form
Figure 00000023
, but

Figure 00000024
Figure 00000024

Обратные скобки в выражении означают целую часть числа, полученного в скобках.The back brackets in the expression mean the integer part of the number obtained in brackets.

Выражение является рекуррентным и позволяет получать последовательности псевдослучайных чисел γk, равномерно распределенных на интервале [0,1].The expression is recurrent and allows one to obtain sequences of pseudorandom numbers γ k uniformly distributed over the interval [0,1].

Эти последовательности являются циклическими и начинают повторяться через определенное число шагов. Удовлетворительная последовательность псевдослучайных чисел получается при q=517 и М=240, при которых длина неповторяющейся последовательности составляет 2,75·1011 чисел.These sequences are cyclic and begin to repeat after a certain number of steps. A satisfactory sequence of pseudorandom numbers is obtained at q = 5 17 and M = 2 40 , in which the length of the non-repeating sequence is 2.75 · 10 11 numbers.

Среди наиболее широко распространенных в настоящее время методов генерирования псевдослучайных последовательностей практическое применение нашли так называемые линейные конгруэнтные генераторы с равномерным законом распределения на интервале [0,1]. В генераторах данного типа любое псевдослучайное число последовательности получается из последующего числа (итерация) в результате следующего преобразованияAmong the currently most widely used methods for generating pseudorandom sequences, so-called linear congruent generators with a uniform distribution law on the interval have found practical application [0,1]. In generators of this type, any pseudo-random sequence number is obtained from the next number (iteration) as a result of the following transformation

mk+1=(mkq+M)mod m,m k + 1 = (m k q + M) mod m,

где mod - функция деления по модулю, то есть функция получения остатка от деления одного числа на другое (например, 22/5=2),where mod is the modulo division function, that is, the function of obtaining the remainder of the division of one number by another (for example, 22/5 = 2),

mk, q, M, m - параметры генератора, которые записаны в блоке задания начальных значений 26.m k , q, M, m are the parameters of the generator, which are recorded in the block for setting the initial values 26.

Получили распространение и другие методы получения псевдослучайных чисел, основанные на компьютерных преобразованиях, например метод Метрополиса, представляющий собой частный случай выборки по значимости, позволяющие непосредственно сгенерировать случайную последовательность с заданной плотностью распределения, для которых существуют реальные алгоритмы в программе MathCAD.Other methods for obtaining pseudo-random numbers based on computer transformations have also gained popularity, for example, the Metropolis method, which is a special case of sampling by significance, which allows you to directly generate a random sequence with a given distribution density for which there are real algorithms in the MathCAD program.

Аналогичную структуру имеет копия генератора случайных чисел 29 на передающей стороне, которая представлена на фиг.4.A similar structure has a copy of the random number generator 29 on the transmitting side, which is presented in Fig.4.

Технико-экономическая эффективностьFeasibility

Вопросы синтеза псевдослучайных последовательностей, обладающих не только высокой сложностью разгадывания структуры, но и позволяющих осуществлять их автоматическую смену по определенному закону, являются актуальной задачей на сегодняшний день. К ПСП в общем случае предъявляются следующие основные требования:The synthesis of pseudorandom sequences, which have not only a high complexity of solving the structure, but also allowing their automatic change according to a certain law, is an urgent task today. In general, the following basic requirements are applied to PSP:

- большой размер ансамбля сигналов, формируемых по одной алгоритмической схеме;- the large size of the ensemble of signals generated by one algorithmic scheme;

- оптимальность авто- и взаимокорреляционных функций последовательностей сигналов в ансамбле;- the optimality of auto- and inter-correlation functions of signal sequences in the ensemble;

- сбалансированность структуры последовательностей.- balanced sequence structure.

Таким образом, в системах передачи информации с кодовым разделением каналов используются большие системы сигналов, для которых объем сигнала L>>В, где В=N база сигнала, N - длина ПСП.Thus, in signal transmission systems with code division multiplexing, large signal systems are used, for which the signal volume is L >> B, where B = N is the signal base, N is the length of the SRP.

В предлагаемом способе объем ансамбля определяется многообразием функций f(x) и функций х=φ(х), с помощью которых может быть осуществлено функциональное преобразование и которые могут быть использованы для формирования ПСП, а также длиной последовательности, формируемой выбранным вариантом генератора случайных чисел. В варианте генератора случайных чисел, приведенном в примере его реализации, длина неповторяющейся последовательности равна 2.75·1011. В каждом случае использования функционального преобразования того или иного вида при данном варианте генератора случайных чисел может быть сформирован ансамбль ПСП объемом L=2.7·108 при µ=1000 блоков неперекрывающихся сегментов.In the proposed method, the volume of the ensemble is determined by the variety of functions f (x) and functions x = φ (x), which can be used for functional transformation and which can be used to form the SRP, as well as the length of the sequence generated by the chosen variant of the random number generator. In the variant of the random number generator shown in the example of its implementation, the length of the non-repeating sequence is 2.75 · 10 11 . In each case of using a functional transformation of one kind or another with this variant of the random number generator, an ensemble of bandwidth of volume L = 2.7 · 10 8 with µ = 1000 blocks of nonoverlapping segments can be formed.

Ансамбли сигналов с «хорошими» корреляционными свойствами следует искать среди сегментов, для которых оптимальное число блоков равно [3]Ensembles of signals with “good” correlation properties should be sought among segments for which the optimal number of blocks is [3]

Figure 00000025
Figure 00000025

а также коэффициент дисбаланса равенand also the unbalance coefficient is

Figure 00000026
Figure 00000026

где Т1 - время пребывания процесса в состоянии единица;where T 1 - the residence time of the process in the state unit;

Т0 - время пребывания процесса в состоянии ноль;T 0 - the residence time of the process in a state of zero;

Т - общая длительность процесса.T is the total duration of the process.

Значения величин µ и d даны во второй графе таблицы 2.The values of µ and d are given in the second column of table 2.

ЛитератураLiterature

1. Тихонов В.Н. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982.1. Tikhonov V.N. Statistical radio engineering. M .: Radio and communication, 1982.

2. Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. М.: Советское радио, 1978.2. Varakin L.E. Theory of signal systems. M .: Soviet radio, 1978.

3. Калмыков В.В., Кислицын А.С., Сухарев Е.М. Защита процесса передачи информации в радиосистемах с кодовым разделением каналов. Книга 1, Общесистемные вопросы защиты информации. М.: Радиотехника, 2003.3. Kalmykov VV, Kislitsyn AS, Sukharev EM Protection of the process of information transfer in radio systems with code division multiplexing. Book 1, System-wide information security issues. M .: Radio engineering, 2003.

Claims (3)

1. Способ передачи информации в системах с кодовым разделением каналов, заключающийся в применении для передачи сообщений сменяемых от одного информационного символа к другому кодовых последовательностей, отличающийся тем, что в качестве кодовых последовательностей используют последовательности, получаемые путем функциональных преобразований случайных функций, основанным на свойстве инвариантности дифференциала вероятности
g(τ)dτ=f(x)dx,
где x - исходная случайная величина;
f(x) - плотность распределения исходной случайной величины;
τ - случайный интервал времени между мгновенными значениями, преобразованными случайными величинами;
g(τ) - плотность распределения преобразованной функции, причем случайные величины х и τ связаны однозначной детерминированной функциональной зависимостью
τ=φ(x),
представляющую собой однозначную дифференцируемую функцию, допускающую обратное преобразование
x=ψ(τ),
таким образом, что из упомянутого свойства следует, что функция распределения случайной величины τ равна
Figure 00000027

и позволяет определить значение случайной величины τ:
τ=φ{F-1[rnd(1)+F(a)]},
где F-1 - функция, обратная функции распределения случайной функции x, причем F'(x)=f(x);
rnd(1) - числовые значения, генерируемые генератором случайных чисел, равномерно распределенные на интервале [0,1];
α - параметр, определяемый из условия нормировки
Figure 00000028
1. A method of transmitting information in systems with code division multiplexing, which consists in using code sequences for transmitting messages that can be changed from one information symbol to another, characterized in that the sequences obtained by functional transformations of random functions based on the invariance property are used as code sequences probability differential
g (τ) dτ = f (x) dx,
where x is the original random variable;
f (x) is the distribution density of the initial random variable;
τ is a random time interval between instantaneous values transformed by random variables;
g (τ) is the distribution density of the transformed function, and the random variables x and τ are related by a single-valued deterministic functional dependence
τ = φ (x),
representing a unique differentiable function admitting an inverse transformation
x = ψ (τ),
Thus, it follows from the mentioned property that the distribution function of the random variable τ is equal to
Figure 00000027

and allows you to determine the value of the random variable τ:
τ = φ {F -1 [rnd (1) + F (a)]},
where F -1 is the inverse of the distribution function of the random function x, and F '(x) = f (x);
rnd (1) - numerical values generated by a random number generator, uniformly distributed over the interval [0,1];
α is a parameter determined from the normalization condition
Figure 00000028
 2. Устройство передачи информации в системах с кодовым разделением каналов, включающее передающую аппаратуру, содержащую N каналов, каждый из которых содержит блок цифровой информации, подключенный своим выходом к первому входу модулятора, выход которого является выходом каждого канала, соединенный через объединитель блока формирования группового сигнала с первым входом модулятора блока формирования группового сигнала, выход которого является выходом блока формирования группового сигнала, который через блок фазовой модуляции и усилитель мощности подключен к передающей антенне, второй вход модулятора блока формирования группового сигнала соединен с выходом генератора сигнала синхронизации, вход которого соединен с первым выходом блока служебной информации, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй выход блока служебной информации соединен с входами блоков цифровой информации каждого из N каналов; приемную аппаратуру, содержащую блок высокочастотной селекции, вход которого соединен с приемной антенной, а выход одновременно подсоединен к первому входу блока корреляционной обработки, выход которого соединен с первым входом блока выделения информации, соединенного своим выходом с блоком получателя информации, и первому входу блока обнаружения сигнала синхронизации, первый выход которого через блок поиска подключен к первому входу блока копии генератора сигнала синхронизации, выход которого соединен с вторым входом блока обнаружения сигнала синхронизации, при этом блок копии генератора тактовых импульсов подключен ко вторым входам блока копии генератора сигнала синхронизации и блока выделения информации соответственно, отличающееся тем, что в передающую аппаратуру введен блок задания исходных функций, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы по числу преобразуемых функций подключены к первым входам блока функциональных преобразований, выход которого соединен с входом преобразователя, а первый вход подсоединен к выходу генератора случайных чисел, первые входы которого по числу начальных значений подключены к выходам блока задания начальных значений, связанный своим входом с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход генератора случайных чисел соединен с третьим выходом блока служебной информации, выходы преобразователя соединены с входами модулятора каждого канала; в приемную аппаратуру введен блок задания копий исходных функций, выходы которого соединены с первыми входами по числу преобразуемых функций копии блока функциональных преобразований, выход которого подключен к второму входу блока корреляционной обработки, а второй вход подсоединен к выходу копии генератора случайных чисел, первые входы которого соединены с выходами по числу начальных значений блока задания копий начальных значений, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подсоединенный своим выходом к второму входу копий блока функциональных преобразований и входу блока задания копий исходных функций, при этом третий вход копии генератора случайных чисел соединен с вторым выходом блока обнаружения сигнала синхронизации.2. The information transmission device in systems with code division multiplexing, including transmitting equipment containing N channels, each of which contains a digital information block, connected by its output to the first input of the modulator, the output of which is the output of each channel, connected through a combiner of the group signal generation unit with the first input of the modulator of the group signal generating unit, the output of which is the output of the group signal generating unit, which through the phase modulation and amplification unit the power amplifier is connected to the transmitting antenna, the second input of the modulator of the group signal generation unit is connected to the output of the synchronization signal generator, the input of which is connected to the first output of the service information block, the input of which is connected to the output of the clock pulse generator, the second output of the service information block is connected to the inputs of the digital blocks information of each of the N channels; receiving equipment comprising a high-frequency selection unit, the input of which is connected to the receiving antenna, and the output is simultaneously connected to the first input of the correlation processing unit, the output of which is connected to the first input of the information extraction unit, connected by its output to the information receiver unit, and the first input of the signal detection unit synchronization, the first output of which through the search unit is connected to the first input of the copy unit of the synchronization signal generator, the output of which is connected to the second input of the detection unit synchronization signal, while the clock generator copy unit is connected to the second inputs of the synchronization signal generator copy unit and the information extraction unit, respectively, characterized in that the unit for setting the initial functions is introduced into the transmitting equipment, the input of which is connected to the output of the clock generator, and the outputs according to the number of converted functions are connected to the first inputs of the functional transformation unit, the output of which is connected to the input of the converter, and the first input is connected to the output of the generator random number torus, the first inputs of which are connected to the outputs of the initial value setting unit by the number of initial values, connected to the output of the clock generator by its input, the second input of the random number generator is connected to the third output of the service information block, the converter outputs are connected to the inputs of the modulator of each channel; a unit for specifying copies of the initial functions is introduced into the receiving equipment, the outputs of which are connected to the first inputs by the number of converted functions of the copy of the block of functional transformations, the output of which is connected to the second input of the correlation processing unit, and the second input is connected to the output of the copy of the random number generator, the first inputs of which are connected with outputs according to the number of initial values of the block for specifying copies of initial values, the input of which is connected to the output of the clock generator, connected by its output to the second Valid block copies in functional block transformations and entry task copies of the original functions, the third input of the copy of random number generator coupled to the second output of the block synchronization detection signal. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок функциональных преобразований содержит функциональный преобразователь, первый и второй входы которого соединены с выходами блока задания исходных функций соответственно, а выход подключен к первому входу блока вычисления обратной функции, второй вход которого подсоединен к выходу генератора случайных чисел, при этом выход блока вычисления обратной функции соединен с счетным выходом триггера, прямой выход которого соединен с входом блока нормировки, выход которого подсоединен к первому входу блока выделения сегмента, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом блока функциональных преобразований. 3. The device according to claim 2, characterized in that the block of functional transformations comprises a functional converter, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the block for setting the initial functions, respectively, and the output is connected to the first input of the block for calculating the inverse function, the second input of which is connected to the output random number generator, while the output of the inverse function calculation unit is connected to the counting output of the trigger, the direct output of which is connected to the input of the normalization unit, the output of which is connected to the first input an ode to a segment extraction unit, the second input of which is connected through the frequency divider to the output of the clock generator, and the output is the output of the functional transformation unit.
RU2010139739/08A 2010-09-27 2010-09-27 Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation RU2475961C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139739/08A RU2475961C2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139739/08A RU2475961C2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010139739A RU2010139739A (en) 2012-04-10
RU2475961C2 true RU2475961C2 (en) 2013-02-20

Family

ID=46031283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139739/08A RU2475961C2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475961C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553055C1 (en) * 2014-07-07 2015-06-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals
RU2691384C1 (en) * 2018-07-23 2019-06-13 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of transmitting information by wideband signals
RU2733261C1 (en) * 2019-12-27 2020-10-01 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Multichannel receiver with coherent frequency-code division of channels for reception of quadrature-modulated signals of higher structural security
RU2780418C1 (en) * 2021-10-06 2022-09-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" System for information transmission applying stochastic orthogonal codes

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5481561A (en) * 1991-05-29 1996-01-02 Comsat Corporation Fully meshed CDMA network for personal communications terminals
US5600703A (en) * 1995-02-24 1997-02-04 Motorola, Inc. Method and apparatus for remotely retrieving messages intended for an acknowledge-back pager in a selective call communication system
EP0765096A2 (en) * 1995-09-20 1997-03-26 Ntt Mobile Communications Network Inc. Access method mobile station and base station for CDMA mobile communication system
US5812938A (en) * 1994-07-11 1998-09-22 Qualcomm Incorporated Reverse link, closed loop power control in a code division multiple access system
RU2234191C2 (en) * 2001-07-24 2004-08-10 Косякин Сергей Иванович Method and device for data transfer in code-division systems
US6791960B1 (en) * 1999-03-15 2004-09-14 Lg Information And Communications, Ltd. Pilot signals for synchronization and/or channel estimation
US20070030827A1 (en) * 2001-05-23 2007-02-08 Rui Wang R Channel estimation in cdma communications systems using both lower power pilot channel and higher power date channel
RU2369013C1 (en) * 2005-10-12 2009-09-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Method and device for data transmission and receiving in system of code division multiple access

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5481561A (en) * 1991-05-29 1996-01-02 Comsat Corporation Fully meshed CDMA network for personal communications terminals
US5812938A (en) * 1994-07-11 1998-09-22 Qualcomm Incorporated Reverse link, closed loop power control in a code division multiple access system
US5600703A (en) * 1995-02-24 1997-02-04 Motorola, Inc. Method and apparatus for remotely retrieving messages intended for an acknowledge-back pager in a selective call communication system
EP0765096A2 (en) * 1995-09-20 1997-03-26 Ntt Mobile Communications Network Inc. Access method mobile station and base station for CDMA mobile communication system
US6791960B1 (en) * 1999-03-15 2004-09-14 Lg Information And Communications, Ltd. Pilot signals for synchronization and/or channel estimation
US20070030827A1 (en) * 2001-05-23 2007-02-08 Rui Wang R Channel estimation in cdma communications systems using both lower power pilot channel and higher power date channel
RU2234191C2 (en) * 2001-07-24 2004-08-10 Косякин Сергей Иванович Method and device for data transfer in code-division systems
RU2369013C1 (en) * 2005-10-12 2009-09-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Method and device for data transmission and receiving in system of code division multiple access

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553055C1 (en) * 2014-07-07 2015-06-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals
RU2691384C1 (en) * 2018-07-23 2019-06-13 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of transmitting information by wideband signals
RU2733261C1 (en) * 2019-12-27 2020-10-01 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Multichannel receiver with coherent frequency-code division of channels for reception of quadrature-modulated signals of higher structural security
RU2780418C1 (en) * 2021-10-06 2022-09-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" System for information transmission applying stochastic orthogonal codes
RU2801172C1 (en) * 2022-12-09 2023-08-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" System for continuous information transmission by ensembles of stochastic orthogonal codes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010139739A (en) 2012-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7974413B2 (en) Spread spectrum communications system and method utilizing chaotic sequence
EP2020755B1 (en) Chaotic spread spectrum communications system receiver
EP2365653B1 (en) Hidden markov model detection for spread spectrum waveforms
CN102007717B (en) For the generation of the pseudo random sequence of OFDM cellular system
US8379689B2 (en) Anti-jam communications having selectively variable peak-to-average power ratio including a chaotic constant amplitude zero autocorrelation waveform
US8428104B2 (en) Permission-based multiple access communications systems
US8848909B2 (en) Permission-based TDMA chaotic communication systems
US8428103B2 (en) Discrete time chaos dithering
Mollah et al. Comparative analysis of Gold Codes with PN codes using correlation property in CDMA technology
US8509284B2 (en) Symbol duration dithering for secured chaotic communications
EP2382725B1 (en) Communications system employing orthogonal chaotic spreading codes
EP2371077B1 (en) Communications system employing chaotic spreading codes with static offsets
RU2475961C2 (en) Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation
US8457077B2 (en) Communications system employing orthogonal chaotic spreading codes
RU125724U1 (en) METHOD FOR FORMING SIGNALS AND TRANSMISSION OF INFORMATION IN THE RADAR RECOGNITION SYSTEM
CN110808752A (en) Communication method and system of Internet of things
Tang et al. A hybrid spread spectrum communication method based on chaotic sequence
Watanabe et al. Performance evaluation of chaotic CDMA using an implemented system on software defined radio
RU2816580C1 (en) Method of transmitting discrete information using broadband signals
US8363690B2 (en) Codeword synthesizing system and a correlation system, methods of operation thereof and a spread spectrum communications transceiver employing the same
Lacaze et al. Effect of random permutations applied to random sequences and related applications
RU2713384C1 (en) Method of transmitting information using broadband signals
US20110004792A1 (en) Bit error rate reduction in chaotic communications
Zhuk et al. A method for transmitting information based on the stochastic use of binary quasi orthogonal code sequences
RU2769378C1 (en) Method for packet data transmission with noise-like signals

Legal Events

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

Effective date: 20130928

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180928