RU2663240C1 - Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation - Google Patents
Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663240C1 RU2663240C1 RU2017111110A RU2017111110A RU2663240C1 RU 2663240 C1 RU2663240 C1 RU 2663240C1 RU 2017111110 A RU2017111110 A RU 2017111110A RU 2017111110 A RU2017111110 A RU 2017111110A RU 2663240 C1 RU2663240 C1 RU 2663240C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- channel
- packets
- data transmission
- bits
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 10
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 9
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/204—Multiple access
- H04B7/216—Code division or spread-spectrum multiple access [CDMA, SSMA]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к системам защиты узкополосных каналов передачи данных в ДКМВ диапазоне в условиях многолучевого распространения радиосигналов.The invention relates to the field of radio communications, and in particular to systems for protecting narrow-band data channels in the DKMV range under conditions of multipath propagation of radio signals.
Каналы передачи данных с частотами, при которых происходит отражение от ионосферы (3-30 МГц), характеризуются приходом сигналов к приемной стороне путем многократного отражения от ионосферы и поверхности земли, поэтому в точке приема результирующий сигнал представляет собой суперпозицию многих сигналов с различными амплитудами и начальными фазами. Это вызывает интерференцию в пределах передаваемого символа или межсимвольную интерференцию, которая является наиболее опасной [1-5].Data transmission channels with frequencies at which reflection from the ionosphere (3-30 MHz) occurs are characterized by the arrival of signals to the receiving side by multiple reflection from the ionosphere and the earth’s surface, therefore, at the receiving point, the resulting signal is a superposition of many signals with different amplitudes and initial phases. This causes interference within the transmitted character or intersymbol interference, which is the most dangerous [1-5].
Известны методы борьбы с многолучевыми сигналами в каналах передачи данных, среди которых можно отметить скачкообразную перестройку частоты, компенсацию дополнительных лучей, прием на разнесенные в пространстве антенны, использование защитного интервала, метод с кодовым разделением каналов сотовой системы связи третьего поколения и т.п. [1-5].Known methods for controlling multipath signals in data transmission channels, among which are frequency hopping, compensation of additional beams, reception of antennas spaced apart in space, use of a guard interval, code division multiplexing method of a third generation cellular communication system, etc. [1-5].
Недостатками указанных выше методов являются сложность реализации, необходимость иметь широкополосные каналы связи, а также небольшой диапазон задержек радиосигналов второго и других лучей относительно первого луча, при которых обеспечивается достоверная передача информации.The disadvantages of the above methods are the complexity of the implementation, the need to have broadband communication channels, as well as a small delay range of the radio signals of the second and other rays relative to the first beam, which ensures reliable transmission of information.
Наиболее близким заявленному способу является метод защитного интервала для узкополосных каналов передачи данных, взятый за прототип. Метод заключается в том, что радиосигналы посылаются с передатчика не непрерывным потоком, а передаются с перерывами для обеспечения перед каждым символом сообщения защитного интервала для устранения межсимвольных искажений [1].The closest to the claimed method is the method of the guard interval for narrowband data channels, taken as a prototype. The method consists in the fact that radio signals are not sent from the transmitter in a continuous stream, but are transmitted intermittently to provide a guard interval before each character to eliminate intersymbol distortions [1].
Для реализации метода защитного интервала в передающем устройстве необходим формирователь пакетов сообщений, выход которого подключен к последовательно соединенным формирователю пакетов битов с защитными интервалами перед битами, модулятору, усилителю мощности и передающей антенне, а в приемном устройстве необходимы последовательно соединенные приемная антенна, СВЧ усилитель, демодулятор и одноканальное решающее устройство.To implement the guard interval method in a transmitting device, a message packetizer is needed, the output of which is connected to a serial packetizer of bits with guard intervals in front of the bits, a modulator, a power amplifier, and a transmitting antenna, and a receiving antenna, a microwave amplifier, and a demodulator are required in series at the receiver and single-channel solver.
Сущность метода защитного интервала заключается в том, что для обеспечения приема сигналов, как в канале с общими замираниями (отсутствие многолучевых сигналов), необходимо обеспечить большую длительность излучаемых радиосигналов сообщений, по сравнению с длительностью максимального времени задержки между многолучевыми сигналами.The essence of the guard interval method is that to ensure the reception of signals, as in a channel with general fading (lack of multipath signals), it is necessary to ensure a longer duration of the emitted radio signals of messages, compared with the duration of the maximum delay time between multipath signals.
Достоинствами метода защитного интервала являются достаточно простая реализация, возможность работы на одной несущей частоте совместно с другими методами защиты узкополосных каналов передачи данных.The advantages of the guard interval method are its rather simple implementation, the ability to work on one carrier frequency in conjunction with other methods of protecting narrowband data transmission channels.
Основным недостатком метода защитного интервала является зависимость его эффективности в части уменьшения влияния многолучевых сигналов от длительности излучаемых радиосигналов, так как при увеличении их длительности значительно снижается скорость передачи информации, ухудшаются энергетические показатели и пропускная способность канала передачи данных [1].The main disadvantage of the guard interval method is the dependence of its effectiveness in terms of reducing the influence of multipath signals on the duration of the emitted radio signals, since with an increase in their duration, the information transfer rate is significantly reduced, the energy performance and the throughput of the data transmission channel are degraded [1].
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение арсенала технических средств, предназначенных для защиты узкополосных каналов передачи данных в условиях многолучевого распространения радиосигналов.The technical problem to which the claimed invention is directed is the expansion of the arsenal of technical means designed to protect narrow-band data channels in the conditions of multipath propagation of radio signals.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в обеспечении защиты узкополосных каналов при передаче данных в ДКМВ диапазоне от многолучевых сигналов, а также повышении технических характеристик каналов передачи данных в части пропускной способности, помехозащищенности и энергетических показателей за счет алгоритмов, обеспечивающих на передающей стороне канала передачи данных преобразование и формирование расширяющих сигналов в виде ортогональной производной системы сигналов Уолша и Баркера, а на приемной стороне канала обратное преобразование во времени длительностей сигналов и кодового разделения сигналов лучей по форме.The technical result of the invention consists in providing protection for narrow-band channels when transmitting data in the DKMV range from multipath signals, as well as improving the technical characteristics of data channels in terms of bandwidth, noise immunity and energy performance due to algorithms that provide conversion and the formation of expanding signals in the form of an orthogonal derivative of the Walsh and Barker signal system, and on the receiving side of the channel and inverse transform in the time durations of signals and code division signals in the form of rays.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты каналов передачи данных в условиях многолучевого распространения радиосигналов включающем на передающей стороне канала передачи данных операции формирования пакетов сообщений, модуляции пакетов битов, усиления мощности радиосигналов и излучения их передающей антенной, а на приемной стороне канала включающий операции приема, усиления и демодуляции радиосигналов, на передающей стороне канала передачи данных дополнительно введены операции формирования пакетов битов с защитными интервалами перед пакетами, формирования расширяющих сигналов в виде ортогональной производной системы сигналов Уолша и Баркера, расширения спектров битов пакетов методом прямой последовательности, увеличения длительности битов пакетов во времени в пределах пакетов, уплотнения битов пакетов во времени в пределах пакетов, а на приемной стороне канала передачи данных дополнительно введены операции обратного преобразования во времени длительностей сигналов, многоканального кодового разделения сигналов лучей по форме, формирования копий расширяющих сигналов, выделения сигналов сообщений в многоканальном решающем устройстве по критерию отношения правдоподобия, задержки во времени сигналов сообщений в соответствии с исходной последовательностью сообщений в пакетах на передающей стороне.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of protecting data transmission channels under the conditions of multipath propagation of radio signals, including on the transmitting side of the data transmission channel the operations of forming message packets, modulating bit packets, amplifying the power of the radio signals and emitting their transmitting antenna, and including operations on the receiving side of the channel reception, amplification and demodulation of radio signals, on the transmitting side of the data channel additionally introduced operations of the formation of packet packets at guard intervals in front of packets, generating expansion signals in the form of an orthogonal derivative of the Walsh and Barker signal system, expanding the spectrum of packet bits by the direct sequence method, increasing the duration of packet bits in time within packets, compressing the bits of packets in time within packets, and at the receiving the data channel side additionally introduced operations of time inverse transformation of signal durations, multichannel code separation of the beam signals in form, framing copies of expanding signals, extracting message signals in a multi-channel resolver according to the likelihood ratio criterion, time delay of message signals in accordance with the initial sequence of messages in packets on the transmitting side.
Указанный технический результат достигается тем, что в комплекс средств защиты узкополосных каналов передачи данных в условиях многолучевого распространения радиосигналов содержащий на передающей стороне канала передачи данных формирователь пакетов сообщений и последовательно соединенные модулятор, усилитель мощности и передающую антенну, а на приемной стороне канала передачи данных последовательно соединенные принимающую антенну, усилитель СВЧ и демодулятор, на передающей стороне канала передачи данных дополнительно введен модуль формирования и преобразования пакетов битов, содержащий формирователь пакетов битов с защитными интервалами перед пакетами, вход которого соединен с формирователем пакетов сообщений, а выход соединен с первым входом кодового модулятора, к второму входу которого подключен формирователь расширяющих сигналов, выход кодового модулятора подключен к входу преобразователя длительности битов, выход которого подключен к входу мультиплексора, выход мультиплексора подключен к входу модулятора, а на приемной стороне канала передачи данных дополнительно введен модуль обратного преобразования и обработки принятых сигналов, содержащий преобразователь длительности сигналов, вход которого подключен к выходу демодулятора, а выход подключен к первому входу многоканального кодового декодера пакетов, второй вход которого подключен к выходу формирователя копий расширяющих сигналов, выход многоканального кодового декодера пакетов подключен к входу многоканального решающего устройства, выход которого подключен к входу преобразователя задержек сигналов, выход которого является выходом модуля обратного преобразования и обработки принятых сигналов.The specified technical result is achieved by the fact that in the complex of means for protecting narrow-band data transmission channels under conditions of multipath propagation of radio signals, a message packet generator and serial-connected modulator, power amplifier and transmitting antenna are included on the transmitting side of the data channel, and series-connected on the receiving side of the data channel receiving antenna, microwave amplifier and demodulator, an additional mode is introduced on the transmitting side of the data channel ul packet generation and conversion of bits containing a shaper of bits with guard intervals before the packets, the input of which is connected to the shaper of messages, and the output is connected to the first input of the code modulator, to the second input of which the shaper of expansion signals is connected, the output of the code modulator is connected to the input of the converter the duration of the bits, the output of which is connected to the input of the multiplexer, the output of the multiplexer is connected to the input of the modulator, and on the receiving side of the data channel additionally, a module for the inverse transformation and processing of received signals is introduced, containing a signal duration converter, the input of which is connected to the output of the demodulator, and the output is connected to the first input of the multi-channel code packet decoder, the second input of which is connected to the output of the expanding copy generator, the output of the multi-channel code decoder is connected to the input of a multi-channel solver, the output of which is connected to the input of the signal delay converter, the output of which is I output module reverse conversion and processing of the received signals.
На фиг. 1 приведена структурная схема передающей стороны канала передачи данных с введенным модулем формирования и преобразования пакетов битов, а на фиг. 2 приведена схема приемной стороны канала передачи данных с введенным модулем обратного преобразования и обработки сигналов, где обозначено:In FIG. 1 is a structural diagram of a transmitting side of a data channel with an inserted module for generating and converting bit packets, and FIG. 2 shows a diagram of the receiving side of the data channel with the introduced module of the inverse transform and signal processing, where it is indicated:
1 - формирователь пакетов сообщений;1 - message packetizer;
2 - формирователь пакетов битов с защитными интервалами перед пакетами;2 - bit packetizer with guard intervals before the packets;
3 - кодовый модулятор;3 - code modulator;
4 - формирователь расширяющих сигналов;4 - shaper expansion signals;
5 - преобразователь длительности битов;5 - bit duration converter;
6 - мультиплексер;6 - multiplexer;
7 - модулятор;7 - modulator;
8 - усилитель мощности;8 - power amplifier;
9 - передающая антенна;9 - transmitting antenna;
10 - приемная антенна10 - receiving antenna
11 - СВЧ усилитель;11 - microwave amplifier;
12 - демодулятор;12 - demodulator;
13 - преобразователь длительности сигналов;13 - signal duration converter;
14 - многоканальный кодовый декодер пакетов;14 - multi-channel code packet decoder;
15 - формирователь копий расширяющих сигналов;15 - shaper copies of the expanding signals;
16 - многоканальное решающее устройство;16 - multi-channel decision device;
17 - преобразователь временной задержки сигналов.17 - Converter time delay signals.
Предлагаемый комплекс средств защиты узкополосных каналов передачи данных в условиях многолучевого распространения радиосигналов содержит на передающей стороне канала передачи данных модуль формирования и преобразования пакетов битов, подключенный к входу модулятора 7, соединенного через усилитель мощности 8 с передающей антенной 9, а приемной стороне канала передачи данных содержит модуль обратного преобразования и обработки сигналов, подключенный к выходу демодулятора 12, соединенного через СВЧ усилитель 11 с приемной антенной 10.The proposed set of means for protecting narrowband data transmission channels in the case of multipath propagation of radio signals contains, on the transmitting side of the data transmission channel, a module for generating and converting bit packets connected to the input of the
Модуль формирования и преобразования пакетов битов содержит формирователь пакетов сообщений 1, выход которого подключен к формирователю пакетов с защитными интервалами перед пакетами 2, выход которого подключен к первому входу кодового модулятора 3, второй вход которого подключен к выходу формирователя расширяющих сигналов 4, выход кодового модулятора 3 подключен к входу преобразователя длительности битов 5, выход которого подключен к входу мультиплексера 6, выход мультиплексера 6 подключен к входу модулятора 7.The module for generating and converting bit packets contains a
Модуль обратного преобразования и обработки сигналов состоит из преобразователя длительности сигналов 13, выход которого подключен к первому входу многоканального кодового декодера пакетов 14, второй вход которого подключен к выходу формирователя копий расширяющих сигналов 15, выход многоканального кодового декодера пакетов 14 подключен к входу многоканального решающего устройства 16, выход многоканального решающего устройства 16 подключен к входу преобразователя задержек сигналов 17, выход которого является выходом модуля обратного преобразования и обработки сигналов.The inverse transform and signal processing module consists of a
Важной операцией при реализации изобретения является применение кодового разделения сигналов лучей по форме с помощью корреляционной обработки на приемной стороне канала передачи данных, эффективность которого в значительной степени определяется автокорреляционной функцией выбранных сигналов и уровнем ее боковых лепестков. Это объясняется тем, что за счет задержки многолучевых сигналов относительно первого луча корреляционные фильтры становятся для них несогласованными, что приводит к появлению собственных и взаимных помех, уровень которых определяется взаимной функцией корреляции и уровнем боковых лепестков [4, 6].An important operation in the implementation of the invention is the application of code separation of the ray signals in shape using correlation processing on the receiving side of the data channel, the effectiveness of which is largely determined by the autocorrelation function of the selected signals and the level of its side lobes. This is due to the fact that due to the delay of multipath signals relative to the first beam, the correlation filters become inconsistent for them, which leads to the appearance of intrinsic and mutual interference, the level of which is determined by the mutual correlation function and the level of the side lobes [4, 6].
Среди псевдослучайных последовательностей расширяющих сигналов с малым уровнем боковых лепестков автокорреляционных функций известны производные (составные) системы сигналов на базе функций Уолша путем перемножения (суммирования по модулю 2) его на код Баркера, который обладает малыми боковыми лепестками автокорреляционной функции [4, 6, 7, 8].Among pseudorandom sequences of expanding signals with a low level of side lobes of autocorrelation functions, derivatives (composite) of signal systems based on Walsh functions are known by multiplying (summing modulo 2) it by a Barker code, which has small side lobes of the autocorrelation function [4, 6, 7, 8].
Для предложенного способа синтезированы кодовые последовательности производных сигналов на базе функций Уолша и кода Баркера N=4, 8 и 16 порядков, у которых уровень боковых лепестков автокорреляционных функций значительно меньше уровня боковых лепестков автокорреляционных функций Уолша.For the proposed method, the code sequences of the derived signals are synthesized based on the Walsh functions and the Barker code N = 4, 8, and 16 orders of magnitude, in which the level of the side lobes of the autocorrelation functions is much lower than the level of the side lobes of the autocorrelation functions of Walsh.
На фиг. 3 и фиг. 4 изображены соответственно автокорреляционные функции последовательностей Уолша wal (3,θ) при объеме системы N=8 и кодовой последовательности производных сигналов, соответствующей коду wal (3,θ) Уолша и коду Баркера. Как следует из приведенных данных боковые лепестки автокорреляционной функции кодовой последовательности производных сигналов значительно меньше, чем у автокорреляционной функции кодов Уолша.In FIG. 3 and FIG. Figure 4 shows the autocorrelation functions of the Walsh sequences wal (3, θ) for a system volume of N = 8 and a code sequence of derived signals corresponding to the Walsh code wal (3, θ) and the Barker code. As follows from the above data, the side lobes of the autocorrelation function of the code sequence of derived signals are much smaller than that of the autocorrelation function of Walsh codes.
В результате этого обеспечивается уменьшение влияния многолучевых сигналов за счет значительного увеличения длительности задержек между излучаемыми многолучевыми радиосигналами, при которых обеспечивается достоверная передача данных, а также повышение технических характеристик каналов передачи данных в части пропускной способности, помехозащищенности и энергетических показателей.As a result of this, the influence of multipath signals is reduced due to a significant increase in the duration of delays between emitted multipath radio signals, which ensure reliable data transmission, as well as improving the technical characteristics of data transmission channels in terms of bandwidth, noise immunity, and energy performance.
Комплекс средств защиты работает следующим образом.A set of remedies works as follows.
На передающей стороне канала передачи данных в формирователе пакетов сообщений 1 осуществляется формирование пакетов из N сообщений, а в формирователе пакетов битов с защитными интервалами перед пакетами 2 формируются пакеты последовательностей из N двоичных битов длительностью τи (фиг. 5).On the transmitting side of the data channel in the
В кодовом модуляторе 3 осуществляется расширение базы битов пакетов методом прямого расширения спектра частот (фиг. 6), где в качестве расширяющего сигнала используется кодовая последовательность производящих сигналов Уолша и Баркера N-го порядка, что приводит к расширению их спектральной плотности в N раз [10]. В формирователе расширяющих сигналов 4 осуществляется формирование производящей кодовой последовательности сигналов Уолша и Баркера N-го порядка с малым уровнем боковых лепестков автокорреляционной функции. Порядок кодовой последовательности производных сигналов Уолша соответствует количеству N битов пакета. В преобразователе длительности (растяжение) битов 4 происходит увеличение длительности битов в пределах пакетов, т.е. длительности битов пакетов увеличиваются в N раз, что соответственно приводит к сужению спектральной плотности в N раз (фиг. 7).In
В мультиплексере 6 проводится уплотнение во времени битов пакетов в пределах пакетов, что обеспечивает выполнение условия ортогональности битов пакета при их корреляционной обработке в многоканальном кодовом декодере пакетов 14 приемной части канала передачи данных [9]. При этом суммируются амплитуды битов пакета, вследствие чего формируются пакеты биполярной последовательности битов, амплитуды которых имеют конечное число дискретных значений, не превышающее величину N (фиг. 8).In
Сформированные таким образом сигналы, содержащие сообщения, подаются на вход модулятора 6, который преобразует их в радиосигналы. Преобразованные радиосигналы после усиления в усилителе мощности 8 излучаются в пространство с помощью передающей антенны 9.Thus generated signals containing messages are fed to the input of the
На приемной стороне канала передачи данных многолучевые радиосигналы, отраженные от ионосферы, через последовательно соединенные приемную антенну 10 и СВЧ усилитель 11 поступают на вход демодулятора 12, в качестве которого, могут быть использованы типовые конструкции [1, 2].On the receiving side of the data transmission channel, multipath radio signals reflected from the ionosphere, through a series-connected receiving
Рассмотрим работу приемной стороны канала передачи данных на примере двухлучевого пространственного канала, так как предложенные алгоритмы защиты узкополосных каналов при передаче данных от многолучевых сигналов являются одинаковыми для всех дополнительных лучей.Let us consider the operation of the receiving side of a data transmission channel using the example of a two-beam spatial channel, since the proposed algorithms for protecting narrow-band channels when transmitting data from multipath signals are the same for all additional rays.
Пакеты радиосигналов первого и второго лучей поступают на вход демодулятора 12, где преобразуются в пакеты сигналов первого и второго лучей, после чего поступают в преобразователь длительности сигналов 13, который сжимает их во времени в N раз, что позволяет повысить скорость обработки в многоканальном кодовом декодере пакетов 14.Packets of radio signals of the first and second beams are fed to the input of the
В многоканальном кодовом декодере пакетов 14 осуществляется корреляционная обработка сигналов первого и второго лучей путем умножения сигналов на копии производных системы сигналов Уолша и Баркера, поступающие с формирователя копий расширяющих сигналов 15.In the multi-channel
Проведены эксперименты с различными последовательностями сообщений, в результате которых определены уровни взаимных помех в зависимости от различных величин задержки т сигналов второго и третьего лучей относительно первого.Experiments were carried out with different sequences of messages, as a result of which the levels of mutual interference were determined depending on different values of the delay t of the signals of the second and third rays relative to the first.
Например, при условии, что пакет состоит из N=8 сигналов сообщений, а отношение амплитуд сигналов второго и третьего лучей по отношению к амплитуде сигнала первого луча равны соответственно η1=0,8 и η2=06, задержка третьего луча относительно второго составляет τ3=0,25 для последовательности сообщений в виде 1 1 1 1 1 1 0 0, где 0 соответствует отсутствию сообщения. В результате получаем в каждом канале многоканального кодового декодера пакетов 14 уровни взаимных помех, приведенные на фиг. 9 и фиг. 10, а уровни сигналов первого луча на фоне собственных и взаимных помех - на фиг. 11 и фиг. 12.For example, provided that the packet consists of N = 8 message signals, and the ratio of the amplitudes of the signals of the second and third rays with respect to the amplitude of the signal of the first beam are η 1 = 0.8 and η 2 = 06, respectively, the delay of the third beam relative to the second τ 3 = 0.25 for a sequence of messages in the
Кроме того, на фиг. 11 и фиг. 12 приведены уровни порогов многоканального решающего устройства 16, которые определяются максимальным уровнем взаимных помех, приказанных на фиг. 9 и фиг. 10.In addition, in FIG. 11 and FIG. 12 shows the threshold levels of the
Из приведенных на фиг. 11 и фиг. 12 графиков видно, что диапазон задержек многолучевых сигналов τ составляет более пяти длительностей символов исходных сообщений, при которых обеспечивается достоверная передача данных. Это значительно превосходит известные методы, причем при увеличении в пакете количества N сигналов сообщений указанный диапазон задержек увеличивается.From those shown in FIG. 11 and FIG. 12 graphs shows that the delay range of multipath signals τ is more than five durations of the characters of the original messages, which ensures reliable data transmission. This significantly exceeds the known methods, and with an increase in the number of message signals in a packet, the specified delay range increases.
Сигнал с выхода многоканального кодового декодера пакетов 14 поступает на вход многоканального решающего устройства 16, пороговые уровни которого определяются максимальными уровнями взаимных помех в каждом канале. После многоканального решающего устройства 16 преобразователь временной задержки сигналов 17 преобразует последовательности сигналов во времени в соответствии с последовательностями исходных битов пакета сообщений на передающей стороне канала передачи данных.The signal from the output of the multi-channel code decoder packages 14 is fed to the input of a
Следует отметить, что при кодовом разделении сигналов первого и второго лучей в многоканальном кодовом декодере пакетов 14 за счет корреляционной обработки восстанавливаются узкополосные спектры сигналов первого луча, а спектры сигналов второго луча, узкополосных помех и шума расширяются с помощью расширяющей псевдослучайной последовательности в широкой полосе [1, 4, 6]. В результате этого в узкую полосу сигнала попадает лишь часть мощности помех и шума, поэтому они будут ослаблены приблизительно в соответствии с базой сигналов первого луча, определяемой порядком производной системой сигналов Уолша и Баркера N=4, 8 и 16.It should be noted that in the code separation of the signals of the first and second rays in the multi-channel code decoder of
В результате этого обеспечивается не только уменьшение влияния многолучевых сигналов за счет увеличения длительности излучаемых радиосигналов, но и повышение технических характеристик каналов передачи данных в части пропускной способности, помехозащищенности и энергетических показателей.As a result of this, not only a decrease in the influence of multipath signals due to an increase in the duration of emitted radio signals is provided, but also an increase in the technical characteristics of data transmission channels in terms of bandwidth, noise immunity, and energy performance.
Предложенный комплекс средств защиты может быть реализован на современных аппаратно-программных и вычислительных средствах.The proposed set of security features can be implemented on modern hardware-software and computing facilities.
Литература:Literature:
1. Л.М. Финк. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1963. 576 с. (прототип).1. L.M. Fink. Theory of discrete message transmission. M .: Sov. radio, 1963.576 s. (prototype).
2. Скляр, Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003. 1104 с.2. Sklyar, Bernard. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Williams Publishing House, 2003.1104 p.
3. А.Д. Витерби, Дш. К. Омура. Принципы цифровой связи и кодирования. Пер. с англ. / под ред. К.Ш. Зигангирова. - М.: Радио и связь, 1982. 536 с.3. A.D. Viterbi, Dsh. K. Omura. Principles of digital communications and coding. Per. from English / ed. K.Sh. Zigangirova. - M .: Radio and communications, 1982. 536 p.
4. М.В. Ратынский. Основы сотовой связи / Под ред. Д.Б. Зимина - М.: Радио и связь, 1998. 248 с.4. M.V. Ratinsky. Fundamentals of Cellular Communication / Ed. D.B. Zimina - M.: Radio and Communications, 1998.248 s.
5. Проксис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. 800 с.5. Proxy John. Digital communication. Per. from English / Ed. D.D. Klovsky. - M .: Radio and communications, 2000. 800 p.
6. Х.Ф. Хармут. Передача информации ортогональными функциями. Пер. с англ. Н.Г. Дядюнова и А.И. Сенина, М., «Связь», 1975. 272 с.6. H.F. Harmouth. Information transfer by orthogonal functions. Per. from English N.G. Dyadyunova and A.I. Senina, M., “Communication”, 1975.272 p.
7. Ю.Б. Окунев. Цифровая передача информации фазомодулированными сигналами. - М.: Радио и связь. 1991. 296 с.7. Yu.B. Okunev. Digital transmission of information by phase-modulated signals. - M .: Radio and communication. 1991.296 s.
8. К. Феер. Беспроводная связь. Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ. / Под. ред. В.И. Дуравлева. - М. Радио и связь, 2000. 519 с.8. C. Feer. Wireless connection. Modulation and spreading methods. Per. from English / Under. ed. IN AND. Duravleva. - M. Radio and Communications, 2000.519 s.
9. Патент на изобретение РФ №2511219.9. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2511219.
10. Патент на изобретение РФ №2168274.10. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2168274.
11. Патент на изобретение РФ №2120180.11. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2120180.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111110A RU2663240C1 (en) | 2017-04-03 | 2017-04-03 | Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111110A RU2663240C1 (en) | 2017-04-03 | 2017-04-03 | Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2663240C1 true RU2663240C1 (en) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017111110A RU2663240C1 (en) | 2017-04-03 | 2017-04-03 | Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663240C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702622C1 (en) * | 2018-12-18 | 2019-10-09 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication system with movable objects |
| RU2719541C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-04-21 | Александр Владимирович Кейстович | Single-channel radio communication method |
| RU2777281C1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-08-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» | Method for forming a modified barker code sequence in an sw radio communication system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2215369C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-27 | Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича | Digital signal coding method |
| RU2358401C1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики | Device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading and autocorrelation compression of spectrum |
| RU2371860C1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-10-27 | Владимир Борисович Манелис | Method for detection of protective interval length of multi-frequency radio communication system symbol |
| US7880675B1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-02-01 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Multipath mitigation |
| RU2515768C1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии" | Side lobe suppression apparatus with pulsed compression of multi-phase codes (versions) |
| RU2573586C2 (en) * | 2013-12-10 | 2016-01-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | System for transmitting data via multi-beam communication link |
-
2017
- 2017-04-03 RU RU2017111110A patent/RU2663240C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2215369C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-27 | Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича | Digital signal coding method |
| RU2358401C1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики | Device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading and autocorrelation compression of spectrum |
| RU2371860C1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-10-27 | Владимир Борисович Манелис | Method for detection of protective interval length of multi-frequency radio communication system symbol |
| US7880675B1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-02-01 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Multipath mitigation |
| RU2515768C1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии" | Side lobe suppression apparatus with pulsed compression of multi-phase codes (versions) |
| RU2573586C2 (en) * | 2013-12-10 | 2016-01-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | System for transmitting data via multi-beam communication link |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФИНК. Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970, c.462-463, 487-500. ПРОКСИС Джон. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. гл.14б, с.664-666. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702622C1 (en) * | 2018-12-18 | 2019-10-09 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication system with movable objects |
| RU2719541C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-04-21 | Александр Владимирович Кейстович | Single-channel radio communication method |
| RU2719541C9 (en) * | 2019-06-17 | 2022-10-28 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Single-channel radio communication method |
| RU2777281C1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-08-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» | Method for forming a modified barker code sequence in an sw radio communication system |
| RU2779079C1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-08-31 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication system with mobile objects |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1296772C (en) | Digital radio transmission system for a cellular network, using the spread spectrum method | |
| US4460992A (en) | Orthogonal CDMA system utilizing direct sequence pseudo noise codes | |
| Shaojian et al. | Radar-communication integration based on DSSS techniques | |
| US8175134B1 (en) | Radio communications system and method having decreased capability for detection by an adversary | |
| US8369377B2 (en) | Adaptive link communications using adaptive chaotic spread waveform | |
| KR100661679B1 (en) | Method of providing downlink transmit diversity | |
| CN1448014A (en) | Method, transmitter and receiver for spread-spectrum digital communication by golay complementary sequence modulation | |
| US10879952B2 (en) | Apparatus and receiver for performing synchronization in analog spread spectrum systems | |
| US7340009B2 (en) | Space-time coding for multi-antenna ultra-wideband transmissions | |
| CN103905085B (en) | One is burst hybrid spread spectrum underwater sound concealed communication method | |
| US20060198522A1 (en) | Wide band-DCSK modulation method, transmitting apparatus thereof, wide band-DCSK demodulation method, and receiving apparatus thereof | |
| EP1143651A1 (en) | Cdma communication system employing code sequence set having non-cross correlation region | |
| CN112020830B (en) | Telegraph text signal broadcasting method and device based on phase discontinuous R-CSK modulation | |
| Shen et al. | Time-varying multichirp rate modulation for multiple access systems | |
| RU2663240C1 (en) | Method of protection of narrow channels of data transmission under conditions of multipath radio signal propagation and complex of means for its implementation | |
| KR100643745B1 (en) | Wire and wireless communication system based ook-cdma and method thereof | |
| RU2720215C1 (en) | Method of protecting narrow-band radio communication systems in conditions of complex radioelectronic situation and set of means for realizing said method | |
| EP0748060B1 (en) | Post detection integration spread spectrum receiver | |
| RU2608569C2 (en) | System of decametric radio communication with high-speed data transmission | |
| JP2003338775A (en) | Code division multiplex transmission system, transmitter, receiver, transmitting method, receiving method, code generator, code generating method and program | |
| JP2004072589A (en) | Ultra wide band (uwb) transmitter and ultra wide band (uwb) receiver | |
| US20070064773A1 (en) | Multi-carrier spread spectrum using non-linear modification of sub-carrier bands | |
| CN114866128B (en) | Satellite communication critical interference power threshold estimation method and system based on spread spectrum signal | |
| Ra et al. | Superimposed DSSS transmission based on cyclic shift keying in underwater acoustic communication | |
| RU2779925C1 (en) | Method for the distributed reception of a signal transmitted over a multipath channel, and a system for its implementation |