RU2700690C1 - Transmitter with coherent frequency-code division of channels and with high structural security of transmitted signals - Google Patents
Transmitter with coherent frequency-code division of channels and with high structural security of transmitted signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700690C1 RU2700690C1 RU2018140235A RU2018140235A RU2700690C1 RU 2700690 C1 RU2700690 C1 RU 2700690C1 RU 2018140235 A RU2018140235 A RU 2018140235A RU 2018140235 A RU2018140235 A RU 2018140235A RU 2700690 C1 RU2700690 C1 RU 2700690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- input
- information
- output
- channels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах радиосвязи, призванных функционировать в условиях противодействия и одновременно обеспечивать при этом передачу больших потоков информации в выделенной полосе частот с требуемым качеством.The invention relates to the field of radio communications and can find application in radio communication systems designed to function under conditions of opposition and at the same time ensure the transmission of large flows of information in a dedicated frequency band with the required quality.
Среди основных требований, предъявляемых к перспективным системам радиосвязи, наряду с требованием по обеспечению высокой структурной скрытности передаваемых сигналов, выдвигается требование по обеспечению ими высокой пропускной способности в выделенной полосе частот.Among the basic requirements for advanced radio communication systems, along with the requirement to ensure high structural secrecy of the transmitted signals, there is a requirement to provide them with high bandwidth in a dedicated frequency band.
Поскольку весь имеющийся частотный ресурс уже поделен между континентами, странами и системами передачи информации, а требования по расширению предоставляемых телекоммуникационных услуг и их качеству постоянно взрастают, то удовлетворение этих требований в условиях ограничений на выделение полос частот возможно только за счет обеспечения высокой спектральной эффективности как существующих, так и перспективных систем радиосвязи.Since the entire available frequency resource is already divided between continents, countries, and information transmission systems, and the requirements for expanding the telecommunication services provided and their quality are constantly growing, meeting these requirements in the face of restrictions on the allocation of frequency bands is possible only by ensuring high spectral efficiency as existing and promising radio communication systems.
Под спектральной эффективностью системы понимается максимально высокий трафик интерфейса в заданной полосе частот, которая оценивается коэффициентом спектральной эффективности и представляет собой отношение скорости передачи информации в системе (пропускной способности системы) к полосе частот спектра сигнала.By the spectral efficiency of a system is meant the maximum interface traffic in a given frequency band, which is estimated by the spectral efficiency coefficient and represents the ratio of the information transfer rate in the system (system bandwidth) to the frequency band of the signal spectrum.
Известны системы сотовой, беспроводной и спутниковой связи с кодовым разделением каналов, а именно: система сотовой подвижной связи стандарта IS-95 на основе технологии многостанционного доступа с кодовым разделением каналов - МДКР (в иностранной терминологии - CDMA); система спутниковой связи «Глобалстар» (США), перспективные системы с МДКР, такие как CDMA-450, CDMA-2000 и WCDMA и спутниковые: SAT-SDMA (Ю. Корея), SW-CDMA (Европейское космическое агентство-ESA) [1, 2]. Эти системы связи характеризуются низкой спектральной эффективностью. Например, у системы сотовой подвижной связи стандарта IS-95 значение коэффициента спектральной эффективности не превосходит величины, равной 0,5.Known systems of cellular, wireless and satellite communications with code division multiplexing, namely: IS-95 standard mobile cellular communication system based on multiple access technology with code division multiplexing - CDMA (in foreign terminology - CDMA); Globalstar satellite communications system (USA), promising CDMA systems such as CDMA-450, CDMA-2000 and WCDMA and satellite: SAT-SDMA (South Korea), SW-CDMA (European Space Agency-ESA) [1 , 2]. These communication systems are characterized by low spectral efficiency. For example, in an IS-95 standard cellular mobile communication system, the value of the spectral efficiency coefficient does not exceed a value of 0.5.
Известны устройства [3, 4], у которых значение коэффициента спектральной эффективности несколько выше и составляет 1,65 и 1,875, соответственно, что не в полной мере отвечает современным требованиям по эффективному использованию выделенного спектра частот.Known devices [3, 4], in which the value of the coefficient of spectral efficiency is slightly higher and amounts to 1.65 and 1.875, respectively, which does not fully meet modern requirements for the efficient use of the selected frequency spectrum.
Кроме того, все приведенные выше системы и устройства не в полной мере отвечают требованию по обеспечению ими высокой структурной скрытности передаваемых сигналов, а, следовательно, допускают возможность сторонним лицам перехватывать и контролировать передаваемую информацию из-за ограниченности ансамбля используемых сигналов, их низкой структурной скрытности, а также наличия и доступности сигнала синхронизации.In addition, all the above systems and devices do not fully meet the requirement to ensure high structural secrecy of the transmitted signals, and, therefore, allow third parties to intercept and control the transmitted information due to the limited ensemble of the signals used, their low structural secrecy, as well as the availability and availability of the synchronization signal.
Известно также устройство [5], которое по сравнению с устройствами [1-4] обладает более высокой структурной скрытностью передаваемых сигналов как за счет отсутствия в нем в явном виде пилот-сигнала, так и за счет значительного расширения ансамбля используемых сигналов, но оно имеет относительно низкий коэффициент спектральной эффективности.A device [5] is also known, which, in comparison with devices [1-4], has a higher structural secrecy of the transmitted signals due to the absence of an explicit pilot signal in it and due to the significant expansion of the ensemble of signals used, but it has relatively low spectral efficiency coefficient.
Известно [6], что в широкополосных системах радиосвязи с квадратурным двоичным методом модуляции сигналов и когерентным частотно-кодовым разделением каналов можно значительно повысить пропускную способность в ограниченной выделенной полосе частот.It is known [6] that in broadband radio communication systems with a quadrature binary signal modulation method and coherent frequency-code division of channels, it is possible to significantly increase the throughput in a limited dedicated frequency band.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство [5] (прототип), в состав которого входят N информационных каналов, К каналов вызова, J каналов синхронизации, причем общее число каналов равно L, где L=N+К+J, а также тактовый генератор, генератор несущей частоты, сумматор канальных сигналов, делитель частоты, генератор нелинейной маскирующей последовательности и генератор нелинейных ортогональных кодов, причем каждый n-ый информационный канал включает n-ый преобразователь информации информационного канала, i-ый внутренний кодер канала и i-ый формирователь спектра сигнала канала, где n принимает значения от 1 до N, a i=n, первый вход n-ого преобразователя информации информационного канала является первым входом n-ого информационного канала, второй вход n-ого преобразователя информации информационного канала является вторым входом n-ого информационного канала, а третий вход n-ого преобразователя информации информационного канала является третьим входом n-ого информационного канала, первый выход n-ого преобразователя информации информационного канала соединен с первым входом i-ого внутреннего кодера канала, а второй выход n-ого преобразователя информации информационного канала соединен с вторым входом i-ого внутреннего кодера канала, первый выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с первым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, а второй выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с вторым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, причем каждый k-ый канал вызова включает k-ый преобразователь информации канала вызова, i-ый внутренний кодер канала и i-ый формирователь спектра сигнала канала, где k принимает значения от 1 до K, а i=N+k, причем первый вход k-ого преобразователя информации канала вызова является первым входом k-ого канала вызова, а второй вход k-ого преобразователя информации канала вызова является вторым входом k-ого канала вызова, первый выход k-ого преобразователя информации канала вызова соединен с первым входом i-ого внутреннего кодера канала, а второй выход k-ого преобразователя информации канала вызова соединен с вторым входом i-ого внутреннего кодера канала, первый выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с первым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, а второй выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с вторым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, причем каждый j-ый канал синхронизации включает j-ый преобразователь информации канала синхронизации, i-ый внутренний кодер канала и i-ый формирователь спектра сигнала канала, где j принимает значения от 1 до J, а i=N+K+j, причем вход j-ого преобразователя информации канала синхронизации является входом j-ого канала синхронизации, выход j-ого преобразователя информации канала синхронизации соединен с первым и вторым входами i-ого внутреннего кодера канала, первый выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с первым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, а второй выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с вторым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, выход тактового генератора соединен с входом делителя частоты, с входом генератора нелинейной маскирующей последовательности и с первым входом генератора нелинейных ортогональных кодов, третьи входы внутренних кодеров всех каналов объединены и соединены с выходом делителя частоты, четвертые входы внутренних кодеров всех каналов объединены и соединены с вторым выходом генератора нелинейной маскирующей последовательности, пятые входы внутренних кодеров всех каналов объединены и соединены с (L+1)-ым выходом генератора нелинейных ортогональных кодов, третьи входы формирователей спектра сигнала всех каналов объединены и соединены с первым выходом генератора нелинейной маскирующей последовательности, с которого подается нелинейная маскирующая последовательность, четвертый вход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с l-ым выходом генератора нелинейных ортогональных кодов, а пятый вход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с (L-l+1)-ым выходом генератора нелинейных ортогональных кодов, выход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с l-ым входом сумматора канальных сигналов, где l принимает значения от 1 до L=N+К+J, шестые входы всех формирователей спектра сигнала канала объединены и соединены с первым выходом генератора несущей частоты, седьмые входы всех формирователей спектра сигнала канала объединены и соединены с вторым выходом генератора несущей частоты, второй вход генератора нелинейных ортогональных кодов соединен со вторым выходом генератора нелинейной маскирующей последовательности, выход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с l-ым входом сумматора канальных сигналов, выход сумматора канальных сигналов является выходом устройства.Closest to the proposed invention is a device [5] (prototype), which includes N information channels, K call channels, J synchronization channels, and the total number of channels is L, where L = N + K + J, as well as a clock , a carrier frequency generator, a channel signal adder, a frequency divider, a non-linear masking sequence generator and a non-linear orthogonal code generator, each n-th information channel including the n-th information channel information converter, i-th internal code channel ery and the i-th channel signal spectrum former, where n takes values from 1 to N, ai = n, the first input of the nth information channel information converter is the first input of the nth information channel, the second input of the nth information converter channel is the second input of the n-th information channel, and the third input of the n-th information channel information converter is the third input of the n-th information channel, the first output of the n-th information channel information converter is connected to the first the input of the i-th internal channel encoder, and the second output of the n-th information channel information converter is connected to the second input of the i-th internal channel encoder, the first output of the i-th internal channel encoder is connected to the first input of the i-th channel signal spectrum former, and the second output of the i-th internal channel encoder is connected to the second input of the i-th channel signal spectrum former, each k-th call channel includes the k-th call channel information converter, the i-th internal channel encoder and the i-th spectrum shaper with channel, where k takes values from 1 to K, and i = N + k, and the first input of the k-th call channel information converter is the first input of the k-th call channel, and the second input of the k-th call channel information converter input of the k-th call channel, the first output of the k-th call channel information converter is connected to the first input of the i-th internal channel encoder, and the second output of the k-th call channel information converter is connected to the second input of the i-th internal channel encoder, first output i-th internal channel encoder the la is connected to the first input of the i-th channel signal spectrum former, and the second output of the i-th internal channel encoder is connected to the second input of the i-th channel signal former, each j-th synchronization channel includes the j-th synchronization channel information converter, i-th internal channel encoder and i-th channel signal spectrum shaper, where j takes values from 1 to J, and i = N + K + j, and the input of the j-th synchronization channel information converter is the input of the j-th synchronization channel, output of the j-th converter channel synchronization is connected to the first and second inputs of the i-th internal channel encoder, the first output of the i-th internal channel encoder is connected to the first input of the i-th channel signal shaper, and the second output of the i-th internal channel encoder is connected to the second input i of the channel signal spectrum former, the output of the clock generator is connected to the input of the frequency divider, to the input of the generator of a nonlinear masking sequence and to the first input of the generator of nonlinear orthogonal codes, the third inputs of internal encoders all channels are combined and connected to the output of the frequency divider, the fourth inputs of the internal encoders of all channels are combined and connected to the second output of the non-linear masking sequence generator, the fifth inputs of the internal encoders of all channels are combined and connected to the (L + 1) -th output of the non-linear orthogonal code generator, the third inputs of the signal spectrum shapers of all channels are combined and connected to the first output of the non-linear masking sequence generator, from which the non-linear masking sequence is supplied On the other hand, the fourth input of the lth channel signal spectrum generator is connected to the lth output of the nonlinear orthogonal code generator, and the fifth input of the lth channel signal spectrum generator is connected to the (L-l + 1) output of the nonlinear orthogonal code generator, output the l-th channel signal spectrum former is connected to the l-th input of the channel signal adder, where l takes values from 1 to L = N + K + J, the sixth inputs of all channel signal spectrum formers are combined and connected to the first output of the carrier frequency generator, seventh inputs all x channel signal spectrum shapers are combined and connected to the second output of the carrier frequency generator, the second input of the nonlinear orthogonal code generator is connected to the second output of the nonlinear masking sequence generator, the output of the lth channel signal shaper is connected to the lth input of the channel signal adder, the output of the adder channel signals is the output of the device.
Целью настоящего изобретения является повышение спектральной эффективности передачи информации в перспективных системах связи в условиях ограничений на выделение полос частот.The aim of the present invention is to increase the spectral efficiency of information transfer in promising communication systems in the face of restrictions on the allocation of frequency bands.
Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем в себя N информационных каналов, К каналов вызова, J каналов синхронизации, причем общее число каналов равно L, где L=N+К+J, а также тактовый генератор, генератор несущей частоты, сумматор канальных сигналов, делитель частоты, генератор нелинейной маскирующей последовательности и генератор нелинейных ортогональных кодов, причем каждый n-ый информационный канал включает n-ый преобразователь информации информационного канала, i-ый внутренний кодер канала и i-ый формирователь спектра сигнала канала, где n принимает значения от 1 до N, а i=n, первый вход n-ого преобразователя информации информационного канала является первым входом n-ого информационного канала, второй вход n-ого преобразователя информации информационного канала является вторым входом n-ого информационного канала, а третий вход n-ого преобразователя информации информационного канала является третьим входом n-ого информационного канала, первый выход n-ого преобразователя информации информационного канала соединен с первым входом i-ого внутреннего кодера канала, а второй выход n-ого преобразователя информации информационного канала соединен с вторым входом i-ого внутреннего кодера канала, первый выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с первым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, а второй выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с вторым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, причем каждый k-ый канал вызова включает k-ый преобразователь информации канала вызова, i-ый внутренний кодер канала и i-ый формирователь спектра сигнала канала, где k принимает значения от 1 до K, a i=N+k, первый вход k-ого преобразователя информации канала вызова является первым входом k-ого канала вызова, а второй вход k-ого преобразователя информации канала вызова является вторым входом k-ого канала вызова, первый выход k-ого преобразователя информации канала вызова соединен с первым входом i-ого внутреннего кодера канала, а второй выход k-ого преобразователя информации канала вызова соединен с вторым входом i-ого внутреннего кодера канала, первый выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с первым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, а второй выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с вторым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, причем каждый j-ый канал синхронизации включает j-ый преобразователь информации канала синхронизации, i-ый внутренний кодер канала и i-ый формирователь спектра сигнала канала, где j принимает значения от 1 до J, a i=N+K+j, вход j-ого преобразователя информации канала синхронизации является входом j-ого канала синхронизации, выход j-ого преобразователя информации канала синхронизации соединен с первым и вторым входами i-ого внутреннего кодера канала, первый выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с первым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, а второй выход i-ого внутреннего кодера канала соединен с вторым входом i-ого формирователя спектра сигнала канала, выход тактового генератора соединен с входом делителя частоты, с входом генератора нелинейной маскирующей последовательности и с первым входом генератора нелинейных ортогональных кодов, третьи входы внутренних кодеров всех каналов объединены и соединены с выходом делителя частоты, четвертые входы внутренних кодеров всех каналов объединены и соединены с вторым выходом генератора нелинейной маскирующей последовательности, пятые входы внутренних кодеров всех каналов объединены и соединены с (L+1)-ым выходом генератора нелинейных ортогональных кодов, третьи входы формирователей спектра сигнала всех каналов объединены и соединены с первым выходом генератора нелинейной маскирующей последовательности, с которого подается нелинейная маскирующая последовательность, четвертый вход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с l-ым выходом генератора нелинейных ортогональных кодов, а пятый вход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с (L-l+1)-ым выходом генератора нелинейных ортогональных кодов, выход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с l-ым входом сумматора канальных сигналов, где l принимает значения от 1 до L=N+К+J, шестые входы всех формирователей спектра сигнала канала объединены и соединены с первым выходом генератора несущей частоты, седьмые входы всех формирователей спектра сигнала канала объединены и соединены с вторым выходом генератора несущей частоты, второй вход генератора нелинейных ортогональных кодов соединен со вторым выходом генератора нелинейной маскирующей последовательности, выход l-ого формирователя спектра сигнала канала соединен с l-ым входом сумматора канальных сигналов, выход сумматора канальных сигналов является выходом устройства, внесены следующие изменения: из него исключен генератор несущей частоты, а все оставшиеся элементы и связи между ними объединены в единый информационный модуль, кроме того, в схему устройства дополнительно введены: генератор когерентной сетки частот, М информационных модулей, где М=2Δƒ/R, причем М целая часть числа, Δƒ - величина допустимого ограничения спектра сигнала с каждой стороны на выходе информационного модуля в Гц, a R - величина разноса соседних частот генератора когерентной сетки частот в Гц, численно равная скорости передачи информации в квадратурных каналах информационных модулей, (М+1) фазовращателей на π/2, (М+1) полосовых фильтров информационных модулей, сумматор сигналов информационных модулей и полосовой фильтр группового сигнала, и установлены следующие связи: объединенные шестые входы всех формирователей спектра сигнала каналов информационного модуля являются его первым входом, а объединенные седьмые входы всех формирователей спектра сигнала каналов информационного модуля - его вторым входом, i-ый вход n-ого информационного канала информационного модуля, где i принимает значения от 1 до 3, а n - от 1 до N, является s-ым входом информационного модуля, где s=(2+(n-1)*3+i), i-ый вход k-ого канала вызова информационного модуля, где i принимает значения от 1 до 2, а k - от 1 до К, является s-ым входом информационного модуля, где s=(2+3N+(k-1)*2+i), вход j-ого канала синхронизации информационного модуля, где j принимает значения от 1 до J, является s-ым входом информационного модуля, где s=(2+3N+2K+j), выход сумматора канальных сигналов информационного модуля является его выходом, i-ый выход генератора когерентной сетки частот соединен с первым входом i-ого информационного модуля непосредственно и через i-ый фазовращатель на π/2 - со вторым входом i-ого информационного модуля, а выход i-ого информационного модуля через i-ый полосовой фильтр соединен с i-ым входом сумматора сигналов информационных модулей, где i принимает значения от 1 до М+1, выход сумматора сигналов информационных модулей соединен со входом полосового фильтра группового сигнала, выход полосового фильтра группового сигнала является выходом устройства.This goal is achieved by the fact that in the known device, including N information channels, K call channels, J synchronization channels, and the total number of channels is L, where L = N + K + J, as well as a clock generator, a carrier frequency generator, a channel signal adder, a frequency divider, a non-linear masking sequence generator and a non-linear orthogonal code generator, each n-th information channel including the n-th information channel information converter, the i-th internal channel encoder and the i-th generator channel signal spectrum, where n takes values from 1 to N, and i = n, the first input of the n-th information channel information converter is the first input of the n-th information channel, the second input of the n-th information channel information converter is the second input n -th information channel, and the third input of the nth information channel information converter is the third input of the nth information channel, the first output of the nth information channel information converter is connected to the first input of the i-th internal to channel dera, and the second output of the nth information channel information converter is connected to the second input of the i-th internal channel encoder, the first output of the i-th internal channel encoder is connected to the first input of the i-th channel signal shaper, and the second output of the i-th the internal channel encoder is connected to the second input of the i-th channel signal spectrum former, each k-th call channel includes the k-th call channel information converter, the i-th internal channel encoder and the i-channel channel signal shaper, where k receives values from 1 to K, ai = N + k, the first input of the k-th call channel information converter is the first input of the k-th call channel, and the second input of the k-th call channel information converter is the second input of the k-th call channel, the first the output of the k-th call channel information converter is connected to the first input of the i-th internal channel encoder, and the second output of the k-th call channel information converter is connected to the second input of the i-th internal channel encoder, the first output of the i-th internal channel encoder is connected to the first input of the i-th form channel signal spectrum analyzer, and the second output of the i-th channel channel encoder is connected to the second input of the i-th channel signal spectrum former, each j-th synchronization channel includes the j-th synchronization channel information converter, the i-th internal channel encoder and i -th channel signal spectrum former, where j takes values from 1 to J, ai = N + K + j, the input of the jth synchronization channel information converter is the input of the jth synchronization channel, the output of the jth synchronization channel information converter is connected to first and the second inputs of the i-th internal channel encoder, the first output of the i-th internal channel encoder is connected to the first input of the i-th channel signal shaper, and the second output of the i-th internal channel encoder is connected to the second input of the i-channel channel shaper , the output of the clock generator is connected to the input of the frequency divider, to the input of the generator of a nonlinear masking sequence and to the first input of the generator of nonlinear orthogonal codes, the third inputs of the internal encoders of all channels are combined and connected to the output frequency divider, the fourth inputs of the internal encoders of all channels are combined and connected to the second output of the non-linear masking sequence generator, the fifth inputs of the internal encoders of all channels are combined and connected to the (L + 1) -th output of the non-linear orthogonal code generator, the third inputs of the signal spectrum shapers of all channels combined and connected to the first output of the non-linear masking sequence generator, from which the non-linear masking sequence is supplied, the fourth input of the lth form the signal spectrum of the channel signal is connected to the lth output of the nonlinear orthogonal code generator, and the fifth input of the lth channel signal shaper is connected to the (L-l + 1) output of the nonlinear orthogonal code generator, the output of the lth channel signal shaper connected to the l-th input of the adder of channel signals, where l takes values from 1 to L = N + K + J, the sixth inputs of all the formers of the spectrum of the channel signal are combined and connected to the first output of the carrier frequency generator, the seventh inputs of all the formers of the spectrum of the channel signal are dined and connected to the second output of the carrier frequency generator, the second input of the non-linear orthogonal code generator is connected to the second output of the non-linear masking sequence generator, the output of the l-th channel signal spectrum former is connected to the l-th input of the channel signal adder, the output of the channel signal adder is the device output , the following changes were made: the carrier frequency generator was excluded from it, and all the remaining elements and the links between them were combined into a single information module, in addition, The device’s scheme is additionally introduced: a coherent frequency grid generator, M information modules, where M = 2Δƒ / R, where M is the integer part of the number, Δƒ is the value of the permissible limit of the signal spectrum on each side at the output of the information module in Hz, and R is the spacing of neighboring frequencies of the generator of a coherent frequency grid in Hz, numerically equal to the information transfer speed in the quadrature channels of information modules, (M + 1) phase shifters on π / 2, (M + 1) bandpass filters of information modules, an adder of signals of information modules and the axial filter of the group signal, and the following connections were established: the combined sixth inputs of all the signal conditioners of the signal channel of the information module are its first input, and the combined seventh inputs of all the signal conditioners of the signal channel of the information module are its second input, the i-th input of the nth information channel information module, where i takes values from 1 to 3, and n - from 1 to N, is the s-th input of the information module, where s = (2+ (n-1) * 3 + i), i-th input k -th channel of the call of the information module, where i receives eniya from 1 to 2 and k - 1 to K, is the s-th input information module, where s = (2 + 3N + (k-1) * 2 + i), input j-th channel synchronization information module, wherein j takes values from 1 to J, is the s-th input of the information module, where s = (2 + 3N + 2K + j), the output of the adder of channel signals of the information module is its output, the i-th output of the coherent frequency generator is connected to the first the input of the i-th information module directly and through the i-th phase shifter to π / 2 - with the second input of the i-th information module, and the output of the i-th information mode I through the i-th bandpass filter is connected to the i-th input of the adder of signals of information modules, where i takes values from 1 to M + 1, the output of the adder of signals of information modules is connected to the input of the band-pass filter of the group signal, the output of the band-pass filter of the group signal is the output of the device .
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются введенные в его схему новые элементы, а именно: М информационных модулей, (М+1) фазовращателей на π/2, (М+1) полосовых фильтров информационных модулей, а также сумматор сигналов информационных модулей и полосовой фильтр группового сигнала и соответствующие связи между ними, благодаря чему удалось сохранить в нем высокую структурную скрытность передаваемых сигналов, достигнутую в устройстве-прототипе, и одновременно существенно повысить его спектральную эффективность, т.е. обеспечить более высокую пропускную способность в выделенной полосе частот.Distinctive features of the proposed device are new elements introduced into its circuit, namely: M information modules, (M + 1) phase shifters by π / 2, (M + 1) bandpass filters of information modules, as well as an adder of signals of information modules and a bandpass group filter of the signal and the corresponding connections between them, due to which it was possible to maintain in it the high structural secrecy of the transmitted signals achieved in the prototype device, and at the same time significantly increase its spectral efficiency, i.e. provide higher bandwidth in the allocated frequency band.
Поскольку совокупность введенных элементов и их связи до даты подачи заявки в патентной и научно-технической литературе не обнаружены, то предлагаемое техническое решение соответствует «изобретательскому уровню».Since the totality of the elements introduced and their relationship to the filing date of the application in the patent and scientific literature are not found, the proposed technical solution corresponds to the "inventive step".
С целью упрощения структурная схема заявляемого устройства представлена на фиг. 1 и 2. Причем на фиг. 1 представлена структурная схема информационного модуля, а на фиг. 2 - структурная схема заявляемого устройства. На фиг. 1 изображены два n-ых информационных канала (n=1 и n=N), два k-ых канала вызова (k=1 и k=K) и два j-ых канала синхронизации (j=1 и j=J), а также элементы, которые обеспечивают функционирование информационного модуля и позволяют пояснить его работу. На фиг. 2 изображены три m-ых информационных модуля (m=1, m=2 и m=М+1), а также элементы, которые обеспечивают функционирование заявляемого устройства и позволяют пояснить его работу в целом.In order to simplify the structural diagram of the claimed device is presented in FIG. 1 and 2. Moreover, in FIG. 1 is a structural diagram of an information module, and FIG. 2 is a structural diagram of the inventive device. In FIG. 1 shows two n-th information channels (n = 1 and n = N), two k-th call channels (k = 1 and k = K) and two j-th synchronization channels (j = 1 and j = J), as well as elements that ensure the functioning of the information module and allow to explain its work. In FIG. 2 shows three m-th information modules (m = 1, m = 2 and m = M + 1), as well as elements that ensure the functioning of the claimed device and allow to explain its operation as a whole.
На фиг. 1 обозначено:In FIG. 1 is indicated:
1.n - n-ый преобразователь информации информационного канала (ПИ ИК), причем n принимает значения от 1 до N;1.n is the n-th information channel information converter (PI IR), and n takes values from 1 to N;
2.i - i-ый внутренний кодер канала (ВКК), причем i принимает значения от 1 до L=N+К+J;2.i is the i-th internal channel encoder (VCC), and i takes values from 1 to L = N + K + J;
3.i - i-ый формирователь спектра сигнала канала (ФССК), причем i принимает значения от 1 до L=N+К+J;3.i is the i-th channel signal spectrum former (FSSK), and i takes values from 1 to L = N + K + J;
4.k - k-ый преобразователь информации канала вызова (ПИ КВ), причем k принимает значения от 1 до K;4.k is the k-th converter of the information of the channel of the call (PI KV), and k takes values from 1 to K;
5.j - j-ый преобразователь информации канала синхронизации (ПИ КС), причем j принимает значения от 1 до J;5.j is the j-th converter of information of the synchronization channel (PI CS), and j takes values from 1 to J;
6 - тактовый генератор (ТГ);6 - clock generator (TG);
7 - делитель частоты (ДЧ);7 - frequency divider (DF);
8 - генератор нелинейной маскирующей последовательности (ГНМП);8 - generator non-linear masking sequence (GNMP);
9 - генератор нелинейных ортогональных кодов (ГНОК);9 - generator of nonlinear orthogonal codes (SOCC);
10 - сумматор канальных сигналов (СКС);10 - adder channel signals (SCS);
11 - информационный модуль (ИМ).11 - information module (IM).
На фиг. 2 обозначено:In FIG. 2 is indicated:
11.i - i-ый ИМ, причем i принимает значения от 1 до М+1;11.i is the i-th IM, and i takes values from 1 to M + 1;
12.i - i-ый фазовращатель на π/2 (ФВ), причем i принимает значения от 1 до М+1;12.i is the i-th phase shifter on π / 2 (PV), and i takes values from 1 to M + 1;
13 - генератор когерентной сетки частот (ГКСЧ);13 - generator coherent frequency grid (GKSCh);
14.i - i-ый полосовой фильтр (ПФ), причем i принимает значения от 1 до М+1;14.i - i-th band-pass filter (PF), and i takes values from 1 to M + 1;
15 - сумматор сигналов информационных модулей (ССИМ);15 - adder signals of information modules (SSIM);
16 - полосовой фильтр группового сигнала (ПФГС).16 - band-pass filter group signal (PFGS).
Работа устройства. Порядок работы предлагаемого устройства рассмотрим по схемам, которые изображены на фиг. 1 и фиг. 2.The operation of the device. The operation of the proposed device will be considered according to the schemes shown in FIG. 1 and FIG. 2.
При рассмотрении работы предлагаемого устройства будем исходить из следующего:When considering the operation of the proposed device, we will proceed from the following:
1. Алгоритм работы каналов (информационного, вызова и синхронизации) заявляемого устройства и устройства-прототипа одинаков. Поэтому для уяснения характера обработки информации в передатчике достаточно рассмотреть обработку информации в одном ИМ.1. The algorithm of the channels (information, call and synchronization) of the claimed device and the prototype device is the same. Therefore, to understand the nature of the information processing in the transmitter, it suffices to consider the processing of information in one IM.
2. Скорость передачи информации в квадратурных каналах всех ИМ одинакова и равна R;2. The information transfer rate in the quadrature channels of all IMs is the same and equal to R;
3. Полоса частот, формируемая ИМ, равна полосе частот, выделенной для работы системы.3. The frequency band formed by the MI is equal to the frequency band allocated for the system.
4. Алгоритм формирования группового сигнала передатчика представлен на фиг. 3. На фиг. 3 обозначено:4. The algorithm for generating the group signal of the transmitter is shown in FIG. 3. In FIG. 3 is indicated:
ΔF - полоса частот, которая выделена для работы системы;ΔF is the frequency band that is allocated for the system;
Δƒ - допустимая величина ограничения полосы частот спектра ИМ с каждой стороны (слева и справа);Δƒ is the permissible limit of the frequency band of the MI spectrum on each side (left and right);
ƒвн - нижняя граница выделенной полосы частот;ƒ int - the lower boundary of the allocated frequency band;
ƒвв - верхняя граница выделенной полосы частот;ƒ cc - the upper limit of the allocated frequency band;
Rp - величина разноса соседних частот генератора когерентной сетки частот в Гц, численно равная скорости передачи информации в квадратурных каналах ИМ, т.е. Rp=R;R p is the spacing of adjacent frequencies of the generator of a coherent frequency grid in Hz, numerically equal to the information transfer rate in the quadrature channels of the MI, i.e. R p = R;
Δƒфiм - полоса пропускания i-ого полосового фильтра i-ого ИМ, причем Δƒфiм каждого фильтра равняется ΔF-2Δƒ, где i принимает значения от 1 до М+1, a M=2Δƒ/R (на фиг. 3 представлен вариант формирования группового сигнала ИМ при Δƒ=2R, тогда М=4, а i принимает значения от 1 до 5);Δƒ fim - bandwidth of i-th bandpass filter i-th infarction, wherein Δƒ fim each filter equals ΔF-2Δƒ, where i takes the values from 1 to M + 1, a M = 2Δƒ / R (Figure 3 represents a variant formation. group signal IM at Δƒ = 2R, then M = 4, and i takes values from 1 to 5);
ƒiког - i-ая когерентная частота, формируемая генератором когерентной сетки частот и обеспечивающая формирование спектра сигнала i-ого ИМ, где i принимает значения от 1 до М+1.ƒ icog - the i-th coherent frequency generated by the generator of the coherent frequency grid and providing the formation of the signal spectrum of the i-th IM, where i takes values from 1 to M + 1.
Работа информационного модуля. Работу ИМ (11) рассмотрим по структурной схеме, представленной на фиг. 1. Для уяснения характера обработки информации в ИМ достаточно рассмотреть процесс обработки информации в трех его каналах: информационном, канале вызова и канале синхронизации.The work of the information module. Let us consider the operation of MI (11) according to the block diagram shown in FIG. 1. To understand the nature of the information processing in the IM, it is enough to consider the process of processing information in its three channels: information, call channel and synchronization channel.
Работа информационного канала. Работу информационного канала рассмотрим на примере первого ИК (n=1), который включает ПИ ИК (1.1), ВК (2.1) и ФССК (3.1). Пусть на третий вход ИМ (11) поступает информация об адресе абонента, которая через первый вход первого ИК подается на первый вход ПИ ИК (1.1)), а на четвертый вход ИМ (11) - информация, которую необходимо передать другому абоненту, и которая через второй вход первого ИК поступает на второй вход ПИ ИК (1.1)). Информация, поступающая на первый и второй входы ПИ ИК (1.1), представляет собой поток двоичных символов.The work of the information channel. We consider the operation of the information channel using the example of the first IR (n = 1), which includes PI IR (1.1), VK (2.1) and FSSK (3.1). Let the information on the subscriber’s address be transmitted to the third input of the IM (11), which is fed through the first input of the first IR to the first input of the IR IR (1.1), and to the fourth input of the IM (11) the information that must be transferred to another subscriber, and which through the second input of the first IR, it goes to the second input of the PI IR (1.1)). The information supplied to the first and second inputs of the PI IR (1.1) is a stream of binary characters.
Поток двоичных символов, поступающий на первый вход ПИ ИК (1.1), обеспечивает формирование в ПИ ИК (1.1) адреса вызываемого абонента. Поток двоичных символов, поступающий на второй вход ПИ ИК (1.1) преобразуется в нем в два потока для создания синфазной I и квадратурной Q составляющих. Далее каждый из этих информационных потоков кодируется избыточным кодом с целью обеспечения возможности исправления ошибок на приемной стороне, затем эта уже кодированная информация «перемешивается» таким образом, чтобы исключить возможность группирования ошибок на приемной стороне. Далее в эти потоки (уже кодированные и «перемешанные») «замешивается» информация об адресе вызываемого абонента. И наконец в информационные потоки уже содержащие признак адреса вызываемого абонента «замешивается» дополнительная информация, которая позволяет управлять уровнем излучаемой мощности передатчика абонента. Эта дополнительная информация поступает в ПИ ИК (1.1) на его третий вход через пятый вход ИМ (11) и через третий вход первого ИК. Сформированные указанным выше способом информационные потоки поступают на первый (синфазная составляющая) и второй (квадратурная составляющая) выходы ПИ ИК (1.1).The stream of binary symbols arriving at the first input of the IR PIC (1.1) ensures the formation of the address of the called subscriber in the PI IR (1.1). The stream of binary symbols arriving at the second input of the PI IR (1.1) is converted into two streams in it to create in-phase I and quadrature Q components. Further, each of these information flows is encoded with redundant code in order to ensure the possibility of error correction on the receiving side, then this already encoded information is “mixed” in such a way as to exclude the possibility of grouping errors on the receiving side. Further, information about the address of the called subscriber is "mixed up" in these streams (already encoded and "mixed"). And finally, additional information, which allows you to control the level of radiated power of the subscriber’s transmitter, is “mixed” into the information flows already containing the sign of the called subscriber’s address. This additional information enters the PI IR (1.1) at its third input through the fifth input of the IM (11) and through the third input of the first IR. The information flows generated by the above method arrive at the first (in-phase component) and second (quadrature component) PI IR outputs (1.1).
Поток двоичных символов с первого и второго выходов ПИ ИК (1.1) подается соответственно на первый и второй входы ВК (2.1). На третий вход ВК (2.1) с выхода ДЧ (7) поступают тактовые импульсы, которые обеспечивают ввод информации в ВК (2.1). Частота тактовых импульсов с выхода ДЧ (7) соответствует скорости потока двоичных символов, поступающих с первого и второго выходов ПИ ИК (1.1) на первый и второй входы ВК (2.1). Со второго выхода ГНМП (8) на четвертый вход ВК (2.1) и на второй вход ГНОК (9) поступают тактовые импульсы, которые осуществляют цикловую синхронизацию ВК (2.1) и синхронизацию ГНОК (9). Частота следования импульсов цикловой синхронизации определяется периодом нелинейной маскирующей последовательности. На пятый вход ВК (2.1) поступают тактовые импульсы с (L+1)-ого выхода ГНОК (9), которые обеспечивают вывод информации из ВК (2.1). Частота следования этих тактовых импульсов определяется периодом последовательности, генерируемой ГНОК (9). Обработка передаваемой информации в ВК (2.1) обеспечивает дополнительную защиту ее от интерференционных помех и замираний сигнала.The stream of binary symbols from the first and second outputs of the PI IR (1.1) is supplied to the first and second inputs of the VK (2.1), respectively. The third input of the VK (2.1) from the output of the PM (7) receives clock pulses that provide the input of information into the VK (2.1). The frequency of the clock pulses from the output of the PM (7) corresponds to the flow rate of binary symbols coming from the first and second outputs of the PI IR (1.1) to the first and second inputs of the VC (2.1). From the second output of GNMP (8), the fourth input of VC (2.1) and the second input of GNOC (9) receive clock pulses that carry out cyclic synchronization of VK (2.1) and synchronization of GNOC (9). The pulse repetition rate of the cyclic synchronization pulses is determined by the period of the nonlinear masking sequence. The fifth input of the VK (2.1) receives clock pulses from the (L + 1) -th output of the GNOC (9), which provide the output of information from the VK (2.1). The repetition rate of these clock pulses is determined by the period of the sequence generated by SOCC (9). Processing of the transmitted information in VK (2.1) provides additional protection against interference interference and signal fading.
Информация с первого выхода ВК (2.1) подается на первый вход ФССК (3.1), а со второго выхода ВК (2.1) - на второй вход ФССК (3.1). На третий вход ФССК (3.1) подается нелинейная маскирующая последовательность с первого выхода ГНМП (8). На четвертый и пятый входы ФССК (3.1) подаются нелинейные ортогональные кодовые последовательности от ГНОК (9), причем на четвертый вход ФССК (3.1) подается нелинейная ортогональная кодовая последовательность с первого выхода ГНОК (9), а на пятый вход ФССК (3.1) - нелинейная ортогональная кодовая последовательность с L-ого выхода ГНОК (9). На шестой и седьмой входы ФССК (3.1) с i-ого выхода ГКСЧ (13) через первый и второй входы ИМ (11) соответственно подаются квадратурные (косинусная (I) и синусная (Q)) составляющие когерентной частоты ƒiког, где i=1.Information from the first output of VK (2.1) is fed to the first input of FSSK (3.1), and from the second output of VK (2.1) to the second input of FSSK (3.1). A nonlinear masking sequence from the first GNMP output (8) is fed to the third input of the FSSK (3.1). Nonlinear orthogonal code sequences from GNOC (9) are supplied to the fourth and fifth inputs of FSSK (3.1), and a nonlinear orthogonal code sequence from the first output of GNOC (9) is fed to the fourth input of FSSK (3.1), and the fifth input of FSSK (3.1) is fed non-linear orthogonal code sequence from the L-th output of SOCC (9). At the sixth and seventh inputs of the FSSK (3.1) from the i-th output of the GCC, (13), the quadrature (cosine (I) and sine (Q)) components of the coherent frequency ƒ icog , where i = one.
В результате взаимодействия потоков информации, поступающих на входы ФССК (3.1), в ФССК (3.1) выполняются следующие операции: потоком двоичных символов, которые поступают на первый и второй входы ФССК (3.1) от ВК (2.1), осуществляется модуляция нелинейных ортогональных кодовых последовательностей, которые поступают на третий и четвертый входы ФССК (3.1), далее происходит сложение нелинейной маскирующей последовательности, которая поступает на третий вход ФССК (3.1), с уже модулированными нелинейными ортогональными последовательностями, а суммарные последовательности (нелинейная маскирующая последовательность + модулированная нелинейная ортогональная последовательность) осуществляют модуляцию квадратурных составляющих когерентной частоты ƒ1ког, которые поступают на шестой и седьмой входы ФССК (3.1). Далее происходит линейное сложение модулированных квадратурных составляющих, а результат сложения подается на выход ФССК (3.1). Выход ФССК (3.1) соединен с первым входом сумматора канальных сигналов (10). В остальных ИК информационного модуля происходит аналогичное преобразование информации.As a result of the interaction of the information flows arriving at the inputs of the FSSK (3.1), the following operations are performed in the FSSK (3.1): a stream of binary symbols that arrive at the first and second inputs of the FSSK (3.1) from the VK (2.1) modulates non-linear orthogonal code sequences which go to the third and fourth inputs of the FSSK (3.1), then the addition of the nonlinear masking sequence, which goes to the third input of the FSSK (3.1), with already modulated non-linear orthogonal sequences, and the total sequences (non-linear masking sequence + modulated non-linear orthogonal sequence) modulate the quadrature components of the coherent frequency ког 1kog , which are fed to the sixth and seventh inputs of the FSSK (3.1). Next, the linear addition of the modulated quadrature components occurs, and the addition result is fed to the output of the FSSK (3.1). The output of the FSSK (3.1) is connected to the first input of the adder of channel signals (10). In the remaining IR information module, a similar transformation of information occurs.
Работа канала вызова. Работу канала вызова рассмотрим на примере первого КВ (k=1), который включает ПИ КВ (4.1), ВК (2.N+1) и ФССК (3.N+1). Пусть на (3N+3)-ий вход ИМ (11) поступает информация об адресе абонента, которая через первый вход первого КВ подается на первый вход ПИ КВ (4.1), а на (3N+4)-ый вход ИМ (11) - информация, из которой формируется сигнал вызова, и которая через второй вход первого КВ поступает на второй вход ПИ КВ (4.1). Информация, поступающая на первый и второй входы ПИ ИК (4.1), представляет собой поток двоичных символов.Work channel call. We consider the operation of the call channel using the example of the first HF (k = 1), which includes PI HF (4.1), VK (2.N + 1) and FSSK (3.N + 1). Suppose that the information on the subscriber’s address is received at the (3N + 3) -th input of the IM (11), which is fed through the first input of the first HF to the first input of the HF PI (4.1), and to the (3N + 4) -th input of the IM (11) - information from which the call signal is generated, and which through the second input of the first HF is fed to the second input of the HF PI (4.1). The information received at the first and second inputs of the PI IR (4.1) is a stream of binary characters.
Поток двоичных символов, поступающий на второй вход ПИ КВ (4.1) преобразуется в нем в два потока для создания синфазной I и квадратурной Q составляющих. Далее каждый из этих информационных потоков кодируется избыточным кодом с целью обеспечения возможности исправления ошибок на приемной стороне, затем эта уже кодированная информация «перемешивается» таким образом, чтобы исключить возможность группирования ошибок на приемной стороне. Далее в эти потоки (уже кодированные и «перемешанные») «замешивается» информация об адресе вызываемого абонента. Сформированные указанным выше способом информационные потоки поступают на первый (синфазная составляющая) и второй (квадратурная составляющая) выходы ПИ КВ (4.1). Поток двоичных символов с первого и второго выходов ПИ КВ (4.1) подается соответственно на первый и второй входы ВК (2.N+1), а информация с первого и второго выхода ВК (2.N+1) подается соответственно на первый и второй входы ФССК (3.N+1), а информация с выхода ФССК (3.N+1) подается на (N+1)-ый вход СКС (10). Процесс обработки информации в ВК (2.N+1) и в ФССК (3.N+1) аналогичен процессу, рассмотренному в ВК (2.1) и ФССК (3.1), за исключением того, что четвертый вход ФССК (3.N+1) соединен с (N+1)-ым выходом ГНОК (9), а пятый вход ФССК (3.N+1) соединен с (L-N)-ым выходом ГНОК (9). В остальных каналах вызова происходит аналогичное преобразование информации.The stream of binary symbols arriving at the second input of the PI HF (4.1) is converted into two streams in it to create in-phase I and quadrature Q components. Further, each of these information flows is encoded with redundant code in order to ensure the possibility of error correction on the receiving side, then this already encoded information is “mixed” in such a way as to exclude the possibility of grouping errors on the receiving side. Further, information about the address of the called subscriber is "mixed up" in these streams (already encoded and "mixed"). The information flows generated by the above method arrive at the first (in-phase component) and second (quadrature component) PI HF outputs (4.1). The stream of binary symbols from the first and second outputs of the PI KV (4.1) is supplied respectively to the first and second inputs of the VK (2.N + 1), and the information from the first and second outputs of the VK (2.N + 1) is supplied to the first and second, respectively FSSK inputs (3.N + 1), and information from the FSSK output (3.N + 1) is fed to the (N + 1) -th input of the SCS (10). The process of processing information in VK (2.N + 1) and in FSSK (3.N + 1) is similar to the process considered in VK (2.1) and FSSK (3.1), except that the fourth input is FSSK (3.N + 1) is connected to the (N + 1) -th output of the GNOC (9), and the fifth input of the FSSK (3.N + 1) is connected to the (LN) -th output of the GNOC (9). In the remaining call channels, a similar conversion of information occurs.
Работа канала синхронизации. Работу канала синхронизации рассмотрим на примере последнего КС (j=J), который включает ПИ КС (5.J), ВК (2.N+K+J) и ФССК (3.N+K+J). Пусть на (3N+2K+J+2)-ий вход ИМ (11) поступает служебная информация, которая через вход J-ого КС подается на вход ПИ КС (5.J) и представляет собой поток двоичных символов. В ПИ КС (5.J) эта информация для обеспечения возможности исправления ошибок на приемной стороне подвергается избыточному кодированию, а ее скорость на выходе ПИ КС доводится до скорости потока двоичных символов на выходе ПИ ИК и ПИ КВ. Сформированный указанным выше способом информационный поток поступает на выход ПИ КС (5.J), а с его выхода подается одновременно на первый и второй входы ВК (2.N+K+J), а информация с первого и второго выхода ВК (2.N+K+J) подается соответственно на первый и второй входы ФССК (3.N+K+J), а с выхода ФССК (3.N+K+J) - на (L)-ый вход СКС (10).The operation of the synchronization channel. We consider the operation of the synchronization channel as an example of the last CS (j = J), which includes the PI CS (5.J), VK (2.N + K + J) and FSSK (3.N + K + J). Let service information be received at the (3N + 2K + J + 2) -th input of IM (11), which is fed through the input of the J-th CS to the input of the PI CS (5.J) and represents a stream of binary symbols. In PI KS (5.J), this information is redundantly encoded to ensure error correction at the receiving side, and its speed at the output of PI KS is adjusted to the bit rate of the binary symbols at the output of PI IR and PI KV. The information stream generated by the above method is fed to the output of the PI KS (5.J), and from its output it is fed simultaneously to the first and second inputs of the VC (2.N + K + J), and the information from the first and second outputs of the VC (2. N + K + J) is supplied respectively to the first and second inputs of the FSSK (3.N + K + J), and from the output of the FSSK (3.N + K + J) to the (L) -th input of the SCS (10).
Процесс обработки информации в ВК (2.N+K+J) и в ФССК (3.N+K+J) аналогичен процессу, рассмотренному в ВК (2.1) и ФССК (3.1) первого ИК, за исключением того, что четвертый вход ФССК (3.N+K+J) соединен с L-ым выходом ГНОК (9), а его пятый вход соединен с первым выходом ГНОК (9). В остальных каналах синхронизации происходит аналогичное преобразование информации.The process of processing information in VK (2.N + K + J) and in FSSK (3.N + K + J) is similar to the process considered in VK (2.1) and FSSK (3.1) of the first IR, except that the fourth input FSSK (3.N + K + J) is connected to the L-th output of the GNOC (9), and its fifth input is connected to the first output of the GNOC (9). In the remaining synchronization channels, a similar transformation of information occurs.
Сигналы, поступающие в СКС (10) с выходов всех ФССК информационного модуля, линейно складываются в нем и поступают на его выход. Выход СКС (10) является выходом информационного модуля.The signals entering the SCS (10) from the outputs of all the FSSK information modules are linearly added to it and fed to its output. The output of SCS (10) is the output of the information module.
Работа передающего устройства. Работу передающего устройства рассмотрим по структурной схеме, представленной на фиг. 2. С i-ого выхода ГКСЧ (13) на первый вход i-ого ИМ (11.i) непосредственно, а на его второй вход через i-ый фазовращатель на π/2 (12.i) подаются квадратурные (косинусная (I) и синусная (Q)) составляющие когерентной частоты ƒiког соответственно, где i принимает значения от 1 до М+1. На все остальные входы (с 3 по 3N+2K+J+2) i-ого ИМ (11.i) поступает соответствующая информация: информация об адресе абонента; информация, которую необходимо передать абоненту; служебная информация и информация об уровне сигнала (см. обозначения на фиг. 1). После определенных преобразований сигналов, поступивших в ИМ (11.i) (последовательность преобразований описана выше в разделе «работа информационного модуля»), групповой сигнал i-ого информационного модуля (11.i) поступает на вход i-ого полосового фильтра (14.i). Причем групповой сигнал на выходе i-ого информационного модуля (11.i) (на входе i-ого полосового фильтра (14.i)) занимает полосу ΔF, т.е. соответствует выделенной полосе частот, но на частотной оси групповой сигнал на выходе соседних ИМ относительно друг друга сдвинут на величину R (на фиг. 3 спектры сигналов на выходе ИМ показаны пунктирной линией). Для того, чтобы избежать превышения выделенной полосы ΔF необходимо ограничить полосу группового сигнала каждого ИМ с обеих сторон, слева и справа, на величину Δƒ, как это показано на фиг. 3. Эта задача решается с помощью ПФ (14.i), полоса пропускания каждого из которых равна Δƒфiм=ΔF-2Δƒ, (на фиг. 3 полоса пропускания фильтров показана сплошной линией), а положение полосы пропускания i-ого ПФ (14.i) на частотной оси (через положение нижней ƒiниж. и верхней ƒiвер. частот полосы пропускания i-ого ПФ (14.i)) можно определить из выраженийTransmitter operation. Let us consider the operation of the transmitting device according to the block diagram shown in FIG. 2. From the i-th output of the GCC (13), directly to the first input of the i-th IM (11.i), and its second input through the i-th phase shifter, π / 2 (12.i) feeds quadrature (cosine (I ) and sine (Q)) components of the coherent frequency ƒ ikog, respectively, where i takes values from 1 to M + 1. All other inputs (from 3 to 3N + 2K + J + 2) of the i-th IM (11.i) receive relevant information: information about the subscriber's address; information to be transmitted to the subscriber; service information and signal strength information (see designations in Fig. 1). After certain conversions of the signals received by the MI (11.i) (the sequence of conversions is described above in the “information module operation” section), the group signal of the ith information module (11.i) is fed to the input of the ith bandpass filter (14. i). Moreover, the group signal at the output of the i-th information module (11.i) (at the input of the i-th band filter (14.i)) occupies the band ΔF, i.e. corresponds to the selected frequency band, but on the frequency axis the group signal at the output of neighboring MIs is shifted relative to each other by R (in Fig. 3 the spectra of the signals at the MI output are shown with a dashed line). In order to avoid exceeding the allocated band ΔF, it is necessary to limit the band of the group signal of each MI on both sides, left and right, by Δƒ, as shown in FIG. 3. This problem is solved by the PD (14.i), the bandwidth of each of which is Δƒ fim = ΔF-2Δƒ, (FIG. 3, the band pass filter shown by the solid line), and the position of the passband i-th PD (14 .i) on the frequency axis (through the position of the lower ƒ i lower and upper ƒ i i . frequencies of the passband of the i-th PF (14.i)) can be determined from the expressions
ƒiниж=ƒвн+(i-1)R; ƒiвер=ƒiниж+Δƒфiм.ƒ i lower = ƒ vn + (i-1) R; ƒ iver = ƒ i lower + Δƒ fi
Ограниченный с обеих сторон ПФ (14.i) спектр i-ого ИМ поступает на i-ый вход ССИМ (15). В ССИМ (15) все поступившие спектры линейно складываются и через ПФГС (16) групповой сигнал подается на усилитель мощности (не показан).The spectrum of the ith IM limited on both sides of the PF (14.i) arrives at the ith input of the SSIM (15). In SSIM (15), all the received spectra are linearly added up and, through PFGS (16), the group signal is fed to a power amplifier (not shown).
Сравнительная оценка спектральной эффективности заявляемого устройства и прототипа. При оценке спектральной эффективности прототипа будем исходить из следующих фактов:A comparative assessment of the spectral efficiency of the claimed device and prototype. When evaluating the spectral efficiency of the prototype, we will proceed from the following facts:
заявляемое устройство и устройство-прототип работают в выделенной полосе частот равной ΔF;The claimed device and the prototype device operate in a dedicated frequency band equal to ΔF;
число каналов в устройстве-прототипе равно L;the number of channels in the prototype device is L;
число каналов в ИМ заявляемого устройства равно L;the number of channels in the MI of the claimed device is L;
скорость передачи информации в каналах устройства-прототипа и заявляемого устройства одинакова и равна R;the speed of information transfer in the channels of the prototype device and the claimed device is the same and equal to R;
число информационных модулей в заявляемом устройстве равно М+1, где M=2Δƒ/R, а Δƒ - величина допустимого ограничения спектра сигнала ИМ с каждой стороны.the number of information modules in the inventive device is M + 1, where M = 2Δƒ / R, and Δƒ is the value of the permissible limit of the spectrum of the MI signal on each side.
Основываясь на определении спектральной эффективности системы, ее значение можно определить из выраженияBased on the determination of the spectral efficiency of the system, its value can be determined from the expression
где П - пропускная способность устройства;where P is the bandwidth of the device;
ΔF - ширина спектра, занимаемая сигналом, соответствует выделенной полосе частот.ΔF - the spectrum width occupied by the signal corresponds to the selected frequency band.
Тогда пропускная способность устройства-прототипа П равна сумме скоростей передачи информации по всем каналам, а при одинаковой скорости передачи информации в каждом канале, равной R, пропускная способность устройства равна произведению скорости передачи информации в одном канале R на число используемых каналов связи L. В этом случае выражение (1) примет видThen the throughput of the prototype device P is equal to the sum of the information transfer rates on all channels, and with the same information transfer rate in each channel equal to R, the device throughput is the product of the information transfer rate in one channel R by the number of communication channels L. In this case, expression (1) takes the form
Пропускная способность заявленного устройства П в случае одинаковой скорости передачи информации в каждом канале всех ИМ, равной R, равна произведению трех сомножителей: скорости передачи информации в одном канале R, числа используемых каналов в одном ИМ L и числа ИМ (М+1). В этом случае выражение (1) для заявляемого устройства примет видThe throughput of the claimed device P in the case of the same information transfer rate in each channel of all MIs equal to R is equal to the product of three factors: the information transmission rate in one channel R, the number of channels used in one MI L and the number of MI (M + 1). In this case, the expression (1) for the claimed device will take the form
Сравнивая значения коэффициентов спектральной эффективности прототипа εпр и заявляемого устройства εзу, легко установить, что заявляемое устройство в (М+1) раз превосходит его по эффективности.Comparing the values of the spectral efficiency coefficients of the prototype ε pr and the claimed device ε zu , it is easy to establish that the claimed device is (M + 1) times superior in efficiency.
Определим численное значение коэффициента спектральной эффективности для прототипа и заявляемого устройства при определенных значениях переменных. Пусть значения R, L и ΔF одинаковы как для заявляемого устройства, так и для прототипа, а Δƒ=2R. При таких значениях параметров систем коэффициент спектральной эффективности заявляемого устройства εзу в пять превышает значение коэффициента спектральной эффективности прототипа εпр.Define the numerical value of the coefficient of spectral efficiency for the prototype and the claimed device with certain values of the variables. Let the values of R, L and ΔF are the same for both the claimed device and the prototype, and Δƒ = 2R. With such values of the parameters of the systems, the spectral efficiency coefficient of the inventive device ε zu is five in excess of the value of the spectral efficiency coefficient of the prototype ε pr
Из изложенного выше следует, что заявляемое устройство имеет явные преимущества по сравнению с прототипом в части эффективного использования системой выделенного спектра частот и не уступает прототипу в части обеспечения высокой структурной скрытности передаваемых сигналов.From the above it follows that the claimed device has clear advantages compared with the prototype in terms of efficient use of the allocated frequency spectrum by the system and is not inferior to the prototype in terms of ensuring high structural secrecy of the transmitted signals.
Методы формирования когерентной сетки частот и варианты технической реализации генератора когерентной сетки частот представлены в [7].Methods for the formation of a coherent frequency grid and technical implementation options for a coherent frequency grid generator are presented in [7].
Источники информацииInformation sources
1. Новые стандарты широкополосной радиосвязи на базе технологии W-CDMA, М.: Международный центр научно-технической информации, 1999. (стр. 38-58).1. New standards for broadband radio communications based on W-CDMA technology, M .: International Center for Scientific and Technical Information, 1999. (pp. 38-58).
2. Vijay K. Garg. IS-95 CDMA and cdma2000 Cellular/PCS Systems Implementation. Pretice Hall, PTR, 2000.2. Vijay K. Garg. IS-95 CDMA and cdma2000 Cellular / PCS Systems Implementation. Pretice Hall, PTR, 2000.
3. Патент на изобретение №2287904, приоритет изобретения от 04.02.2005 г., опубликовано: 20.11.2006 г., Бюл. №32.3. Patent for the invention No. 2287904, priority of the invention of 04/04/2005, published: 11/20/2006, Bull. Number 32.
4. Патент на изобретение №2303331, приоритет изобретения от 20.12.2005 г., опубликовано: 20.07.2007 г., Бюл. №20.4. Patent for invention No. 2303331, priority of the invention of December 20, 2005, published: July 20, 2007, Bull. No. 20.
5. Патент на изобретение №2494550, приоритет изобретения от 19.12.2011 г., опубликовано: 27.09.2013 г., Бюл. №27 (прототип).5. Patent for the invention No. 2494550, the priority of the invention of 12/19/2011, published: 09/27/2013, Bull. No. 27 (prototype).
6. Сивов В.А., Васильев В.А., Моисеев В.Ф., Савельева М.В. Оценка пропускной способности систем радиосвязи с когерентным частотно-кодовым разделением каналов. Электросвязь, №6. 2018, с. 53-55.6. Sivov V.A., Vasiliev V.A., Moiseev V.F., Savelyeva M.V. Estimation of the throughput of radio communication systems with coherent frequency-code division multiplexing. Telecommunications, No. 6. 2018, p. 53-55.
7. Манассевич В. Синтезаторы частот (Теория и проектирование): Пер. с анг. / Под ред. А.С. Галина. М.: Связь, 1979. - 384 с.7. Manassevich V. Frequency synthesizers (Theory and design): Per. with eng. / Ed. A.S. Galina. M .: Communication, 1979.- 384 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140235A RU2700690C1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Transmitter with coherent frequency-code division of channels and with high structural security of transmitted signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140235A RU2700690C1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Transmitter with coherent frequency-code division of channels and with high structural security of transmitted signals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700690C1 true RU2700690C1 (en) | 2019-09-19 |
Family
ID=67989660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018140235A RU2700690C1 (en) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Transmitter with coherent frequency-code division of channels and with high structural security of transmitted signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700690C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770857C1 (en) * | 2021-04-29 | 2022-04-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Multichannel spectral-efficient transmitter with quadrature amplitude-inverse modulation with coherent frequency-code channel separation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572552A (en) * | 1994-01-27 | 1996-11-05 | Ericsson Ge Mobile Communications Inc. | Method and system for demodulation of downlink CDMA signals |
| EP1014609A1 (en) * | 1998-07-13 | 2000-06-28 | Sony Corporation | Communication method, transmitter, and receiver |
| US6175588B1 (en) * | 1997-12-30 | 2001-01-16 | Motorola, Inc. | Communication device and method for interference suppression using adaptive equalization in a spread spectrum communication system |
| RU2494550C2 (en) * | 2011-12-19 | 2013-09-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессинального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals |
-
2018
- 2018-11-15 RU RU2018140235A patent/RU2700690C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572552A (en) * | 1994-01-27 | 1996-11-05 | Ericsson Ge Mobile Communications Inc. | Method and system for demodulation of downlink CDMA signals |
| US6175588B1 (en) * | 1997-12-30 | 2001-01-16 | Motorola, Inc. | Communication device and method for interference suppression using adaptive equalization in a spread spectrum communication system |
| EP1014609A1 (en) * | 1998-07-13 | 2000-06-28 | Sony Corporation | Communication method, transmitter, and receiver |
| RU2494550C2 (en) * | 2011-12-19 | 2013-09-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессинального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770857C1 (en) * | 2021-04-29 | 2022-04-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Multichannel spectral-efficient transmitter with quadrature amplitude-inverse modulation with coherent frequency-code channel separation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100221669B1 (en) | Method and apparatus for variable rate signal transmission in a spread spectrum communication system using coset coding | |
| CN1080053C (en) | Method and apparatus for creating a composite waveform | |
| DE69530640T2 (en) | Mobile station for a CDMA mobile transmission system and detection method therefor | |
| US6400679B1 (en) | Communication resource allocation method and apparatus | |
| US5406629A (en) | Apparatus and method for digitally processing signals in a radio frequency communication system | |
| EP1334595B1 (en) | Intervote modulator | |
| CN1075911C (en) | Automobile on-board and/or portable telephone system | |
| CA2212439A1 (en) | Orthogonal modulation scheme | |
| SE528994C2 (en) | Variable bit rate CDMA spreading circuit | |
| MXPA01004393A (en) | Slotted mode code usage in a cellular communications system. | |
| WO2002069516A1 (en) | Methods and apparatus for multiplexing signal codes via weighted majority logic | |
| RU2700690C1 (en) | Transmitter with coherent frequency-code division of channels and with high structural security of transmitted signals | |
| RU2494550C2 (en) | Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals | |
| KR100384434B1 (en) | Method and apparatus for performing a modulation | |
| RU2553083C1 (en) | Multichannel transmitter for spectrally efficient radio communication system | |
| US6996080B1 (en) | Chip-synchronous CDMA multiplexer and method resulting in constant envelope signals | |
| RU2553055C1 (en) | Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals | |
| CN1211969C (en) | Device and method used for double othogonal code jump multi-address communication system | |
| RU2770857C1 (en) | Multichannel spectral-efficient transmitter with quadrature amplitude-inverse modulation with coherent frequency-code channel separation | |
| RU2221344C2 (en) | Device for code-division transmission and reception of digital information using broadband noise-like signals | |
| RU2303331C1 (en) | Transmitter with code division of channels and efficient usage of allocated frequency spectrum | |
| US7072422B2 (en) | Device and method for spectrally shaping a transmission signal in a radio transmitter | |
| RU2287904C2 (en) | Spectrally effective code-division transmitter | |
| RU2320093C1 (en) | Multi-channel transmitter of signals with pseudo-random adjustment of working frequency | |
| RU2733261C1 (en) | Multichannel receiver with coherent frequency-code division of channels for reception of quadrature-modulated signals of higher structural security |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201116 |