RU2733261C1 - Многоканальный приемник с когерентным частотно-кодовым разделением каналов для приема квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах беспроводного доступа, сухопутной подвижной и спутниковой связи, призванных функционировать в условиях ограничений на выделенный частотный ресурс. Технический результат заключается в возможности обеспечивать надежный прием сигналов повышенной структурной скрытности и высокую спектральную эффективность выделенного спектра частот. Многоканальный приемник с когерентным частотно-кодовым разделением каналов для приема квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности содержит генератор когерентной сетки частот, основной приемный модуль, М дополнительных приемных модулей, а также соответствующие связи между ними. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в системах радиосвязи, призванных функционировать в условиях противодействия и одновременно обеспечивать при этом прием больших потоков информации в ограниченной выделенной полосе частот с требуемым качеством.

Среди основных требований, предъявляемых к перспективным системам радиосвязи, наряду с требованием по обеспечению высокой структурной скрытности передаваемых сигналов, одновременно выдвигается требование по обеспечению ими высокой пропускной способности в выделенной полосе частот с необходимым качеством.

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 возрастают, 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.

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, занимаемой сигналом.

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.

Известны устройства [3, 4], которые обеспечивают значение коэффициента спектральной эффективности несколько выше (1,65 и 1,875 соответственно), что также не отвечает современным требованиям по эффективному использованию выделенного спектра частот.

Кроме того, все приведенные выше системы и устройства [1-4] 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.

Известен способ [5], который позволяет в широкополосных системах радиосвязи с квадратурным двоичным методом модуляции сигналов и когерентным частотно-кодовым разделением каналов значительно повысить их пропускную способность в ограниченной выделенной полосе частот.

Известно устройство [6], которое реализует указанный выше способ, а именно: в ограниченной выделенной полосе частот осуществляет уплотнение радиоканалов (радиосигналов информационных модулей) на когерентных частотах путем усечения ширины спектра широкополосного сигнала на каждой из когерентных частот и одновременно обеспечивает формирование канальных сигналов повышенной структурной скрытности.

Однако не существует устройств, которые позволяют обеспечить надежный прием таких сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [7] (прототип), которое обеспечивает надежный прием сигналов с повышенной структурной скрытностью и в состав которого входят последовательно соединенные фильтр фазовой ошибки, первый управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого соединен со вторым входом первого преобразователя частоты непосредственно, а через первый фазовращатель - со вторым входом второго преобразователя частоты, первые входы первого и второго преобразователей частоты объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильтр ошибки по задержке, второй управляющий элемент, управляемый тактовый генератор, K каналов выделения информации, где K принимает значения от 1 до N-l, а N=2ⁿ при n≥1, один из которых выделен для синхронизации устройства, первый и второй выходы каждого канала выделения информации являются выходами последовательностей информационных символов не декодированной информации, а третий и четвертый выходы каждого канала выделения информации являются выходами последовательностей информационных символов декодированной информации, а также последовательно соединенные первый фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом первого преобразователя частоты, третий преобразователь частоты, первый широкополосный фильтр нижних частот и первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом второго преобразователя частоты, четвертый преобразователь частоты, второй широкополосный фильтр нижних частот и второй аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные пятый преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фильтра промежуточной частоты, третий широкополосный фильтр нижних частот, третий аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные шестой преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра промежуточной частоты, четвертый широкополосный фильтр нижних частот и четвертый аналого-цифровой преобразователь, причем вторые входы четвертого и пятого преобразователей частоты объединены и соединены с выходом второго фазовращателя на π/2, вход которого соединен с выходом опорного генератора, вторые входы третьего и шестого преобразователей частоты объединены и соединены с выходом опорного генератора, последовательно соединенные первый квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и первый перемножитель, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно соединенные второй квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и второй перемножитель, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, второй вход первого перемножителя соединен с 9-ым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, а второй вход второго перемножителя соединен с 10-ым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, выход первого сумматора соединен с входом фильтра фазовой ошибки, первые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом четвертого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход первого квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с восьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, третий вход второго квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с седьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, первые входы всех каналов выделения информации, а также первые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы всех каналов выделения информации, а также вторые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, выход первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом третьего перемножителя, а выход второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом четвертого перемножителя, третий вход k-ого канала выделения информации соединен с i-ым выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где i принимает значение k, а k принимает значения от 1 до К, четвертый вход k-ого канала выделения информации соединен с j-ым выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где j принимает значение К-k+1, причем если i равняется j, то j принимает значение k+1, пятые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены к первому выходу генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, шестые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены ко второму выходу генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, (К+1)-ый выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с седьмыми входами всех каналов выделения информации и со вторым входом первого интегратора, пятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через первый квадратор соединен с первым входом второго сумматора, а шестой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через второй квадратор соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого через первый интегратор и первое пороговое устройство соединен с объединенными вторыми входами первого, второго и третьего электронных ключей, девятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом третьего перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а десятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом четвертого перемножителя, выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, выход третьего сумматора через первый электронный ключ соединен с входом фильтра ошибки по задержке, а также последовательно соединенные пятый перемножитель и пятый широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные шестой перемножитель и шестой широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, первый и второй входы пятого перемножителя объединены и соединены с выходом первого фильтра промежуточной частоты, первый и второй входы шестого перемножителя объединены и соединены с выходом второго фильтра промежуточной частоты, последовательно соединенные согласованный фильтр, третий квадратор, третий электронный ключ и второе пороговое устройство, выход которого соединен с первыми входами генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей и генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, последовательно соединенные первый сумматор по модулю два, седьмой перемножитель и второй электронный ключ, выход которого подключен к входу фильтра ошибки по задержке, выход четвертого сумматора соединен с входом согласованного фильтра и со вторым входом седьмого перемножителя, выход согласованного фильтра соединен с входом первого инвертора и с первым входом четвертого электронного ключа, выход первого инвертора соединен с первым входом пятого электронного ключа, выход которого соединен с входом второго инвертора, выходы второго инвертора и четвертого электронного ключа объединены и соединены с первым входом первого сумматора по модулю два, (К+2)-ой выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с объединенными вторыми входами четвертого и пятого электронных ключей, выход управляемого тактового генератора соединен со вторыми входами первого сумматора по модулю два, генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, а также со вторыми входами второго и третьего сумматоров по модулю два, седьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, восьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой.

Целью настоящего изобретения является разработка приемного устройства, которое позволит в широкополосных системах радиосвязи с квадратурным двоичным методом модуляции сигналов и когерентным частотно-кодовым разделением каналов, работающих в условиях ограничений на выделение полос частот, обеспечить надежный прием сигналов повышенной структурной скрытности и обеспечить высокую спектральную эффективность выделенного спектра частот.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем в себя последовательно соединенные фильтр фазовой ошибки, первый управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого соединен со вторым входом первого преобразователя частоты непосредственно, а через первый фазовращатель - со вторым входом второго преобразователя частоты, первые входы первого и второго преобразователей частоты объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильтр ошибки по задержке, второй управляющий элемент, управляемый тактовый генератор, К каналов выделения информации, где K принимает значения от 1 до N-1, a N=2ⁿ при n≥1, один из которых выделен для синхронизации устройства, первый и второй выходы каждого канала выделения информации являются выходами последовательностей информационных символов не декодированной информации, а третий и четвертый выходы каждого канала выделения информации являются выходами последовательностей информационных символов декодированной информации, а также последовательно соединенные первый фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом первого преобразователя частоты, третий преобразователь частоты, первый широкополосный фильтр нижних частот и первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом второго преобразователя частоты, четвертый преобразователь частоты, второй широкополосный фильтр нижних частот и второй аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные пятый преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фильтра промежуточной частоты, третий широкополосный фильтр нижних частот, третий аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные шестой преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра промежуточной частоты, четвертый широкополосный фильтр нижних частот и четвертый аналого-цифровой преобразователь, причем вторые входы четвертого и пятого преобразователей частоты объединены и соединены с выходом второго фазовращателя на π/2, вход которого соединен с выходом опорного генератора, вторые входы третьего и шестого преобразователей частоты объединены и соединены с выходом опорного генератора, последовательно соединенные первый квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и первый перемножитель, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно соединенные второй квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и второй перемножитель, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, второй вход первого перемножителя соединен с 9-ым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, а второй вход второго перемножителя соединен с 10-ым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, выход первого сумматора соединен с входом фильтра фазовой ошибки, первые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом четвертого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход первого квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с восьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, третий вход второго квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с седьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, первые входы всех каналов выделения информации, а также первые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы всех каналов выделения информации, а также вторые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, выход первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом третьего перемножителя, а выход второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом четвертого перемножителя, третий вход k-ого канала выделения информации соединен с i-ым выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где i принимает значение k, а k принимает значения от 1 до К, четвертый вход k-ого канала выделения информации соединен с j-ым выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где j принимает значение К-k+1, причем если i равняется j, то j принимает значение k+1, пятые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены к первому выходу генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, шестые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены ко второму выходу генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, (К+1)-ый выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с седьмыми входами всех каналов выделения информации и со вторым входом первого интегратора, пятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через первый квадратор соединен с первым входом второго сумматора, а шестой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через второй квадратор соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого через первый интегратор и первое пороговое устройство соединен с объединенными вторыми входами первого, второго и третьего электронных ключей, девятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом третьего перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а десятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом четвертого перемножителя, выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, выход третьего сумматора через первый электронный ключ соединен с входом фильтра ошибки по задержке, а также последовательно соединенные пятый перемножитель и пятый широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные шестой перемножитель и шестой широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, первый и второй входы пятого перемножителя объединены и соединены с выходом первого фильтра промежуточной частоты, первый и второй входы шестого перемножителя объединены и соединены с выходом второго фильтра промежуточной частоты, последовательно соединенные согласованный фильтр, третий квадратор, третий электронный ключ и второе пороговое устройство, выход которого соединен с первыми входами генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей и генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, последовательно соединенные первый сумматор по модулю два, седьмой перемножитель и второй электронный ключ, выход которого подключен к входу фильтра ошибки по задержке, выход четвертого сумматора соединен с входом согласованного фильтра и со вторым входом седьмого перемножителя, выход согласованного фильтра соединен с входом первого инвертора и с первым входом четвертого электронного ключа, выход первого инвертора соединен с первым входом пятого электронного ключа, выход которого соединен с входом второго инвертора, выходы второго инвертора и четвертого электронного ключа объединены и соединены с первым входом первого сумматора по модулю два, (К+2)-ой выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с объединенными вторыми входами четвертого и пятого электронных ключей, выход управляемого тактового генератора соединен со вторыми входами первого сумматора по модулю два, генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, а также со вторыми входами второго и третьего сумматоров по модулю два, седьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, восьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, внесены следующие изменения: из него исключен опорный генератор, а все оставшиеся элементы и связи между ними объединены в основной приемный модуль, а именно: объединенные первые входы первого и второго преобразователей частоты являются первым входом основного приемного модуля, а объединенные вторые входы третьего и шестого преобразователей частоты и вход второго фазовращателя на π/2 являются вторым входом основного приемного модуля, выход управляемого тактового генератора, является первым выходом основного приемного модуля, выход третьего квадратора является вторым выходом основного приемного модуля, выход второго фильтра промежуточной частоты является третьим выходом основного приемного модуля, выход первого фильтра промежуточной частоты является четвертым выходом основного приемного модуля, первый и второй выходы k-ого канала выделения информации являются j-ми выходами основного приемного модуля, причем j=4+(k-1)4+i, где k принимает значения от 1 до К, а i - от 1 до 2, а третий и четвертый выходы k-ого канала выделения информации основного приемного модуля являются s-ми выходами основного приемного модуля, причем s=4+(k-1)4+i, где k принимает значения от 1 до К, a i - от 3 до 4, кроме того, в схему устройства дополнительно введены: генератор когерентной сетки частот, М дополнительных приемных модулей, где М=2Δƒ/R_p, причем М целая часть числа, Δƒ - величина допустимого ограничения спектра сигнала с каждой стороны на выходе каждого информационного модуля при формировании спектра группового сигнала на передающей стороне в Гц, a R_p - величина разноса соседних частот генератора когерентной сетки частот в Гц, численно равная скорости передачи информации R в квадратурных каналах информационных модулей на передающей стороне, т.е. R_p=R, причем каждый дополнительный приемный модуль имеет К каналов выделения информации, и между всеми элементами устройства установлены следующие связи: первый выход генератора когерентной сетки частот соединен со вторым входом основного приемного модуля, первый вход m-ого дополнительного приемного модуля соединен с i-ым выходом генератора когерентной сетки частот, где m принимает значения от 1 до М, а i=m+1, пятые входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены с первым выходом основного приемного модуля, четвертые входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены со вторым выходом основного приемного модуля, третьи входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены с третьим выходом основного приемного модуля, вторые входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены с четвертым выходом основного приемного модуля, каждый дополнительный приемный модуль имеет 4К выходов, причем каждый j-ый выход дополнительного приемного модуля является выходом не декодированной информации, где j=(k-1)4+i, а k принимает значения от 1 до К, a i принимает значения 1 и 2, а каждый s-ый выход дополнительного приемного модуля, является выходом декодированной информации, где s=(k-1)4+i, а k принимает значения от 1 до К, a i принимает значения 3 и 4.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются введенные в схему приемника новые элементы, а именно: генератор когерентной сетки частот, основной приемный модуль и М дополнительных приемных модулей и соответствующие связи между ними, благодаря чему удалось обеспечить надежный прием квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности и существенно повысить спектральную эффективность системы.

Поскольку совокупность введенных элементов и их связи до даты подачи заявки в патентной и научной литературе не обнаружены, то предлагаемое техническое решение соответствует «изобретательскому уровню».

Структурная схема заявляемого устройства представлена на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 1 представлена структурная схема основного приемного модуля устройства, на которой из К каналов выделения информации изображены только два канала (24.₁ и 24._к), а также элементы, которые обеспечивают функционирование основного приемного модуля и позволяют пояснить его работу в целом. На фиг. 1 цифрами обозначены:

l.₁, 1.₂ - первый и второй фазовращатели на π/2 (ФВ);

2 - управляемый генератор (УГ);

3.₁, 3.₂ - первый и второй управляющие элементы (УЭ);

4 - фильтр фазовой ошибки (ФФО);

5._i - i-ый преобразователь частоты (ПЧ), причем i принимает значения от 1 до 6;

6._i - i-ый широкополосный фильтр нижних частот (ШФНЧ), причем i принимает значения от 1 до 6;

7._i - i-ый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), причем i принимает значения от 1 до 4;

8.₁, 8.₂ - первый и второй квадратурные корреляторы цепи слежения за несущей частотой (КК НЧ);

9._i - i-ый перемножитель (П), причем i принимает значения от 1 до 7;

10._i, - i-ый сумматор (См), причем i принимает значения от 1 до 4;

11.₁, 11.₂, - первый и второй фильтры промежуточной частоты (ФПЧ);

12.₁ - первый интегратор (Инт.);

13 - согласованный фильтр (СФ);

14._i - i-ый сумматор по модулю два (См2), причем i принимает значения от 1 до 3;

15._i - i-ый электронный ключ (ЭК), причем i принимает значения от 1 до 5;

16._i - i-ый квадратор (КB), причем i принимает значения от 1 до 3;

17 - генератор канальных ортогональных кодовых последовательностей (ГКОКП);

18.₁ - первый генератор маскирующей ортогональной кодовой последовательности (ГМОКП);

19 - управляемый тактовый генератор (УТГ);

20 - фильтр ошибки по задержке (ФОЗ);

21.₁, 21.₂- первый и второй квадратурные корреляторы цепи слежения за тактовой частотой (КК ТЧ);

22._i - i-ое пороговое устройство (ПУ), причем i принимает значения от 1 до 2;

23._i - i-ый инвертор (Инв.), причем i принимает значения от 1 до 2;

24.₁, 24._К - первый и К-ый каналы выделения информации (КВИ) основного приемного модуля;

25 - основной приемный модуль устройства (ОПМ).

На фиг. 2 представлена структурная схема m-ого дополнительного приемного модуля устройства (для m=1), на которой из его К каналов выделения информации изображены только два канала (24._(К+1) и 24._2К), а также элементы, которые обеспечивают функционирование дополнительного приемного модуля и позволяют пояснить его работу в целом. Причем 24._(К+1)-ый канал выделен для синхронизации m-ого дополнительного приемного модуля. На фиг. 2 цифрами обозначены:

1.₃ - третий фазовращатель на π/2;

5._i - i-ый преобразователь частоты (ПЧ), причем i принимает значения 7 и 8;

6._i - i-ый широкополосный фильтр нижних частот (ШФНЧ), причем i принимает значения 7 и 8;

7._i - i-ый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), причем i принимает значения 5 и 6;

10.₅ - пятый сумматор;

12.₂ - второй интегратор;

15.₆ - шестой электронный ключ;

16._i - i-ый квадратор, причем i принимает значения 4 и 5;

18.₂ - второй генератор маскирующей ортогональной кодовой последовательности;

22._i - i-ое пороговое устройство, причем i принимает значения 3 и 4;

24._(К+1) - первый канал выделения информации первого дополнительного приемного модуля;

24._2К - К-ый канал выделения информации первого дополнительного приемного модуля;

26.₁ - первый дополнительный приемный модуль устройства (ДПМ);

27.₁ - первый генератор канальных ортогональных кодовых последовательностей m-ого дополнительного приемного модуля (m=1).

На фиг. 3 представлена структурная схема приемного устройства. Цифрами на фиг. 3 обозначены:

25 - основной приемный модуль (ОПМ);

26._m - m-ый дополнительный приемный модуль (ДПМ), где m принимает значения от 1 до М;

28 - генератор когерентной сетки частот (ГКСЧ).

Работа приемника

Порядок работы приемника рассмотрим по структурным схемам, которые изображены на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.

При рассмотрении работы приемника будем исходить из следующего:

1. На вход приемного устройства поступает групповой сигнал, представленный на фиг. 4. На фиг. 4 обозначено:

ƒ_нг - нижняя граница диапазона частот, выделенного для работы системы;

ƒ_вг - верхняя граница диапазона частот, выделенного для работы системы;

ΔF=ƒ_вг-ƒ_нг - полоса частот, которую занимает групповой сигнал, поступающий на вход приемного устройства;

Δƒ - величина допустимого ограничения спектра сигнала каждого информационного модуля на передающей стороне при формировании группового сигнала в Гц;

R_p - величина разноса соседних частот генератора когерентной сетки частот, используемого в передатчике для формирования группового сигнала, в Гц, и численно равная скорости передачи информации в квадратурных каналах информационных модулей на передающей стороне R, т.е. R_p=R;

Δƒ_im - полоса частот сигнала, сформированного i-ым информационным модулем (ИМ) на передающей стороне, в структуре группового сигнала на входе приемного устройства, где i принимает значения от 1 до М+1, а М=2Δƒ/R (на фиг. 4 представлен вариант группового сигнала на входе приемного устройства при Δƒ=2R, тогда М=4, a i принимает значения от 1 до 5).

2. Информация в канале передается блоками L-той длины, каждый блок включает р информационных символов, длительность каждого из которых равна

Каждому информационному символу соответствует канальная ортогональная последовательность. Для повышения структурной скрытности каждый информационный блок «закрывается» маскирующей последовательностью, длина которой равна

3. Для обеспечения высокой структурной скрытности в сигнале, поступающем на вход приемного устройства, в явном виде отсутствует пилот-сигнал (сигнал синхронизации). Решение задач по обнаружению сигнала, его синхронизации, а также по слежению за несущей и тактовой частотами возложены на ОПМ, в котором для этих целей выделен один из его КВИ. В нашем случае для этих целей выделен его первый канал (24._k, k=1) (см. фиг. 1).

4. На третий и четвертый входы КВИ (24._k, k=1), который выделен для синхронизации приемного устройства, поступают последовательности П1 с первого и П2 - с К-ого выходов ГКОКП (17) ОПМ (25), соответственно. Произведение этих последовательностей дает последовательность П_С. На эту последовательность и настроен СФ (13). Эта же последовательность П_С с (К+2)-ого выхода ГКОКП (17) через соответствующий открытый ЭК (15.₄) или (15.₅) поступает на первый вход См2 (14.₁).

5. В момент включения приемного устройства начала последовательностей, генерируемых ГКОКП (17), ГКОКП дополнительных приемных модулей (27._i) и ГМОКП (18._j), где i принимает значения от 1 до М, j - от 1 до (М+1), а М - число ДПМ, не совпадают друг с другом, а также, как правило, не совпадают с началом соответствующих последовательностей, поступающих на вход приемного устройства.

6. В составе группового сигнала, поступающего на вход приемного устройства, начало маскирующей последовательности совпадает с началом информационного блока и с началом первой канальной последовательности в составе информационного блока.

7. После включения приемного устройства электронные ключи (15.₂), (15.₃) и (15._i), где i принимает значения (5+m), а m - от 1 до М, открыты, а ЭК (15.₁), (15.₄) и (15.₅) закрыты.

8. Значение порога ПУ (22.₁) ОПМ и пороговых устройств в ДПМ (22._i), где i принимает значения (3+m), а m - от 1 до М, в общем случае определяется требуемым значением вероятности ложных тревог и выбирается исходя из следующих условий:

суммарное значение помеховых составляющих синфазного и квадратурного каналов КВИ, выделенных для синхронизации в основном и в m дополнительных приемных модулях (помеховые составляющие с 5 и 6 выходов КВИ (24.₁) и (24.i), где i=mK+1, а m принимает значения от 1 до М), накопленное интеграторами (12._i) на интервале длительности информационного символа

где i принимает значения от 1 до (М+1), не должно превышать величины выбранного порога;

суммарное значение энергии составляющих полезного сигнала синфазного и квадратурного каналов КВИ, выделенных для синхронизации в основном и m дополнительных приемных модулях (составляющие полезного сигнала с 5 и 6 выходов КВИ (24.₁) и (24._i), где i=mK+l, а m принимает значения от 1 до М), накопленное интеграторами (12._i) на интервале длительности информационного символа

где i принимает значения от 1 до (М+1), должно превысить величину выбранного порога за интервал времени менее

чтобы обеспечить закрытие ЭК (15.₂), (15.₃) в основном приемном модуле и (15._i) в дополнительных приемных модулях, где i принимает значения (5+m), а m - от 1 до М, и открытие ЭК (15.₁) до момента появления очередного импульса с выхода СФ (13).

9. Для повышения структурной скрытности сигналов примем, что в каждом КВИ (как в основном, так и в дополнительных приемных модулях) должны использоваться две разные канальные ортогональные кодовые последовательности из ансамбля последовательностей, генерируемых генераторами (17) и (27._i), соответственно, т.е. в синфазном канале k-ого КВИ (основного или дополнительного приемных модулей) используется последовательность с номером i, а в квадратурном канале k-ого КВИ (основного или дополнительного приемных модулей) - последовательность с номером j. Пусть объем ансамбля последовательностей, генерируемых генераторами ГКОКП (17) и (27._i) одинаков и равен К. Тогда, для реализации изложенного выше условия, примем следующую взаимосвязь между i, j и k: пусть i=k, а j=К-k+1. Если i=j, то в этом случае j=i+1.

В общем случае работа приемника состоит в решении следующих задач:

обнаружение сигнала;

установление и поддержание синхронизации приемника по несущей и тактовой частотам;

выделение информации.

Работа приемника

Пусть на первый вход приемного устройства (на первый вход основного приемного модуля), а, следовательно, и на первые входы ПЧ (5.₁) и (5.₂) поступает групповой сигнал вида (см. фиг. 4).

Одновременно на второй вход ПЧ (5.₁) непосредственно, а на второй вход ПЧ (5.₂) через ФВ (1.₁) подаются сигналы с выхода УГ (2).

В результате взаимодействия в ПЧ (5.₁) и в ПЧ (5.₂) спектра группового сигнала и сигнала от УГ (2) на их выходах появятся составляющие суммарной и разностной частот группового сигнала и сигнала от УГ (2). Составляющие суммарной частоты этих сигналов подавляются фильтрами промежуточной частоты (11.₁) и (11.₂), а составляющие разностной частоты этих сигналов (назовем ее промежуточной частотой ΔF_пр) проходят через ФПЧ (11.₁) и (11.₂). Структура группового сигнала на промежуточной частоте представлена на фиг. 5. На фиг. 5 обозначено:

ƒ_НПр - нижняя граница диапазона частот, занимаемого групповым сигналом на промежуточной частоте;

ƒ_ВПр - верхняя граница диапазона частот, занимаемого групповым сигналом на промежуточной частоте;

ΔF_Пр=ƒ_ВПр-ƒ_НПр - полоса частот, которую занимает групповой сигнал на промежуточной частоте;

R_p - величина разноса соседних частот генератора когерентной сетки частот (28), в Гц, численно равная скорости передачи информации в квадратурных каналах R, т.е. R_p=R;

Δƒ_iM - полоса частот, занимаемая сигналом i-ого приемного модуля (основного или дополнительного) в структуре группового сигнала на промежуточной частоте, где i принимает значения от 1 до М+1, a M=2Δƒ/R.

ƒ_iког - значение i-ой когерентной частоты, формируемой ГКСЧ (28) для i-ого приемного модуля (основного или дополнительного), численно равное значению i-ой когерентной частоты генератора когерентной сетки частот на передающей стороне, обеспечивающей формирование спектра сигнала /-ого информационного модуля.

Работа ОПМ (25) в режиме обнаружения сигнала

Процесс обнаружения сигнала рассмотрим по структурной схеме ОПМ (25), представленной на фиг. 1. Сигнал с выхода ФПЧ (11.₁) (синфазный канал) поступает на первый и второй входы П (9.₅), а с выхода ФПЧ (11.₂) (квадратурный канал) - на первый и второй входы П(9.₆). В перемножителях (9.₅) и (9.₆) в результате перемножения сигналов, поступивших на их входы, на их выходах, как показано в [7], появляются составляющие суммарной и разностной частот сигнала и шума.

Составляющие суммарной частоты сигнала и шума синфазного канала подавляются ШФНЧ (6.₅), а квадратурного канала - ШФНЧ (6.₆). Низкочастотные составляющие синфазного канала проходят через ШФНЧ (6.₅) и поступают на первый вход См (10.₄), а низкочастотные составляющие квадратурного канала проходят через ШФНЧ (6.₆) и поступают на второй вход См (10.₄), на выходе которого формируется результирующий сигнал. Как показано в [7], в этом сигнале содержится последовательность П_с, на которую настроен СФ (13). Сигнал с выхода См (10.₄) поступает на вход СФ (13) и на второй вход П (9.₇).

Учитывая, что последовательность П_с может быть, как прямой, так и инверсной, поэтому на выходе СФ (13) появляется положительный или отрицательный импульс.

Сигнал с выхода СФ (13) через квадратор (16.₃) поступает на второй выход ОПМ, а через открытый ЭК (15.₃) - на вход ПУ(22.₂), в котором происходит сравнение уровней поступившего сигнала и установленного порога. При превышении сигналом порогового значения принимается решение об обнаружении сигнала и на выходе ПУ (22.₂) появляется импульс напряжения, который подается на первые входы ГКОКП (17) и ГМОКП (18.₁). Этот сигнал устанавливает их в исходное состояние. С этого момента можно считать, что:

начала всех канальных ортогональных кодовых последовательностей, генерируемых ГКОКП (17), а именно последовательностей на выходах 1 … К и последовательности на (К+2)-ом выходе совпадают с началом принимаемых канальных ортогональных кодовых последовательностей (в том числе и начало последовательности П_с, поступающей с (К+2)-ого выхода ГКОКП (17) на первый вход См2 (14.₁), совпадает с началом последовательности П_с, которая поступает с выхода См (10.₄) на второй вход П (9.₇));

начала канальных ортогональных кодовых последовательностей, как генерируемых ГКОКП (17), так и принимаемых, совпадают с началом маскирующей ортогональной кодовой последовательности, генерируемой ГМОКП (18.₁).

При этом следует заметить, что совпадение обеспечивается в пределах интервала длительности элементарного символа канальных и маскирующих последовательностей ОПМ, а именно в пределах (-T_o/2≤τ≤+T_o/2), где T_o - длительность элементарного символа последовательностей, а τ - величина задержки.

Из изложенного выше следует, что не совпадают только начала маскирующих последовательностей, генерируемых ГМОКП (18.₁), с началом принимаемой маскирующей последовательности.

Следующий сигнал с выхода СФ (13) также через квадратор (16.₃) и открытый ЭК (15.₃) поступает на вход ПУ (22.₂).

При превышении сигналом порогового значения на выходе ПУ (22.₂) появляется следующий импульс, который также поступает на первые входы ГКОКП (17) и ГМОКП (18.₁) и устанавливает их в исходное состояние, если они находятся в другом состоянии.

Но поскольку начала канальных ортогональных кодовых последовательностей, формируемых ГКОКП (17), и начала канальных последовательностей, принятых приемным устройством, уже совпадают (это обеспечил первый импульс, т.е. ГКОКП (17) в этот момент уже находится в исходном состоянии), то этот импульс не изменяет режим его работы.

А вот импульс, поступивший на первый вход ГМОКП (18.₁) снова устанавливает его в исходное состояние, и он начинает формировать маскирующую последовательность сначала. И этот процесс будет проходить до тех пор, пока начало формируемой им маскирующей последовательности не совпадет с началом принятой маскирующей последовательности и не начнется процесс выделения информации в КВИ (24.₁) ОПМ.

Совместную синхронную работу генераторов ГМОКП (18.₁) и ГКОКП (17) обеспечивает УТГ (19), с выхода которого тактовые импульсы подаются на их вторые входы и на первый выход ОПМ (25).

Одновременно с процессом установления совпадений начал принятой и формируемой ГМОКП (18.₁) маскирующих последовательностей (т.е. одновременно с процессом установления синхронизации по маскирующей последовательности) осуществляется слежение за тактовой частотой УТГ (19). Для чего на первый вход См2 (14.₁) с (К+2)-ого выхода ГКОКП (17) через открытый ЭК (15.₄) или (15.₅) поступает канальная прямая или инверсная последовательность П_с, а на его второй вход - импульсы тактовой частоты с выхода УТГ (19).

Если на выходе СФ (13) появился отрицательный импульс, (в этом случае с выхода См (10.₄) на второй вход П (9.₇) поступает инверсная последовательность П_с), то этот импульс через Инв. (23.₁) открывает ЭК (15.₅) и последовательность П_с, с (К+2)-ого выхода ГКОКП (17) через открытый ЭК (15.₅) и Инв. (23.₂) поступает на первый вход См2 (14.₁).

Если на выходе СФ (13) появился положительный импульс, (в этом случае с выхода См (10.₄) на второй вход П (9.₇) поступает прямая последовательность П_с), то этот импульс открывает ЭК (15.₄), и последовательность П_с с (К+2)-ого выхода ГКОКП (17) через открытый ЭК (15.₄) поступает на первый вход См2 (14.₁). Одновременно, на второй вход См2 (14.₁) поступают тактовые импульсы с выхода УТГ (19).

В См2 (14.₁) потоки, поступившие на его первый и второй входы, складываются по модулю два. Суммарный сигнал с выхода См2 (14.₁) поступает на первый вход П (9.₇), на второй вход которого поступает сигнал с выхода См (10.₄), в составе которого присутствует последовательность П_с (прямая или инверсная).

В П (9.₇) осуществляется свертка поступивших сигналов и на его выходе, наряду с шумовой составляющей, присутствует сигнал, несущий информацию о величине рассогласования по задержке тактовых частот принятой и сформированной ГКОКП (17) последовательностей. Сигнал с выхода П (9.₇) через открытый ЭК (15.₂) поступает на вход ФОЗ (20). Выделенный ФОЗ (20) сигнал ошибки по задержке поступает на вход УЭ (3.₂), который, воздействуя на УТГ (19), подстраивает его тактовую частоту под тактовую частоту принимаемой последовательности П_с, приводя ошибку по задержке τ к нулю.

Таким образом уже на начальной стадии синхронизации приемника (отсутствует еще синхронизация по маскирующей последовательности П0) обеспечивается слежение за тактовой частотой.

По окончании каждого цикла формирования канальных ортогональных кодовых последовательностей на (К+1)-ом выходе ГКОКП (17) появляются импульсы, частота следования которых определяется периодом формируемой им последовательности. Этот поток импульсов поступает на объединенные седьмые входы всех КВИ основного приемного модуля и на второй вход Инт.(12.₁) и обеспечивает совместную синхронную работу всех элементов КВИ ОПМ и Инт.(12.₁), а также последовательный ввод и вывод информации из КВИ.

Как только начало маскирующей последовательности, формируемой ГМОКП (18.₁), совпадет с началом принятой маскирующей последовательности, в КВИ (24.₁) начинается процесс выделения информации и на его 5-ом и 6-ом выходах появятся информационные отсчеты (отклики напряжения), которые поступают на входы KB (16.₁) и (16.₂), соответственно. В KB (16.₁) и (16.₂) поступивший сигнал возводится в квадрат и с их выходов поступает на первый и второй входы См (10.₂), соответственно. Суммарный сигнал с выхода См (10.₂) подается на первый вход Инт.(12.₁), в котором происходит накопление энергии. Результирующее значение накопленной энергии с выхода Инт.(12.₁) постоянно поступает на вход ПУ (22.₁), в котором это значение сравнивается с порогом. В момент превышения значения накопленной энергии установленного порога на выходе ПУ (22.₁) появляется сигнал, который закроет ЭК (15.₃) и (15.₂) и открывает ЭК (15.₁). Сигнал, поступающий с (К+1)-ого выхода ГКОКП (17) на второй вход Инт.(12.₁), переводит его в исходное состояние.

Закрытый ЭК (15.₃) предотвращает дальнейшую подстройку ГМОКП (18.₁), поскольку начало маскирующей последовательности, генерируемой им, уже совпадает с началом принимаемой маскирующей последовательности.

Сформированная ГМОКП (18.₁) маскирующая ортогональная кодовая последовательность через его первый выход поступает на пятые входы всех КВИ ОПМ (25). По окончании каждого цикла формирования маскирующей ортогональной кодовой последовательности на 2-ом выходе ГМОКП (18.₁) появляются импульсы, частота следования которых определяется периодом формируемой последовательности. Этот поток импульсов подается на 6-ые входы всех каналов выделения информации ОПМ (25) и обеспечивает цикловую синхронизацию элементов этих каналов.

Закрытый ЭК (15.₂) и открытый ЭК (15.₁) обеспечивают переключение режима слежения за тактовой частотой. Закрытый ЭК (15.₂) исключает возможность слежения за тактовой частотой по последовательности П_с, выделяемой в процессе обнаружения сигнала (т.к. ЭК (15.2) разрывает цепь между выходом П (9.₇) и входом ФОЗ (20)), а открытый ЭК (15.₁) обеспечивает подключение выхода См (10.₃), в котором формируется информация о величине рассогласования тактовых частот по принимаемому информационному сигналу, ко входу ФОЗ (20). Процесс формирования сигнала о величине рассогласования тактовых частот по принимаемому информационному сигналу будет рассмотрен ниже.

Работа приемника в режиме выделения информации

Работу приемника в режиме выделения информации будем рассматривать для ОПМ и ДПМ отдельно. Причем работу приемных модулей (как ОПМ, так и ДПМ) в режиме выделения информации условно можно разделить на два этапа.

На первом этапе из группового сигнала на промежуточной частоте ΔF_Пр каждым приемным модулем (как ОПМ, так и ДПМ) выделяется «свой» видеосигнал и переводится в цифровую форму.

На втором этапе из видеосигнала в цифровой форме каждым КВИ (как в ОПМ, так и в ДПМ) выделяется собственно информация.

Работа ОПМ в режиме выделения информации

I этап. Сигналы с выхода фильтров промежуточной частоты (11.₁) и (11.₂) (см. фиг. 5) поступают на первые входы ПЧ (5.₃) и (5.₄), соответственно. На вторые входы ПЧ (5.₃) и (5.₄) через второй вход ОПМ (25) с первого выхода ГКСЧ (27) поступает «свой» гармонический сигнал (для ОПМ (25) это ƒ_1ког), причем на ПЧ (5.₃) - непосредственно, а на ПЧ (5.₄) - через ФВ (1.₂).

В результате преобразований сигналов, поступивших на первые и вторые входы ПЧ (5.₃) и (5.₄), на их выходах появляются составляющие суммарной и разностной частот этих сигналов. Составляющие суммарной частоты сигналов подавляются ШФНЧ (6.₁) и (6.₂). А из составляющих разностных частот на выходе фильтров ШФНЧ (6.₁) и (6.₂) появится только видеосигнал разностной частоты между Δƒ_1м и ƒ_1ког так как остальные разностные сигналы, как показано в [5], ортогональны, поскольку сформированы на соседних когерентных частотах и, следовательно, на выходе фильтров отсутствуют.

С выходов ШФНЧ (6.₁) и (6.₂) видеосигналы подаются на входы АЦП (7.₁) и (7.₂), соответственно, в которых он преобразуется в цифровую форму. С выхода АЦП (7.₁) видеосигнал уже в цифровой форме подается на первые входы всех КВИ ОПМ (25) и на первые входы КК ТЧ (21.₁) и (21.₂), а с выхода АЦП (7.₂) - на вторые входы всех КВИ ОПМ (25) и на вторые входы КК ТЧ (21.₁)и(21.₂).

II этап. Выделение информации каналами ОПМ (25) рассмотрим по структурной схеме, представленной на фиг. 1, на примере первого КВИ (24._k, k=1), который выделен для синхронизации работы устройства. Процесс выделения информации каналами ОПМ (25), как было отмечено выше, начинается с момента совпадения начал маскирующей последовательности, формируемой ГМОКП (18.₁), и принятой маскирующей последовательности.

На первый и второй входы КВИ (24.₁) с соответствующих выходов АЦП (7.₁) и (7.₂) подаются видеосигналы в цифровой форме, на его третий вход с первого выхода ГКОКП (17) поступает опорная канальная ортогональная кодовая последовательность (обозначим ее П1), на его четвертый вход с К-ого выхода ГКОКП (17) поступает опорная канальная ортогональная кодовая последовательность (обозначим ее П2), а на его пятый вход с первого выхода ГМОКП (18.₁) поступает маскирующая ортогональная кодовая последовательность (обозначим ее П0).

Как показано в [7] в КВИ (24.₁) с поступившими на выше упомянутые входы сигналами совершаются следующие преобразования:

происходит сложение по модулю два последовательностей П0 и П1, причем результирующая последовательность П01=П0⊕П1 через восьмой выход КВИ (24.₁) поступает на третий вход КК НЧ (8.₁) и на первый вход См2 (14.₃);

происходит сложение по модулю два последовательностей П0 и П2, причем результирующая последовательность П02=П0⊕П2 через седьмой выход КВИ (24.₁) поступает на третий вход КК НЧ (8.₂) и на первый вход См2 (14.₂);

происходит перемножение принятых сигналов (видеосигналов в цифровой форме) с результирующими последовательностями П01 и П02. В результате перемножения с видеосигналов «снимается» маскирующая последовательность П0 и появляются отсчеты информационной составляющей синфазного и квадратурного каналов, которые через пятый и шестой выходы поступают входы квадраторов (16.₁) и (16.₂) и обеспечивают в ОПМ (25) переключение режима слежения за тактовой частотой по последовательности П_с на режим слежения за тактовой частотой по принимаемому информационному сигналу;

кроме того, отсчеты информационных составляющих синфазного и квадратурного каналов суммируются на интервале длительности информационного символа (на интервале длительности канальной ортогональной кодовой последовательности) и последовательностью импульсов, поступающей с (К+1)-ого выхода ГКОКП (17) на седьмой вход КВИ (24.₁), преобразуются в последовательность не декодированных информационных символов, которая через первый и второй выходы КВИ (24.₁) поступает на пятый и шестой выходы ОПМ (25), через девятый выход КВИ (24.₁) - на вторые входы П (9.₁) и (9.₃), а через десятый выход КВИ (24.₁) - на вторые входы П (9.₂) и (9.₄);

последовательность не декодированных информационных символов синфазного и квадратурного каналов декодируется и последовательностью импульсов, поступающей на шестой вход КВИ (24.₁) с второго выхода ГМОКП (18.₁), через третий и четвертый выходы КВИ (24.₁) поступает на седьмой и восьмой выходы ОПМ (25).

Работа ОПМ (25) в режиме слежения за тактовой частотой по принимаемому информационному сигналу

Слежение за тактовой частотой по принимаемому информационному сигналу начинается с момента подключения выхода См (10.₃), в котором формируется информация о величине и знаке рассогласования тактовых частот, к входу ФОЗ (20).

Процесс формирования сигнала о величине рассогласования тактовых частот по принимаемому информационному сигналу происходит следующим образом. На первый вход См2 (14.₂) с седьмого выхода КВИ (24.₁) поступает результирующая последовательность вида П02, а с восьмого выхода КВИ (24.₁) на первый вход См2 (14.₃) - результирующая последовательность вида П01. На вторые входы См2 (14.₂) и (14.₃) с выхода УТГ (19) поступает последовательность тактовых импульсов. Результаты сложения в См2 (14.₂) и (14.₃) с их выходов поступают на третьи входы соответствующих КК ТЧ (21.₂) и (21.₁). На первые входы КК ТЧ (21.₂) и (21.₁) с выхода АЦП (7.₁) поступает видеосигнал в цифровой форме (синфазный канал), а на вторые входы КК ТЧ (21.₂) и (21.₁) с выхода АЦП (7.₂) поступает видеосигнал в цифровой форме (квадратурный канал). В КК ТЧ (21.₂) и (21.₁) осуществляется свертка поступивших на их входы сигналов и на их выходах появляются сигналы, несущие информацию о величине смещения по времени тактовых частот принимаемого и опорного сигналов.

Сигналы с выходов КК ТЧ (21.₁) и (21.₂) подаются на соответствующие первые входы П (9.₃) и (9.₄), на вторые входы которых поступают сигналы с девятого и десятого выходов КВИ (24.₁), соответственно. В П (9.₃) и (9.₄) с сигналов, поступивших с выходов КК ТЧ (21.₁) и (21.₂), происходит снятие информационной составляющей, т.е. исключается влияние передаваемой информации на оценку величины задержки τ. Далее сигналы с выходов П (9.₃) и (9.₄) поступают на первый и второй входы См (10.₃), соответственно, в котором формируется результирующий сигнал ошибки, пропорциональный величине временного рассогласования тактовых частот принятого и опорного сигналов.

С выхода См (10.₃) через открытый ЭК (15.₁) результирующий сигнал ошибки поступает на вход ФОЗ (20), замыкая петлю слежения за тактовой частотой по принимаемому сигналу.

Работа ОПМ (25) в режиме слежения за несущей частотой

Процесс формирования сигнала о величине рассогласования несущей и опорной частот происходит следующим образом.

Сигнал с выхода ФПЧ (11.₁) (синфазный канал) поступает на первый вход ПЧ (5.₅), а с выхода ФПЧ (11.₂) (квадратурный канал) - на первый вход ПЧ (5.₆). На вторые входы ПЧ (5.₅) и ПЧ (5.₆) с первого выхода ГКСЧ (28) через второй вход ОПМ (25) (см. фиг. 3) подается сигнал ƒ_1ког. Причем на второй вход ПЧ (5.₆) непосредственно, а на второй вход ПЧ (5.₅) - через ФВ (1.₂).

В ПЧ (5.₅) и (5.₆) в результате перемножения сигналов, поступивших на их входы, на их выходах появляются составляющие суммарной и разностной частот сигналов.

Составляющие суммарной частоты сигналов подавляются ШФНЧ (6.₃) и (6.₄), а составляющие разностной частоты (видеосигнал) проходят через ШФНЧ (6.₃) и (6.₄) и подаются на входы АЦП (7.₃) и (7.₄), соответственно, в которых видеосигнал преобразуется в цифровую форму.

С выхода АЦП (7.₃) видеосигнал в цифровой форме подается на вторые входы КК НЧ (8.₁) и (8.₂), а с выхода АЦП (7.₄) - на первые входы КК НЧ (8.₁) и (8.₂).

На третий вход КК НЧ (8.₁) с восьмого выхода КВИ (24.₁) поступает результирующая последовательность П01, а на третий вход КК НЧ (8.2) с седьмого выхода КВИ (24.₁) поступает результирующая последовательность П02.

В КК НЧ (8.₁) и (8.₂) осуществляется свертка поступивших на их входы сигналов и на их выходах появляются сигналы, несущие информацию о величине рассогласования принятой несущей частоты и частоты ƒ_1ког, поступающей на второй вход ОПМ (25) с первого выхода ГКСЧ (28), и которая является опорной частотой.

С выхода КК НЧ (8.₁) сигнал, несущий информацию о величине рассогласования поступает на первый вход П (9.₁). На второй вход П (9.₁) поступает сигнал с девятого выхода КВИ (24.₁), который компенсирует влияние информационной составляющей (синфазный канал) на оценку величины сигнала о рассогласовании несущей и опорной частот.

С выхода КК НЧ (8.₂) сигнал, несущий информацию о величине рассогласования поступает на первый вход П (9.₂). На второй вход П (9.₂) поступает сигнал с десятого выхода КВИ (24.₁), который компенсирует влияние информационной составляющей (квадратурный канал) на оценку величины сигнала о рассогласовании несущей и опорной частот.

Сигнал с выхода П (9.₁) поступает на первый вход См (10.₁), а сигнал с выхода П (9.₂) - на второй вход См (10.₁).

Суммарный сигнал с выхода См (10.₁) поступает на вход фильтра фазовой ошибки (4), и после фильтрации сигнала в нем, результирующее напряжение ошибки с его выхода через УЭ (3.₁) поступает на вход УГ (2) и изменяет его частоту таким образом, чтобы ликвидировать имеющееся рассогласование частоты входного сигнала относительно опорной частоты, замыкая петлю слежения за несущей частотой.

Работа ДПМ

Поскольку структура и порядок работы дополнительных приемных модулей одинаковы, то принцип их работы рассмотрим на примере первого ДПМ (26._m, m=1), структурная схема которого представлена на фиг. 2.

При рассмотрении работы ДПМ (26.₁) будем исходить из следующего:

1. Выделенный СФ (13) сигнал (по последовательности П_с) через квадратор (16.₃) и второй выход ОПМ (25) (см. фиг. 1) поступает на четвертый вход ДПМ (26.₁) и через открытый ЭК (15.₆) на вход ПУ (22.₃) (см. фиг. 2).

При превышении сигналом порогового значения на выходе ПУ (22.₃) появляется импульс напряжения, который подается на первые входы ГКОКП (27.₁) и ГМОКП (18.₂). Этот сигнал устанавливает их в исходное состояние. С этого момента можно считать, что:

начала всех канальных ортогональных кодовых последовательностей, генерируемых ГКОКП (27.₁), а именно последовательностей на выходах 1 … К совпадают с началом принимаемых канальных ортогональных кодовых последовательностей;

начала канальных ортогональных кодовых последовательностей, как генерируемых ГКОКП (27.₁), так и принимаемых, совпадают с началом маскирующей ортогональной кодовой последовательности, генерируемой ГМОКП (18.₂).

Как было отмечено выше, совпадение обеспечивается только в пределах интервала длительности элементарного символа канальных и маскирующих последовательностей ДПМ (26.₁), а именно в пределах (-T_o/2≤τ≤+T_o/2), где T_o - длительность элементарного символа последовательностей, а τ - величина задержки.

Из изложенного выше следует, что не совпадают только начала маскирующих последовательностей, генерируемых ГМОКП (18.₂), с началом принимаемой маскирующей последовательности.

Следующий сигнал с выхода СФ (13) также через квадратор (16.₃) и второй выход ОПМ (25) поступает на четвертый вход ДПМ (26.1) и через открытый ЭК (15.₆) подается на вход ПУ (22.₃)

При превышении сигналом порогового значения на выходе ПУ (22.₃) появляется следующий импульс, который также поступает на первые входы ГКОКП (27.₁) и ГМОКП (18.₂) и устанавливает их в исходное состояние, если они находятся в другом состоянии.

Но поскольку начала канальных ортогональных кодовых последовательностей, формируемых ГКОКП (27.₁), и начала канальных последовательностей, принятых приемным устройством, уже совпадают (это обеспечил первый импульс, т.е. ГКОКП (27.₁) в этот момент уже находится в исходном состоянии), то этот импульс не изменяет режим его работы.

А вот импульс, поступивший на первый вход ГМОКП (18.₂) снова устанавливает его в исходное состояние, и он начинает формировать маскирующую последовательность сначала. И этот процесс будет проходить до тех пор, пока начало формируемой им маскирующей последовательности не совпадет с началом принятой маскирующей последовательности и не начнется процесс выделения информации в КВИ (24._(К+1)) ДПМ.

Совместную синхронную работу генераторов ГМОКП (18.₂) и ГКОКП (27.₁) обеспечивает УТГ (19), с выхода которого тактовые импульсы через первый выход ОПМ (25) (см. фиг. 1) и пятый вход ДПМ (26.₁) подаются на их вторые входы (см. фиг. 2).

Работа ДПМ в режиме выделения информации

I этап. Сигналы с выходов фильтров промежуточной частоты (11.₁) и (11.₂) через четвертый и третий выходы ОПМ (25) (см. фиг. 1) и через второй и третий входы ДПМ (26.₁) (см. фиг. 2) поступают на первые входы ПЧ (5.₇) и (5.₈), соответственно. На вторые входы ПЧ (5.₇) и (5.₈) через первый вход ДПМ (26.₁) со второго выхода ГКСЧ (28) поступает «свой» гармонический сигнал ƒ_2ког, причем на ПЧ (5.₇) - непосредственно, а на ПЧ (5.₈) - через ФВ (1.₃).

В результате преобразований сигналов, поступивших на первые и вторые входы ПЧ (5.₇) и (5.₈), на их выходах появляются составляющие суммарной и разностной частот этих сигналов. Составляющие суммарной частоты сигналов подавляются ШФНЧ (6.₅) и (6.₆).

А из составляющих разностных частот на выходе фильтров ШФНЧ (6.₅) и (6.₆) появится только видеосигнал разностной частоты между Δƒ_2м и ƒ_2ког, так как остальные разностные сигналы, как показано в [5], ортогональны, поскольку сформированы на соседних когерентных частотах и, следовательно, на выходе фильтров отсутствуют.

С выходов ШФНЧ (6.₅) и (6.₆) видеосигналы подаются на входы АЦП (7.₅) и (7.₆), соответственно, в которых они преобразуется в цифровую форму. С выхода АЦП (7.₅) видеосигнал уже в цифровой форме подается на первые входы всех КВИ ДПМ (26.₁), а с выхода АЦП (7.₆) - на вторые входы всех КВИ ДПМ (26.₁).

II этап. Выделение информации каналами ДПМ (26.₁) рассмотрим по структурной схеме, представленной на фиг. 2, на примере работы его (К+1)-ого КВИ (24._(К+1)), который обеспечивает не только выделение информации, но и закрытие ЭК (15.₆) с момента совпадения начал маскирующей последовательности, формируемой ГМОКП (18.₂), и принятой маскирующей последовательности, т.е. с момента начала выделения информации КВИ ДПМ (26.₁).

На первый и второй входы КВИ (24_.(К+1)) с соответствующих выходов АЦП (7.₅) и (7.₆) подаются видеосигналы в цифровой форме, на его третий вход с первого выхода ГКОКП (27.₁) поступает опорная канальная ортогональная кодовая последовательность (обозначим ее П1), на его четвертый вход с К-ого выхода ГКОКП (27.₁) поступает опорная канальная ортогональная кодовая последовательность (обозначим ее П2), а на его пятый вход с первого выхода ГМОКП (18.₂) поступает маскирующая ортогональная кодовая последовательность (обозначим ее П0).

Как показано выше в КВИ (24._(К+1)) с поступившими на упомянутые выше входы сигналами совершаются следующие преобразования:

происходит сложение по модулю два последовательностей П0 и П1 и формируется результирующая последовательность П01=П0⊕П1;

происходит сложение по модулю два последовательностей П0 и П2, и формируется результирующая последовательность П02=П0⊕П2;

происходит перемножение принятых сигналов (видеосигналов в цифровой форме) с результирующими последовательностями П01 и П02. В результате перемножения с видеосигналов «снимается» маскирующая последовательность П0 и формируются отсчеты информационной составляющей синфазного и квадратурного каналов и через пятый и шестой выходы КВИ (24._(К+1)) поступают на входы квадраторов (16.₄) и (16.₅);

кроме того, сформированные отсчеты информационных составляющих синфазного и квадратурного каналов суммируются на интервале длительности информационного символа (на интервале длительности канальной ортогональной последовательности) и последовательностью импульсов, поступающей с (К+1)-ого выхода ГКОКП (27.₁) на седьмой вход КВИ (24._(К+1)), преобразуются в последовательность не декодированных информационных символов, которая через первый и второй выходы КВИ (24._(К+1)) поступает на первый и второй выходы ДПМ (26.₁);

далее, последовательность не декодированных информационных символов синфазного и квадратурного каналов декодируется и последовательностью импульсов, поступающей на шестой вход КВИ (24._(К+1)) с второго выхода ГМОКП (18.₂), через третий и четвертый выходы КВИ (24._(К+1))) поступает на третий и четвертый выходы ДПМ (26.₁).

Отсчеты информационных составляющих синфазного и квадратурного каналов в KB (16.₄) и (16.₅) возводятся в квадрат и с их выходов поступают на первый и второй входы См (10.₅), соответственно. Суммарный сигнал с выхода См (10.₅) подается на первый вход Инт.(12.₂), в котором происходит накопление энергии. Результирующее значение накопленной энергии с выхода Инт.(12.₂) постоянно поступает на вход ПУ (22.₄), в котором это значение сравнивается с порогом. В момент превышения значения накопленной энергии установленного порога на выходе ПУ (22.₄) появляется сигнал, который закроет ЭК (15.₆). Закрытый ЭК (15.₆) предотвращает дальнейшую подстройку ГМОКП (18.₂), поскольку начало маскирующей последовательности, генерируемой им, уже совпадает с началом принимаемой маскирующей последовательности. Сигнал, поступающий с (К+1)-ого выхода ГКОКП (27.₁) на второй вход Инт.(12.₂), переводит его в исходное состояние.

Сравнительная оценка спектральной эффективности заявляемого устройства и прототипа. При оценке спектральной эффективности устройств будем исходить из следующих фактов:

заявляемое устройство и устройство-прототип работают в выделенной полосе частот равной ΔF;

число каналов в устройстве-прототипе равно К;

число каналов в каждом информационном модуле (ИМ) (ОПМ и ДПМ) заявляемого устройства равно К;

скорость передачи информации в каналах устройства-прототипа и КВИ заявляемого устройства одинакова и равна R;

число информационных модулей в заявляемом устройстве равно М+1, где М=2Δƒ/R, а Δƒ - величина допустимого ограничения спектра сигнала на передающей стороне при формировании группового сигнала в Гц.

Основываясь на определении спектральной эффективности системы, ее значение можно определить из выражения

где П- пропускная способность устройства;

ΔF - ширина спектра, занимаемая сигналом, соответствует выделенной полосе частот.

Тогда пропускная способность устройства-прототипа П_пр 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 К. В этом случае выражение (1) примет вид

Пропускная способность заявленного устройства П_зу в случае одинаковой скорости передачи информации в каждом канале всех информационных модулей, равной R, равна произведению трех сомножителей: скорости передачи информации в одном канале R, числа используемых каналов в одном ИМ К и числа ИМ (М+1). В этом случае выражение (1) для заявляемого устройства примет вид

Сравнивая значения коэффициентов спектральной эффективности прототипа ε_пр и заявляемого устройства ε_зу, легко установить, что заявляемое устройство в (М+1) раз превосходит его по эффективности.

Определим численное значение коэффициента спектральной эффективности для прототипа и заявляемого устройства при определенных значениях переменных. Пусть значения R, К и ΔF одинаковы как для заявляемого устройства, так и для прототипа, а Δƒ=2R. При таких значениях параметров систем коэффициент спектральной эффективности заявляемого устройства ε_зу в пять превышает значение коэффициента спектральной эффективности прототипа ε_пр.

Из изложенного выше следует, что предложенное техническое решение в широкополосных системах радиосвязи с квадратурным двоичным методом модуляции сигналов и когерентным частотно-кодовым разделением каналов, призванных работать в условиях ограничений на выделение полос частот, позволяет, по сравнению с прототипом (и известными устройствами), обеспечить более высокую спектральную эффективность использования выделенного спектра частот при сохранении надежного приема сигналов повышенной структурной скрытности.

Методы формирования когерентной сетки частот и варианты технической реализации генератора когерентной сетки частот представлены в [8].

Общие принципы создания ГКОКП и ГМОКП описаны в [9].

Источники информации

1. Новые стандарты широкополосной радиосвязи на базе технологии W - CDMA, М.: Международный центр научно-технической информации, 1999. (стр. 38-58).

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.

4. Патент на изобретение №2303331, приоритет изобретения от 20.12.2005 г., опубликовано: 20.07.2007 г., Бюл. №20.

5. 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. Патент на изобретение №2700690, приоритет изобретения от 15.11.2018 г., опубликовано: 19.09.2019 г., Бюл. №26.

7. Патент на изобретение №2544767, приоритет изобретения от 08.11.2013 г., опубликовано: 20.03.2015 г., Бюл. №8, (прототип).

8. Манассевич В. Синтезаторы частот (Теория и проектирование): Пер. с анг. / Под ред. А.С. Галина. М.: Связь, 1979. - 384 с.

9. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. / Г.И. Тузов, В.А. Сивов, В.И. Прытков и др.: Под ред. Г.И. Тузова - М.: Радио и связь, 1985. - 264 с.

Claims (2)

1. Многоканальный приемник с когерентным частотно-кодовым разделением каналов для приема квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности, в состав которого входят последовательно соединенные фильтр фазовой ошибки, первый управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого соединен со вторым входом первого преобразователя частоты непосредственно, а через первый фазовращатель - со вторым входом второго преобразователя частоты, первые входы первого и второго преобразователей частоты объединены, а также последовательно соединенные фильтр ошибки по задержке, второй управляющий элемент, управляемый тактовый генератор, K каналов выделения информации, где K принимает значения от 1 до N-1, а N=2ⁿ при n≥1, один из которых выделен для синхронизации устройства, первый и второй выходы каждого канала выделения информации являются выходами последовательностей информационных символов не декодированной информации, а третий и четвертый выходы каждого канала выделения информации являются выходами последовательностей информационных символов декодированной информации, а также последовательно соединенные первый фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом первого преобразователя частоты, третий преобразователь частоты, первый широкополосный фильтр нижних частот и первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом второго преобразователя частоты, четвертый преобразователь частоты, второй широкополосный фильтр нижних частот и второй аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные пятый преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фильтра промежуточной частоты, третий широкополосный фильтр нижних частот, третий аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные шестой преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра промежуточной частоты, четвертый широкополосный фильтр нижних частот и четвертый аналого-цифровой преобразователь, причем вторые входы четвертого и пятого преобразователей частоты объединены и соединены с выходом второго фазовращателя на π/2, вторые входы третьего и шестого преобразователей частоты также объединены, последовательно соединенные первый квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и первый перемножитель, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно соединенные второй квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и второй перемножитель, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, второй вход первого перемножителя соединен с 9-м выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, а второй вход второго перемножителя соединен с 10-м выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, выход первого сумматора соединен с входом фильтра фазовой ошибки, первые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом четвертого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход первого квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с восьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, третий вход второго квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с седьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, первые входы всех каналов выделения информации, а также первые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы всех каналов выделения информации, а также вторые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, выход первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом третьего перемножителя, а выход второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом четвертого перемножителя, третий вход k-го канала выделения информации соединен с i-м выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где k принимает значения от 1 до K, a i принимает значение k, четвертый вход k-го канала выделения информации соединен с j-м выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где j принимает значение K-k+1, причем если i равняется j, то j принимает значение k+1, пятые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены к первому выходу первого генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, шестые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены ко второму выходу первого генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, (K+1)-й выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с седьмыми входами всех каналов выделения информации и со вторым входом первого интегратора, пятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через первый квадратор соединен с первым входом второго сумматора, а шестой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через второй квадратор соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого через первый интегратор и первое пороговое устройство соединен с объединенными вторыми входами первого, второго и третьего электронных ключей, девятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом третьего перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а десятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом четвертого перемножителя, выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, выход третьего сумматора через первый электронный ключ соединен с входом фильтра ошибки по задержке, а также последовательно соединенные пятый перемножитель и пятый широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные шестой перемножитель и шестой широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, первый и второй входы пятого перемножителя объединены и соединены с выходом первого фильтра промежуточной частоты, первый и второй входы шестого перемножителя объединены и соединены с выходом второго фильтра промежуточной частоты, последовательно соединенные согласованный фильтр, третий квадратор, третий электронный ключ и второе пороговое устройство, выход которого соединен с первыми входами генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей и первого генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, последовательно соединенные первый сумматор по модулю два, седьмой перемножитель и второй электронный ключ, выход которого подключен к входу фильтра ошибки по задержке, выход четвертого сумматора соединен с входом согласованного фильтра и со вторым входом седьмого перемножителя, выход согласованного фильтра соединен с входом первого инвертора и с первым входом четвертого электронного ключа, выход первого инвертора соединен с первым входом пятого электронного ключа, выход которого соединен с входом второго инвертора, выходы второго инвертора и четвертого электронного ключа объединены и соединены с первым входом первого сумматора по модулю два, (K+2)-й выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с объединенными вторыми входами четвертого и пятого электронных ключей, выход управляемого тактового генератора соединен со вторыми входами первого сумматора по модулю два, генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, первого генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, а также со вторыми входами второго и третьего сумматоров по модулю два, седьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, восьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, отличающийся тем, что все вышеперечисленные элементы и связи между ними объединены в основной приемный модуль, а именно: объединенные первые входы первого и второго преобразователей частоты являются первым входом основного приемного модуля, а объединенные вторые входы третьего и шестого преобразователей частоты и вход второго фазовращателя на π/2 являются вторым входом основного приемного модуля, выход управляемого тактового генератора является первым выходом основного приемного модуля, выход третьего квадратора является вторым выходом основного приемного модуля, выход второго фильтра промежуточной частоты является третьим выходом основного приемного модуля, выход первого фильтра промежуточной частоты является четвертым выходом основного приемного модуля, первый выход k-го канала выделения информации является j-м выходом основного приемного модуля, где j=5+(k-1)4, второй выход k-ого канала выделения информации является j-м выходом основного приемного модуля, где j=6+(k-1)4, третий выход k-го канала выделения информации являются j-м выходом основного приемного модуля, где j=7+(k-1)4, четвертый выход k-го канала выделения информации являются j-м выходом основного приемного модуля, где j=8+(k-1)4, а k принимает значения от 1 до K, кроме того, в схему устройства дополнительно введены: генератор когерентной сетки частот, М дополнительных приемных модулей, где M=2Δƒ/R, причем М - целая часть числа, Δƒ - величина допустимого ограничения спектра сигнала с каждой стороны на выходе каждого информационного модуля на передающей стороне в Гц, a R - величина разноса соседних частот генератора когерентной сетки частот в Гц, численно равная скорости передачи информации в квадратурных каналах информационных модулей на передающей стороне, и между всеми элементами устройства установлены следующие связи: первый выход генератора когерентной сетки частот соединен со вторым входом основного приемного модуля, первый вход m-го дополнительного приемного модуля соединен с i-м выходом генератора когерентной сетки частот, где m принимает значения от 1 до М, а i=m+1, пятые входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены с первым выходом основного приемного модуля, четвертые входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены со вторым выходом основного приемного модуля, третьи входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены с третьим выходом основного приемного модуля, вторые входы всех дополнительных приемных модулей объединены и соединены с четвертым выходом основного приемного модуля, каждый дополнительный приемный модуль имеет 4K выходов, причем каждый j-й выход дополнительного приемного модуля является выходом не декодированной информации, где j=(k-1)4+i, а каждый s-й выход дополнительного приемного модуля, является выходом декодированной информации, где s=(k-1)4+p, причем kк принимает значения от 1 до K, i принимает значения 1 и 2, а p - 3 и 4.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый m-й дополнительный приемный модуль включает K каналов выделения информации, где K принимает значения от 1 до N-1, a N=2ⁿ при n≥1, один из которых выделен для синхронизации модуля по маскирующей последовательности, а также последовательно соединенные (5+2m)-й преобразователь частоты, (3+2m)-й широкополосный фильтр нижних частот и (3+2m)-й аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные (6+2m)-й преобразователь частоты, (4+2m)-й широкополосный фильтр нижних частот и (4+2m)-й аналого-цифровой преобразователь, а также последовательно соединенные (5+m)-й электронный ключ и (2+m)-е пороговое устройство и последовательно соединенные (4+m)-й сумматор, (1+m)-й интегратор и (3+m)-е пороговое устройство, выход которого соединен со вторым входом (5+m)-го электронного ключа, где m принимает значения от 1 до М, первые входы всех каналов выделения информации m-го дополнительного приемного модуля объединены и соединены с выходом (3+2m)-го аналого-цифрового преобразователя, вторые входы всех каналов выделения информации m-го дополнительного приемного модуля объединены и соединены с выходом (4+2m)-го аналого-цифрового преобразователя, второй вход (5+2m)-го преобразователя частоты и вход (2+m)-го фазовращателя на π/2 объединены и являются первым входом m-го дополнительного приемного модуля, первый вход (5+2m)-го преобразователя частоты является вторым входом m-го дополнительного приемного модуля, выход (2+m)-го фазовращателя на π/2 соединен со вторым входом (6+2m)-го преобразователя частоты, первый вход (6+2m)-го преобразователя частоты является третьим входом m-го дополнительного приемного модуля, первый вход m-го генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей m-го дополнительного приемного модуля и (1+m)-го генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности объединены и соединены со входом (1+2m)-го порогового устройства, первый вход (5+m)-го электронного ключа является четвертым входом m-го дополнительного приемного модуля, вторые входы m-го генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей m-го дополнительного приемного модуля и (1+m)-го генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности объединены и являются пятым входом m-го дополнительного приемного модуля, третий вход k-го канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля соединен с i-м выходом m-го генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей m-го дополнительного приемного модуля, где i=k, причем k принимает значения от 1 до K, четвертый вход k-го канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля соединен с j-м выходом m-го генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей m-го дополнительного приемного модуля, где j принимает значение (K-k)+1, причем если i равняется j, то j принимает значение k+1, пятые входы всех каналов выделения информации m-го дополнительного приемного модуля объединены и подключены к первому выходу (m+1)-го генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, шестые входы всех каналов выделения информации m-го дополнительного приемного модуля объединены и подключены ко второму выходу (m+1)-го генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, (K+1)-й выход m-го генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей m-го дополнительного приемного модуля соединен с седьмыми входами всех каналов выделения информации m-ого дополнительного приемного модуля и со вторым входом (m+1)-го интегратора, пятый выход канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля, выделенного для синхронизации m-го дополнительного приемного модуля, через (3+m)-й квадратор соединен с первым входом (4+m)-го сумматора, а шестой выход канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля, выделенного для синхронизации m-го дополнительного приемного модуля, через (4+m)-й квадратор соединен со вторым входом (4+m)-го сумматора, первый выход (mK+k)-го канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля является j-м выходом m-го дополнительного приемного модуля, где j=1+(k-1)4, второй выход (mK+k)-го канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля является j-м выходом m-го дополнительного приемного модуля, где j=2+(k-1)4, третий выход (mK+k)-го канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля является j-м выходом m-го дополнительного приемного модуля, где j=3+(k-1)4, четвертый выход (mK+k)-го канала выделения информации m-го дополнительного приемного модуля является j-м выходом m-го дополнительного приемного модуля, где j=4+(k-1)4, а k принимает значения от 1 до K.

Images