RU2734230C1 - Method of forming noise-like phase-shift keyed signals - Google Patents

Method of forming noise-like phase-shift keyed signals Download PDF

Info

Publication number
RU2734230C1
RU2734230C1 RU2020106870A RU2020106870A RU2734230C1 RU 2734230 C1 RU2734230 C1 RU 2734230C1 RU 2020106870 A RU2020106870 A RU 2020106870A RU 2020106870 A RU2020106870 A RU 2020106870A RU 2734230 C1 RU2734230 C1 RU 2734230C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
psp
information
synchronizing
additional
elements
Prior art date
Application number
RU2020106870A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Николаевич Асосков
Ольга Петровна Воронова
Татьяна Александровна Жуковская
Юрий Владимирович Левченко
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2020106870A priority Critical patent/RU2734230C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2734230C1 publication Critical patent/RU2734230C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques

Abstract

FIELD: radio equipment.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in radio systems with noise-like signals. This method consists in generating binary quasi-orthogonal pseudo-random sequences, synchronizing, additional and information sequences. Number of information PRS elements is selected as product of mutually prime numbers, one of which is equal to number of synchronizing PRS elements, and second – to number of additional PRS elements. All three PRSs are phased to each other by one information PRS period. At each synchronizing PRS period, modulated PRS is formed by shifting the information PRS by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and additionally addition modulo two with another bit of information. Synchronizing, additional and modulated PRS are summed up in a majority manner, and the obtained binary sequence is followed by phase shift keying of the carrier frequency signal.
EFFECT: high noise-immunity and reconnaissance protection when exposed to imitating interference.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи с шумоподобными сигналами для повышения их помехоустойчивости и разведзащищенности.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in radio communication systems with noise-like signals to increase their noise immunity and intelligence protection.

Применение шумоподобных сигналов обеспечивает высокую помехоустойчивость систем радиосвязи к воздействию целого ряда помех, создаваемых средствами радиоэлектронного подавления (РЭП). К ним, например, относятся прицельные и заградительные помехи [1, стр.16]. Для нарушения радиосвязи мощность таких помех должна на один-два порядка превышать мощность передаваемого сигнала.The use of noise-like signals ensures high noise immunity of radio communication systems to the effects of a number of interference created by means of electronic suppression (REP). These include, for example, sighting and barrage interference [1, p.16]. To disrupt radio communications, the power of such interference should be one to two orders of magnitude higher than the power of the transmitted signal.

В то же время имитирующие помехи, применяемые средствами РЭП [1, стр.14], могут нарушать радиосвязь при мощности помехового сигнала, соизмеримой с мощностью передаваемого сигнала.At the same time, imitating interference, used by means of electronic warfare [1, p. 14], can disrupt radio communication with the power of the interference signal, commensurate with the power of the transmitted signal.

Рассмотрим воздействие имитирующих помех на системы радиосвязи, использующие шумоподобные сигналы. Для синхронизации приемника с передатчиком используются, как правило, непрерывно передаваемые синхронизирующие шумоподобные сигналы [2]. Они представляют собой сигнал несущей частоты, манипулированный по фазе периодической двоичной псевдослучайной последовательностью (СП). Имитирующая помеха содержит такой же синхронизирующий сигнал, но с изменяющейся во времени задержкой относительно передаваемого сигнала. В результате СП помехи и сигнала периодически совпадают. Схема слежения за задержкой СП в приемном устройстве (СС3), называемая так же схемой автоподстройки времени (АПВ) [3, стр. 302] в такие моменты времени может переключиться на слежение за задержкой СП помехи и рассинхронизироваться с передатчиком. Вероятность такого события тем ниже, чем ниже частота совпадений СП помехи и сигнала, которая, в свою очередь, уменьшается при увеличении длительности периода повторения СП.Consider the impact of simulated interference on radio communication systems using noise-like signals. To synchronize the receiver with the transmitter, as a rule, continuously transmitted synchronizing noise-like signals are used [2]. They represent a carrier signal phase-keyed with a periodic binary pseudo-random sequence (PS). Simulated interference contains the same timing signal, but with a time-varying delay relative to the transmitted signal. As a result, the SP noise and signal periodically coincide. The scheme for tracking the delay of the SP in the receiving device (CC3), also called the automatic time control (APT) scheme [3, p. 302], at such moments of time can switch to tracking the delay of the SP of the interference and desynchronize with the transmitter. The probability of such an event is the lower, the lower the frequency of coincidences of the SP of the interference and the signal, which, in turn, decreases with an increase in the duration of the repetition period of the SP.

Отсюда следует очевидный вывод: для повышения помехоустойчивости системы радиосвязи к имитирующим помехам необходимо увеличивать период повторения СП. Но так как СП также используется для обнаружения сигнала [2], увеличение периода повторения, а следовательно, количества элементов СП, неизбежно приводит к увеличению времени поиска сигнала. В свою очередь, время поиска сигнала ограничивается требованием к задержке передачи информации.Hence follows the obvious conclusion: to increase the noise immunity of the radio communication system to simulating interference, it is necessary to increase the repetition period of the SP. But since the SP is also used for signal detection [2], an increase in the repetition period, and, consequently, the number of SP elements, inevitably leads to an increase in the signal search time. In turn, the signal search time is limited by the requirement for information transmission delay.

Задачей изобретения является снижение вероятности срыва синхронизации при воздействии имитирующих помех без существенного увеличения времени поиска сигнала. Достигаемый при использовании изобретения результат - повышение помехоустойчивости и разведзащищенности системы радиосвязи.The object of the invention is to reduce the likelihood of loss of synchronization when exposed to imitating interference without significantly increasing the signal search time. The result achieved when using the invention is an increase in noise immunity and intelligence protection of the radio communication system.

Наиболее близким по количеству совпадающих признаков к заявленному способу является способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, описанный в [4].The closest in terms of the number of coinciding features to the claimed method is the method of forming noise-like phase-shift keyed signals, described in [4].

Согласно этому способу формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют квазиортогональные или ортогональные псевдослучайные последовательности, одна из которых предназначена для синхронизации (СП), а вторая - для передачи информации (ИП). Последовательности фазируют между собой, после чего ИП циклически сдвигают относительно СП на количество элементов, определяемое цифровыми данными, поступающими от источника информации за время, равное периоду псевдослучайных последовательностей. Циклически сдвинутую последовательность ИП суммируют по модулю два с дополнительным битом информации и манипулируют по фазе сигнал несущей частоты. Формируют второй сигнал несущей частоты, сдвинутый относительно первого по фазе на 90 градусов, который манипулируют по фазе последовательностью СП и суммируют с манипулированным первым сигналом несущей частоты.According to this method, carrier and clock signals are generated, quasi-orthogonal or orthogonal pseudo-random sequences are formed from the clock signal, one of which is intended for synchronization (SP), and the second is for information transmission (IP). The sequences are phased with each other, after which the IP is cyclically shifted relative to the SP by the number of elements determined by the digital data coming from the information source for a time equal to the period of the pseudo-random sequences. The cyclically shifted IP sequence is added modulo two with an additional bit of information and the carrier signal is phase-keyed. A second carrier frequency signal is generated, which is phase-shifted by 90 degrees relative to the first, which is phase-keyed by the SP sequence and added to the keyed first carrier frequency signal.

Недостатком способа-прототипа является то, что формируемые сигналы не обеспечивают высокую помехоустойчивость системы радиосвязи при воздействии имитирующих помех.The disadvantage of the prototype method is that the generated signals do not provide high noise immunity of the radio communication system when exposed to imitating interference.

Для решения поставленной в изобретении задачи в способе формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, заключающемся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП), сфазированные между собой, синхронизирующую и информационную, формируют модулированную ПСП путем сдвига информационной ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с еще одним битом информации, согласно изобретению, из сигнала тактовой частоты формируют дополнительную ПСП, квазиортогональную синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, мажоритарно суммируют дополнительную ПСП, синхронизирующую ПСП и модулированную ПСП, а полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, при этом число элементов дополнительной ПСП выбирают взаимно простым с числом элементов синхронизирующей ПСП, а число элементов информационной ПСП выбирают равным произведению числа элементов синхронизирующей ПСП и числа элементов дополнительной ПСП, модулированную ПСП формируют на каждом периоде повторения синхронизирующей ПСП, а фазирование дополнительной ПСП, синхронизирующей ПСП и информационной ПСП осуществляют однократно на каждом периоде повторения информационной ПСП.To solve the problem posed in the invention in the method of forming noise-like phase-shift keyed signals, which consists in the fact that signals of the carrier and clock frequencies are generated, binary quasi-orthogonal pseudo-random sequences (PSP) are formed from the clock signal, phased among themselves, synchronizing and information, form modulated PSP by the shift of the information PSP by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and additional addition modulo two with one more bit of information, according to the invention, an additional PSP, quasi-orthogonal synchronizing PSP and information PSP are formed from the clock signal, the additional PSP, which synchronizes the PSP, is majority-summed modulated PSP, and the obtained binary sequence is phase-shift keyed of the carrier signal, while the number of additional PSP elements is chosen to be mutually prime with the number of elements of the synchronizing PSP, and the number of elements of the information PSP is selected equal to the product of the number of elements of the synchronizing PSP and the number of elements of the additional PSP, the modulated PSP is formed at each repetition period of the synchronizing PSP, and the phasing of the additional PSP, the synchronizing PSP and the information PSP is performed once at each repetition period of the information PSP.

Способ формирования шумоподобных сигналов заключается в последовательном выполнении следующих операций:The method for generating noise-like signals consists in sequentially performing the following operations:

- Формируют сигналы несущей и тактовой частот.- Generate carrier and clock signals.

- Из сигнала тактовой частоты формируют синхронизирующую ПСП, дополнительную ПСП и информационную ПСП, причем количество элементов синхронизирующей ПСП и дополнительной ПСП являются взаимно простыми числами, а количество элементов информационной ПСП равно произведению этих чисел. - Synchronizing PSP, additional PSP and information PSP are formed from the clock frequency signal, and the number of elements of the synchronizing PSP and additional PSP are mutually prime numbers, and the number of elements of information PSP is equal to the product of these numbers.

- Один раз на каждом периоде повторения информационной ПСП осуществляют фазирование всех трех ПСП, то есть устанавливают генераторы ПСП в начальные фиксированные состояния. - Once at each repetition period of the information PSP, all three PSPs are phased, that is, the PSP generators are set to the initial fixed states.

- На каждом периоде повторения синхронизирующей ПСП формируют модулированную ПСП, путем сдвига информационной ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с еще одним битом информации. - At each repetition period of the synchronizing PSP, a modulated PSP is formed by shifting the information PSP by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and additionally adding modulo two with one more bit of information.

- Осуществляют операцию мажоритарного сложения синхронизирующей ПСП, дополнительной ПСП и модулированной ПСП. Под мажоритарным сложением логических сигналов понимается операция вычисления мажоритарной функции «два из трех».- Perform the operation of the majority addition of the synchronizing PSP, additional PSP and modulated PSP. Majority addition of logical signals is understood as the operation of calculating the majority function "two out of three".

- Полученной двоичной последовательностью манипулируют по фазе сигнал несущей частоты.- The received binary sequence is phase-manipulated carrier signal.

Пример технической реализации устройства формирования сигнала согласно заявляемому способу приведен на фиг.1. Устройство содержит:An example of the technical implementation of a signal conditioning device according to the claimed method is shown in Fig. 1. The device contains:

1 - формирователь сигналов несущей и тактовой частот (ФНТЧ);1 - carrier and clock frequency signal generator (LPTCH);

2 - делитель частоты на

Figure 00000001
;2 - frequency divider by
Figure 00000001
;

3 - генератор синхронизирующей ПСП (генератор СП);3 - generator of synchronizing PSP (SP generator);

4 - сумматор по модулю два;4 - adder modulo two;

5 - регистр сдвига;5 - shift register;

6 - делитель частоты на

Figure 00000002
;6 - frequency divider
Figure 00000002
;

7 - мультиплексор;7 - multiplexer;

8 - параллельный регистр;8 - parallel register;

9 - делитель частоты на

Figure 00000002
;9 - frequency divider
Figure 00000002
;

10 - генератор дополнительной ПСП (генератор ДП);10 - additional PSP generator (DP generator);

11 - сумматор по модулю два;11 - adder modulo two;

12 - мажоритарный элемент;12 - majority element;

13 - перемножитель.13 is a multiplier.

Устройство работает следующим образом. Сигнал тактовой частоты, формируемый ФНТЧ 1, поступает на тактовые входы делителя частоты на

Figure 00000003
2, делителя частоты на
Figure 00000004
9, генератора синхронизирующей ПСП 3, генератора дополнительной ПСП 10 и регистра сдвига 5. Делитель частоты на
Figure 00000005
2 формирует импульсы длительностью, равной одному периоду
Figure 00000006
тактовой частоты
Figure 00000007
и с периодом повторения
Figure 00000008
, равным
Figure 00000001
периодам тактовой частоты (фиг. 2а). Эти импульсы подаются на тактовые входы делителя частоты на
Figure 00000002
6 и параллельного регистра 8, а также осуществляют фазирование (установку в начальное состояние) генератора СП 3. В результате генератор СП 3 формирует периодически повторяющуюся синхронизирующую ПСП с количеством элементов, равным
Figure 00000001
.The device works as follows. The clock signal generated by the LPTF 1 is fed to the clock inputs of the frequency divider at
Figure 00000003
2, frequency divider by
Figure 00000004
9, generator of synchronizing PSP 3, generator of additional PSP 10 and shift register 5. Frequency divider by
Figure 00000005
2 generates pulses with a duration equal to one period
Figure 00000006
clock frequency
Figure 00000007
and with a repetition period
Figure 00000008
equal to
Figure 00000001
periods of the clock frequency (Fig. 2a). These pulses are fed to the clock inputs of the frequency divider at
Figure 00000002
6 and parallel register 8, and also carry out phasing (setting to the initial state) of the SP generator 3. As a result, the SP 3 generator forms a periodically repeating synchronizing PSP with the number of elements equal to
Figure 00000001
...

Делитель частоты на

Figure 00000009
9, где число
Figure 00000002
взаимно простое с числом
Figure 00000001
, формирует импульсы длительностью
Figure 00000010
и с периодом повторения
Figure 00000011
(фиг.2б). Эти импульсы осуществляют фазирование (установку в начальное состояние) генератора ДП 10. В результате генератор ДП 10 формирует периодически повторяющуюся дополнительную ПСП с количеством элементов, равным
Figure 00000012
. Для фазирования дополнительной ПСП с синхронизирующей ПСП выходные импульсы делителя частоты на
Figure 00000005
2 делятся по частоте в
Figure 00000002
раз в делителе частоты на
Figure 00000009
6. Полученные импульсы длительностью
Figure 00000010
и периодом повторения
Figure 00000013
(фиг. 2в) устанавливают делитель частоты на
Figure 00000009
9 в состояние, соответствующее появлению на его выходе импульса. Поскольку в этот же момент времени присутствует импульс на выходе делителя частоты на
Figure 00000005
2, происходит одновременное фазирование генератора СП 3 и генератора ДП 10. Этот процесс повторяется с периодом
Figure 00000013
.Frequency divider by
Figure 00000009
9, where the number
Figure 00000002
coprime with a number
Figure 00000001
, generates pulses with a duration
Figure 00000010
and with a repetition period
Figure 00000011
(Fig. 2b). These pulses carry out phasing (setting in the initial state) of the DP generator 10. As a result, the DP 10 generator generates a periodically repeating additional PSP with the number of elements equal to
Figure 00000012
... For phasing the additional PSP with the synchronizing PSP, the output pulses of the frequency divider by
Figure 00000005
2 divided by frequency in
Figure 00000002
times in the frequency divider by
Figure 00000009
6. Received pulses with duration
Figure 00000010
and the repetition period
Figure 00000013
(Fig.2c) set the frequency divider to
Figure 00000009
9 to the state corresponding to the appearance of a pulse at its output. Since at the same time there is a pulse at the output of the frequency divider by
Figure 00000005
2, there is a simultaneous phasing of the generator SP 3 and the generator DP 10. This process is repeated with a period
Figure 00000013
...

В качестве информационной ПСП в данном устройстве используется ПСП, полученная в результате сложения в сумматоре по модулю два 4 дополнительной ПСП и задержанной на некоторое количество тактов синхронизирующей ПСП. Так как

Figure 00000001
и
Figure 00000002
взаимно простые числа, последовательность, формируемая на выходе сумматора по модулю два 4, является периодической с периодом
Figure 00000013
и количеством элементов
Figure 00000014
.As the information PSP in this device, the PSP is used, obtained as a result of addition in the adder modulo two 4 additional PSP and delayed by a certain number of clock cycles of the synchronizing PSP. Because
Figure 00000001
and
Figure 00000002
coprime numbers, the sequence formed at the output of the adder modulo two 4 is periodic with a period
Figure 00000013
and the number of elements
Figure 00000014
...

Формирование модулированной ПСП осуществляется следующим образом. Информационная ПСП с выхода сумматора по модулю два 4 поступает на вход регистра сдвига 5, на выходах которого формируются ее сдвинутые копии. Передаваемая информация в виде многоразрядных двоичных слов поступает на входы параллельного регистра 8, куда записывается импульсами с выхода делителя частоты на

Figure 00000005
2. Тем самым осуществляется привязка передачи информационных слов к периодам повторения синхронизирующей ПСП. С выходов параллельного регистра 8 одноразрядный символ информационного слова поступает на вход сумматора по модулю два 11, а многоразрядный символ поступает на управляющие входы мультиплексора 7, который подключает к своему выходу один из выходных сигналов регистра сдвига 5. Выходной сигнал мультиплексора 7 суммируется в сумматоре по модулю два 11 с одноразрядным информационным символом, образуя модулированную ПСП.The formation of the modulated PSP is carried out as follows. The information PSP from the output of the adder modulo two 4 is fed to the input of the shift register 5, at the outputs of which its shifted copies are formed. The transmitted information in the form of multi-bit binary words is fed to the inputs of the parallel register 8, where it is written in pulses from the output of the frequency divider to
Figure 00000005
2. Thus, the transmission of information words is linked to the repetition periods of the synchronizing PRS. From the outputs of the parallel register 8, the one-bit symbol of the information word is fed to the input of the adder modulo two 11, and the multi-bit symbol is fed to the control inputs of the multiplexer 7, which connects to its output one of the output signals of the shift register 5. The output signal of the multiplexer 7 is summed in the adder modulo two 11 with a one-bit information symbol, forming a modulated PSP.

На входы мажоритарного элемента 12 поступает: синхронизирующая ПСП с выхода генератора СП 3, дополнительная ПСП с выхода генератора ДП 10 и модулированная ПСП с выхода сумматора по модулю два 11. На выходе мажоритарного элемента 12 формируется сигнал с уровнем логической единицы только при наличии на его входах двух или трех сигналов с уровнем логической единицы. Выходной сигнал мажоритарного элемента 12 в перемножителе 13 умножается на сигнал несущей частоты, поступающий на второй вход перемножителя 13 со второго выхода ФНТЧ 1. В результате перемножения формируется шумоподобный фазоманипулированный сигнал.The inputs of the majority element 12 receive: a synchronizing PSP from the output of the SP 3 generator, an additional PSP from the output of the DP 10 generator and modulated PSP from the output of the adder modulo two 11. At the output of the majority element 12, a signal with a logic-one level is generated only if it is present at its inputs two or three signals with a logic-one level. The output signal of the majority element 12 in the multiplier 13 is multiplied by the carrier frequency signal supplied to the second input of the multiplier 13 from the second output of the low-pass filter 1. As a result of the multiplication, a noise-like phase-shift keyed signal is formed.

Для доказательства достигаемого положительного результата в заявленном способе рассмотрим математическое представление формируемого сигналаTo prove the achieved positive result in the claimed method, consider the mathematical representation of the generated signal

Figure 00000015
Figure 00000015

где u - амплитуда сигнала;where u is the signal amplitude;

ƒ - несущая частота сигнала.ƒ - carrier frequency of the signal.

C(t) - синхронизирующая ПСП;C (t) - synchronizing bandwidth;

A(t) - дополнительная ПСП;A (t) - additional memory bandwidth;

M(t) - модулированная ПСП;M (t) - modulated PSP;

MS [а,b,с] - мажоритарная сумма трех логических переменных.MS [a, b, c] is the majority sum of three logical variables.

Методом перебора значений переменных а, b, с можно доказать тождествоBy enumerating the values of the variables a, b, c, one can prove the identity

Figure 00000016
Figure 00000016

Используя это соотношение, формируемый сигнал можно представить в видеUsing this ratio, the generated signal can be represented as

Figure 00000017
Figure 00000017

Из полученного выражения видно, что формируемый сигнал представляет собой сумму трех сигналов несущей частоты, манипулированных по фазе синхронизирующей ПСП, дополнительной ПСП и модулированной ПСП. Кроме того, присутствует четвертый сигнал, представляющий собой сигнал несущей частоты, манипулированный по фазе каждой из этих ПСП. В силу квазиортогональности ПСП все четыре сигнала слабо коррелированы между собой и могут обрабатываться отдельно корреляционными методами.It can be seen from the obtained expression that the generated signal is the sum of three carrier frequency signals, phase-keyed by the synchronizing PSP, additional PSP, and modulated PSP. In addition, there is a fourth signal, which is the carrier signal, keyed in phase with each of these PRPs. Due to the quasi-orthogonality of the PSP, all four signals are weakly correlated with each other and can be processed separately by correlation methods.

Таким образом, в приемном устройстве может быть реализован отдельный поиск синхронизирующей ПСП и дополнительной ПСП. После обнаружения этих сигналов автоматически определяется информационная ПСП как сумма по модулю два дополнительной ПСП и задержанной на целое число периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП.Thus, a separate search for the sync PRP and the additional PRP can be implemented in the receiver. After detecting these signals, the informational memory bandwidth is automatically determined as the sum modulo two additional memory bandwidth and the synchronizing memory bandwidth delayed by an integer number of clock periods.

Таким образом, время поиска сигнала увеличивается примерно в два раза, а период повторения информационной ПСП увеличивается в K раз.Thus, the signal search time is approximately doubled, and the repetition period of the information PSP is increased by K times.

Однако, если в способе-прототипе период повторения информационной ПСП увеличить в K раз, время поиска сигнала возрастет значительно больше чем в два раза.However, if, in the prototype method, the repetition period of the information PSP is increased by a factor of K, the signal search time will increase significantly more than twice.

Сравним время поиска сигнала, формируемого заявляемым способом и сигнала в способе-прототипе при одинаковом периоде информационной ПСП по количеству операций, необходимых для вычисления сверток сигналов. Если рассматривать современные методы вычисления сверток сигналов (корреляционных функций), основанные на прямом и обратном быстром преобразовании Фурье, то количество операций умножения, требуемое для реализации алгоритма поиска сигнала, формируемого заявляемым способом, равноLet us compare the search time for the signal generated by the inventive method and the signal in the prototype method with the same period of the information PSP in terms of the number of operations required to calculate the convolutions of signals. If we consider modern methods for calculating convolutions of signals (correlation functions) based on the direct and inverse fast Fourier transform, then the number of multiplication operations required to implement the algorithm for searching for a signal generated by the claimed method is

Figure 00000018
Figure 00000018

а в способе-прототипеand in the prototype method

Figure 00000019
Figure 00000019

Если N и K отличаются незначительно, тоIf N and K differ insignificantly, then

Figure 00000020
Figure 00000020

Например, при K=1023 количество операций для сигнала, сформированным заявляемым способом, уменьшается более чем в тысячу раз.For example, with K = 1023, the number of operations for a signal generated by the claimed method is reduced by more than a thousand times.

Для защиты от имитирующих помех слежение за задержкой принимаемого сигнала в приемнике (автоподстройки времени) [3, стр.302] необходимо осуществлять на основе оценок задержек как принимаемой синхронизирующей ПСП, так и принимаемой дополнительной ПСП относительно ПСП, формируемых в приемнике. При этом из этих двух оценок необходимо выбирать минимальную по абсолютной величине. Если задержка имитирующей помехи такова, что задержка синхронизирующей ПСП совпала с задержкой синхронизирующей ПСП принимаемого сигнала, то после того, как они станут отличаться на некоторую часть длительности элемента ПСП, схема слежения за задержкой автоматически переключится на работу с оценкой задержки дополнительной ПСП принимаемого сигнала, имеющей меньшее значение по абсолютной величине.To protect against imitating interference, tracking the delay of the received signal in the receiver (automatic time control) [3, p.302] should be based on the estimates of the delays of both the received synchronizing bandwidth and the received additional bandwidth relative to the bandwidth generated in the receiver. At the same time, of these two estimates, it is necessary to choose the minimum in absolute value. If the delay of the simulating interference is such that the delay of the synchronizing PRP coincided with the delay of the synchronizing PRP of the received signal, then after they begin to differ by some part of the duration of the PRP element, the delay tracking circuit will automatically switch to work with an estimate of the delay of the additional PRP of the received signal, which has smaller value in absolute value.

Аналогично, если задержка дополнительной ПСП имитирующей помехи совпадает с задержкой дополнительной ПСП принимаемого сигнала, через некоторое время схема слежения за задержкой переключится на работу с оценкой задержки синхронизирующей ПСП принимаемого сигнала.Similarly, if the delay of the additional PRP of the simulating interference coincides with the delay of the additional PRP of the received signal, after a while the delay tracking circuit will switch to work with the estimation of the delay of the synchronizing PRP of the received signal.

Только в том случае, когда совпадут задержки сихронизирующих ПСП и дополнительных ПСП имитирующей помехи и принимаемого сигнала, возможно появление ошибок в приеме информации и срыв синхронизации. Это происходит, когда задержка имитирующей помехи относительно принимаемого сигнала составляет целое число периодов информационной ПСП. Вероятность такого события, а следовательно, и вероятность срыва синхронизации, обратно пропорциональна длительности периода повторения информационной ПСП. По сравнению со способом-прототипом, при одинаковой длительности периода повторения синхронизирующей ПСП вероятность срыва синхронизации уменьшается в число раз, равное отношению длительностей периодов повторения информационной ПСП и синхронизирующей ПСП, то есть в

Figure 00000002
раз. Например, при
Figure 00000021
вероятность уменьшается более чем в тысячу раз.Only in the case when the delays of the synchronizing bandwidths and additional bandwidths of the simulating interference and the received signal coincide, errors in the reception of information and a loss of synchronization are possible. This occurs when the delay of the simulated interference relative to the received signal is an integer number of data bandwidth periods. The probability of such an event, and hence the likelihood of a synchronization failure, is inversely proportional to the duration of the repetition period of the informational bandwidth. Compared with the prototype method, with the same duration of the repetition period of the synchronizing PSP, the probability of synchronization failure decreases by a number of times equal to the ratio of the durations of the repetition periods of the information PSP and the synchronizing PSP, that is, in
Figure 00000002
time. For example, for
Figure 00000021
the probability decreases more than a thousand times.

Прием информации при заявляемом способе формирования сигнала может осуществляться так же, как в способе-прототипе. А именно, путем вычисления значения взаимной корреляции принимаемого сигнала с последовательностями, образованными всеми возможными циклическими сдвигами информационной ПСП, и определения циклического сдвига с максимальным по абсолютной величине значением взаимной корреляции. По значению циклического сдвига определяют передаваемый информационный символ, а по знаку соответствующего значения взаимной корреляции определяют значение еще одного бита информации. Можно показать, что для получения наибольшего отношения сигнал/шум принимаемый сигнал необходимо предварительно обнулить на интервалах времени совпадений значений синхронизирующей ПСП и дополнительной ПСП, то есть умножить на сигнал

Figure 00000022
, так как в эти моменты времени фаза сигнала зависит только от синхронизирующей ПСП. При одинаковой мощности принимаемого сигнала соотношение сигнал/шум для максимального по абсолютной величине значения взаимной корреляции такое же, как в способе-прототипе. Кроме того, применение при формировании сигнала нелинейной мажоритарной функции значительно повышает криптостойкость сигнала, а следовательно - разведзащищенности системы радиосвязи.Reception of information with the claimed method of signal shaping can be carried out in the same way as in the prototype method. Namely, by calculating the value of the cross-correlation of the received signal with the sequences formed by all possible cyclic shifts of the information PRS, and determining the cyclic shift with the maximum absolute value of the cross-correlation. The transmitted information symbol is determined from the cyclic shift value, and the value of one more bit of information is determined from the sign of the corresponding cross-correlation value. It can be shown that in order to obtain the highest signal-to-noise ratio, the received signal must first be zeroed at time intervals of coincidence of the values of the synchronizing bandwidth and additional bandwidth, that is, multiply by the signal
Figure 00000022
, since at these moments of time the phase of the signal depends only on the synchronizing PRP. With the same power of the received signal, the signal-to-noise ratio for the maximum absolute value of the cross-correlation is the same as in the prototype method. In addition, the use of a nonlinear majority function in signal generation significantly increases the cryptographic strength of the signal, and, consequently, the intelligence protection of the radio communication system.

ИСТОЧНИКИ ИНФОМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Военно-техническая подготовка. Военно-технические основы построения средств и комплексов РЭП: учебник / А.С. Осипов; под науч. ред. Е.Н. Гарина. - Красноярск: Сиб. Федер. ун-т, 2013. - 344с.1. Military-technical training. Military-technical foundations for building electronic means and complexes: textbook / A.S. Osipov; under scientific. ed. E.N. Garina. - Krasnoyarsk: Sib. Feder. un-t, 2013 .-- 344p.

2. Патент RU 2115 236 С1. Система связи с широкополосными сигналами. Опубликован 10.07.1998.2. Patent RU 2115 236 C1. Communication system with broadband signals. Published on July 10, 1998.

3. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985. - 384с.3. Varakin L.E. Communication systems with noise-like signals. - M .: Radio and communication, 1985. - 384p.

4. Патент RU 2279 183 С2. Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами. Опубликован 27.06.2006. Бюл. №18.4. Patent RU 2279 183 C2. A method for transmitting information in a communication system with broadband signals. Published on June 27, 2006. Bul. No. 18.

Claims (1)

Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, заключающийся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП), сфазированные между собой, синхронизирующую и информационную, формируют модулированную ПСП путем сдвига информационной ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с еще одним битом информации, отличающийся тем, что из сигнала тактовой частоты формируют дополнительную ПСП, квазиортогональную синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, мажоритарно суммируют дополнительную ПСП, синхронизирующую ПСП и модулированную ПСП, а полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, при этом число элементов дополнительной ПСП выбирают взаимно простым с числом элементов синхронизирующей ПСП, а число элементов информационной ПСП выбирают равным произведению числа элементов синхронизирующей ПСП и числа элементов дополнительной ПСП, модулированную ПСП формируют на каждом периоде повторения синхронизирующей ПСП, а фазирование дополнительной ПСП, синхронизирующей ПСП и информационной ПСП осуществляют однократно на каждом периоде повторения информационной ПСП.A method for generating noise-like phase-shift keyed signals, which consists in generating signals of the carrier and clock frequencies, forming binary quasi-orthogonal pseudo-random sequences (PSP) from the clock signal, phased among themselves, synchronizing and informational, form modulated PSP by shifting the information PSP by the number of elements, determined by the transmitted information symbol, and additional addition modulo two with one more bit of information, characterized in that an additional PSP is formed from the clock signal, a quasi-orthogonal synchronizing PSP and information PSP, the additional PSP, synchronizing the PSP and modulated PSP, is majority-summed, and the received binary sequence, phase shift keying of the carrier frequency signal is carried out, while the number of elements of the additional PSP is chosen to be mutually prime with the number of elements of the synchronizing PSP, and the number of elements of the information PSP is chosen equal to The th product of the number of elements of the synchronizing PSP and the number of elements of the additional PSP, the modulated PSP is formed at each repetition period of the synchronizing PSP, and the phasing of the additional PSP, the synchronizing PSP and the information PSP is performed once at each repetition period of the information PSP.
RU2020106870A 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals RU2734230C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106870A RU2734230C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106870A RU2734230C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734230C1 true RU2734230C1 (en) 2020-10-13

Family

ID=72940445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020106870A RU2734230C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2734230C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782343C1 (en) * 2021-12-15 2022-10-26 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for generating noise-like phase-manipulated signals

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2115236C1 (en) * 1995-07-25 1998-07-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Communication system with wide-band signals
US6215777B1 (en) * 1997-09-15 2001-04-10 Qualcomm Inc. Method and apparatus for transmitting and receiving data multiplexed onto multiple code channels, frequencies and base stations
KR20050062973A (en) * 2003-12-19 2005-06-28 임민중 Apparatus for frequency domain equalization in mobile communication system using code division multiplexing and method thereof
RU2279183C2 (en) * 2004-09-06 2006-06-27 Роберт Петрович Николаев Method for transferring information in communication system with broadband signals
RU2699817C1 (en) * 2018-11-23 2019-09-11 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of generating signals with a spread spectrum
RU2699819C1 (en) * 2018-11-13 2019-09-11 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of generating signals with a spread spectrum

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2115236C1 (en) * 1995-07-25 1998-07-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Communication system with wide-band signals
US6215777B1 (en) * 1997-09-15 2001-04-10 Qualcomm Inc. Method and apparatus for transmitting and receiving data multiplexed onto multiple code channels, frequencies and base stations
US6359868B1 (en) * 1997-09-15 2002-03-19 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for transmitting and receiving data multiplexed onto multiple code channels, frequencies and base stations
KR20050062973A (en) * 2003-12-19 2005-06-28 임민중 Apparatus for frequency domain equalization in mobile communication system using code division multiplexing and method thereof
RU2279183C2 (en) * 2004-09-06 2006-06-27 Роберт Петрович Николаев Method for transferring information in communication system with broadband signals
RU2699819C1 (en) * 2018-11-13 2019-09-11 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of generating signals with a spread spectrum
RU2699817C1 (en) * 2018-11-23 2019-09-11 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of generating signals with a spread spectrum

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782343C1 (en) * 2021-12-15 2022-10-26 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for generating noise-like phase-manipulated signals
RU2791223C1 (en) * 2022-09-09 2023-03-06 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Noise-like phase-manipulated signals generating method
RU2791224C1 (en) * 2022-09-09 2023-03-06 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Noise-like signals generating method
RU2801873C1 (en) * 2023-03-03 2023-08-17 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for forming noise-like signals
RU223214U1 (en) * 2023-08-08 2024-02-07 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ DEVICE FOR TRANSMITTING WIDEBAND PHASE MANIPULATED SIGNAL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2279183C2 (en) Method for transferring information in communication system with broadband signals
RU2731681C1 (en) Method of forming noise-like phase-shift keyed signals
RU2734230C1 (en) Method of forming noise-like phase-shift keyed signals
Kukunin et al. Phasing in asynchronous data transmission system using M-sequences
US4697186A (en) Velocity discrimination radar
Abel et al. Chaotic codes for CDMA application
KR20080002775A (en) Circuit arrangement and method for receiving specially designed coded signals
RU186407U1 (en) Relative phase modulation adaptive pseudo random signal demodulator
RU2691384C1 (en) Method of transmitting information by wideband signals
RU2699819C1 (en) Method of generating signals with a spread spectrum
WO2013101924A1 (en) Assembly and method for detecting multiple level signals
RU2699818C1 (en) Method of generating signals with a spread spectrum
RU2699817C1 (en) Method of generating signals with a spread spectrum
RU2646353C1 (en) Transmitter of increased structural and energetic concealment
RU2782343C1 (en) Method for generating noise-like phase-manipulated signals
RU2791223C1 (en) Noise-like phase-manipulated signals generating method
RU2791224C1 (en) Noise-like signals generating method
RU2188516C1 (en) Quaternary-coded radio signal transmission system
RU2769378C1 (en) Method for packet data transmission with noise-like signals
RU2696021C1 (en) Method of transmitting information in a communication system with broadband signals
RU2801875C1 (en) Method for packet data transmission by noise-like phase key signals
RU2714300C1 (en) Method for spreading signals spectrum
RU2699816C1 (en) Method for spreading signals spectrum
RU2801873C1 (en) Method for forming noise-like signals
RU2803622C1 (en) Method for packet data transmission with noise-like signals