RU2767181C1 - Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference - Google Patents

Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference Download PDF

Info

Publication number
RU2767181C1
RU2767181C1 RU2021122601A RU2021122601A RU2767181C1 RU 2767181 C1 RU2767181 C1 RU 2767181C1 RU 2021122601 A RU2021122601 A RU 2021122601A RU 2021122601 A RU2021122601 A RU 2021122601A RU 2767181 C1 RU2767181 C1 RU 2767181C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
operating frequency
frequency
amplitude
harmonic oscillation
phase difference
Prior art date
Application number
RU2021122601A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Дворников
Александр Викторович Пшеничников
Сергей Сергеевич Манаенко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»
Priority to RU2021122601A priority Critical patent/RU2767181C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767181C1 publication Critical patent/RU2767181C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • 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
    • H04B1/713Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/715Interference-related aspects

Abstract

FIELD: radio engineering and communication.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and is intended for use in noise-immune radio communication systems with pseudorandom operating frequency tuning. Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference consists in the fact that before the communication session on the receiving side, the noise level is successively measured at each operating frequency, a test sequence of units is formed on the transmitting side, each bit of the test sequence of units is successively manipulated with the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, a radio signal is emitted towards the correspondent, at the receiving side at each of the operating frequencies, the value of the phase difference of the harmonic oscillation is calculated, from the obtained values, a phase difference vector is formed, phase difference vector is transmitted to the correspondent, during the communication session on the transmitting side, the useful information is divided into bits, each bit is alternately transmitted at its frequency, each bit of information is manipulated with amplitude of harmonic oscillation at operating frequency, radio signal is emitted towards correspondent, at the receiving side, reception is carried out at frequencies, the amplitude of the radio signal is detected based on the threshold value of demodulation at the operating frequency, the obtained information bits are transmitted to the recipient of the message. Phase of the harmonic oscillation on the receiving side is measured at ten periods at the end of radiation and ten periods at the beginning of radiation. Phase of the harmonic oscillation on the transmitting side is shifted by a value corresponding to the value of the received phase difference vector. Reception frequencies are determined in accordance with the given pseudorandom sequence.
EFFECT: high noise immunity of receiving signals.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для применения в помехозащищенных системах радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).The invention relates to the field of radio engineering and is intended for use in noise-immune radio communication systems with pseudo-random hopping of the operating frequency (PRFC).

Известен «Способ формирования сигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты» (Патент РФ № 2648291, опубл. 23.03.18, бюл. № 2).Known "Method of generating a signal with pseudo-random tuning of the operating frequency" (RF Patent No. 2648291, publ. 23.03.18, bull. No. 2).

В этом способе генерирование первичного сигнала осуществляется в базисах функций сплайн-характеров (БФСХ). Далее проводится его модуляция цифровой последовательностью. Модулированный сигнал перемножается с опорным колебанием. Причем частоты опорного колебания определяют в соответствии с первой заданной случайной кодовой цифровой последовательностью, а значения изменяющихся параметров БФСХ выбирают в соответствии со второй заданной псевдослучайной кодовой цифровой последовательностью синхронно с изменением частоты опорного колебания.In this method, the generation of the primary signal is carried out in the basis of spline-character functions (BFSH). Next, it is modulated by a digital sequence. The modulated signal is multiplied with the reference waveform. Moreover, the frequencies of the reference oscillation are determined in accordance with the first given random code digital sequence, and the values of the changing parameters of the FSH are selected in accordance with the second given pseudo-random code digital sequence synchronously with the change in the frequency of the reference oscillation.

Однако известный способ имеет низкую помехозащищенность приема сигналов при воздействии ответных помех от радиоэлектронных средств (РЭС), время излучения которых согласовано с временем излучения радиосигнала на неоднородных по уровню помех рабочих частотах.However, the known method has a low noise immunity of signal reception when exposed to response interference from radio electronic equipment (RES), the emission time of which is consistent with the emission time of the radio signal at operating frequencies that are non-uniform in terms of interference.

Известен «Способ формирования сигнала в режиме программной перестройки рабочей частоты с изменяющейся полосой частот» (Патент РФ № 2749863, опубл. 17.06.2021, бюл. №17).Known "Method of generating a signal in the mode of software tuning of the operating frequency with a changing frequency band " (RF Patent No. 2749863, publ. 06/17/2021, bull. No. 17).

B этом способе первичный сигнал модулируют цифровой последовательностью, расширенной кодами Баркера различной разрядности, выбор которых осуществляется в соответствии с заданной первой псевдослучайной кодовой цифровой последовательностью (ПКЦП). Затем полученный сигнал перемножают с опорными колебаниями, частоты которых изменяются в соответствии со второй ПКЦП. После чего передают сформированный сигнал на приемную сторону. При этом осуществляют синхронный выбор номера частоты и номера кода Баркера, в соответствии с первой и второй ПКЦП.In this method, the primary signal is modulated with a digital sequence extended by Barker codes of various bit depths, the selection of which is carried out in accordance with a given first pseudo-random code digital sequence (PCSD). Then the received signal is multiplied with the reference oscillations, the frequencies of which are changed in accordance with the second PCCP. After that, the generated signal is transmitted to the receiving side. At the same time, synchronous selection of the frequency number and the Barker code number is carried out, in accordance with the first and second PCCPs.

Однако данный способ, как и предыдущий аналог, характеризуется низкой помехозащищенностью приема сигналов при воздействии ответных помех от РЭС, время излучения которых согласовано с временем излучения радиосигнала на неоднородных по уровню помех рабочих частотах.However, this method, like the previous analogue, is characterized by low noise immunity of signal reception when exposed to response interference from RES, the emission time of which is consistent with the emission time of the radio signal at operating frequencies that are not uniform in terms of interference.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому изобретению является «Способ передачи информации с внутрисимвольной псевдослучайной перестройкой рабочей частоты» (Патент РФ № 2533077опубл. 20.11.2014, бюл. № 32).The closest in technical essence (prototype) to the claimed invention is the "Method for transmitting information with intra-symbol pseudo-random tuning of the operating frequency" (RF Patent No. 2533077 publ. 20.11.2014, bull. No. 32).

Согласно способу-прототипу сигнал с ППРЧ формируют следующим образом. На передающей стороне полезная информация разбивается на символы, каждый длиною в несколько бит, которые, в свою очередь, разносятся на независимые частотные элементы, каждый из которых передается поочередно на своей частоте в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью. При этом каждый частотный элемент представляет собой одну из заданного ансамбля ортогональных фазомодулированных кодовых последовательностей, одинаковую в пределах одного символа, номер которой также связан с передаваемым символом. А на приемной стороне осуществляется прием посимвольно на всех возможных, в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, для данного символа частотах, при этом для каждого частотного элемента определяется номер несущей частоты и номер кодовой последовательности. После чего составляется частотно-временная матрица, на основании которой, а также с учетом номера кодовой последовательности определяется передаваемый символ и соответствующие символу биты информации передаются получателю сообщения.According to the prototype method, the frequency hopping signal is generated as follows. On the transmitting side, useful information is divided into symbols, each several bits long, which, in turn, are divided into independent frequency elements, each of which is transmitted in turn at its own frequency in accordance with a given pseudo-random sequence. In this case, each frequency element is one of the given ensemble of orthogonal phase-modulated code sequences, the same within one symbol, the number of which is also associated with the transmitted symbol. And on the receiving side, reception is carried out symbol by symbol at all possible frequencies for a given symbol, in accordance with a given pseudo-random sequence, while for each frequency element the carrier frequency number and the code sequence number are determined. After that, a time-frequency matrix is compiled, on the basis of which, and also taking into account the number of the code sequence, the transmitted symbol is determined and the information bits corresponding to the symbol are transmitted to the recipient of the message.

Недостатком способа-прототипа является низкая помехозащищенность приема сигналов в режиме ППРЧ при воздействии помех от РЭС, время излучения которых согласовано с временем излучения радиосигнала на неоднородных по уровню помех рабочих частотах.The disadvantage of the prototype method is the low noise immunity of receiving signals in the frequency hopping mode when exposed to interference from the RES, the emission time of which is consistent with the emission time of the radio signal at non-uniform interference levels of operating frequencies.

Целью изобретения является создание способа, позволяющего повысить помехозащищенность приема сигналов в условиях воздействия ответных помех, время излучения которых согласовано с временем излучения радиосигнала на неоднородных по уровню помех рабочих частотах.The aim of the invention is to create a method that makes it possible to increase the noise immunity of signal reception under the influence of response interference, the emission time of which is consistent with the emission time of a radio signal at operating frequencies that are not uniform in terms of interference.

Техническим результатом является повышение помехозащищенности приема сигналов.The technical result is to increase the noise immunity of signal reception.

Технический результат достигается тем, что в способе передачи и приема сигналов в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты при воздействии ответных помех, заключающимся в том, что на передающей стороне полезную информацию разбивают на биты, каждый из которых поочередно передают на своей частоте, выбор которой осуществляют в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, на приемной стороне осуществляют прием на частотах, в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, полученные информационные биты передают получателю сообщения, причем, перед сеансом связи на приемной стороне последовательно на каждой рабочей частоте измеряют уровень помех, который задают в качестве порогового значения демодуляции на рабочей частоте, на передающей стороне формируют тестовую последовательность из единиц, каждым битом которой, последовательно манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте, определяемую в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, излучают радиосигнал в сторону корреспондента, на приемной стороне на каждой из рабочих частот вычисляют значение разности фаз гармонического колебания, измеренных на десяти периодах в конце излучения и десяти периодах в начале излучения, из полученных значений формируют вектор разности фаз, который передают корреспонденту, во время сеанса связи на передающей стороне каждым битом информации манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте, фазу которого предварительно сдвигают на величину, соответствующую значению принятого вектора разности фаз, излучают радиосигнал в сторону корреспондента, на приемной стороне принимают радиосигнал, детектируют амплитуду радиосигнала на основе порогового значения демодуляции на рабочей частоте.The technical result is achieved by the fact that in the method of transmitting and receiving signals in the mode of pseudo-random tuning of the operating frequency under the influence of response interference, which consists in the fact that on the transmitting side the useful information is divided into bits, each of which is transmitted in turn at its own frequency, the choice of which is carried out in accordance with a given pseudo-random sequence, on the receiving side, reception is carried out at frequencies, in accordance with a given pseudo-random sequence, the received information bits are transmitted the recipient of the message, and before a communication session, on the receiving side, the interference level is measured sequentially at each operating frequency, which is set as the threshold value of demodulation at the operating frequency, on the transmitting side, a test sequence of units is formed, each bit of which is sequentially manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, determined in in accordance with a given pseudo-random sequence, a radio signal is emitted towards the correspondent, on the receiving side at each of the operating frequencies, the value of the phase difference of the harmonic oscillation, measured at ten periods at the end of radiation and ten periods at the beginning of radiation, is calculated, from the obtained values a phase difference vector is formed, which transmitted to the correspondent, during the communication session on the transmitting side, each bit of information is manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, the phase of which is preliminarily shifted by an amount corresponding to the value of the received difference vector and phases, emit a radio signal towards the correspondent, receive a radio signal on the receiving side, detect the amplitude of the radio signal based on the demodulation threshold at the operating frequency.

Технический результат достигается благодаря новой совокупности существенных признаков. Поясним возможность достижения технического результата.The technical result is achieved thanks to a new set of essential features. Let us explain the possibility of achieving a technical result.

В способе-прототипе реализуется алгоритм формирования радиосигнала в режиме ППРЧ, при котором неопределенным является выбор рабочих частот опорного колебания и разнесение информационных символов на частотные элементы.In the prototype method, an algorithm for generating a radio signal in the frequency hopping mode is implemented, in which the choice of the operating frequencies of the reference oscillation and the spacing of information symbols into frequency elements is uncertain.

Режим помехозащиты, способы модуляции и демодуляции сигналов при его формировании и обработке являются известными. Поэтому воздействие ответных помех от РЭС на интервалах времени, совпадающих с интервалами излучения радиосигнала на каждой из рабочих частот, согласно [Борисов В. И., Зинчук В. М., Лимарев А. Е. Помехозащищенность систем радиосвязи расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты // под ред. В. И. Борисова; изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: РадиоСофт, 2008. - 512 с.] обуславливает снижение показателей помехозащиенности. Дополнительно в прототипе не учитывается неоднородность рабочих частот по уровню непреднамеренных помех, что определяет снижение помехоустойчивости приема сигналов [Д.Д. Кловский. Теория передачи сигналов. Учебник - М. 1973 г.].The noise protection mode, methods of modulation and demodulation of signals during its formation and processing are known. Therefore, the impact of response interference from RES at time intervals coinciding with the intervals of radio signal emission at each of the operating frequencies, according to [Borisov V.I., Zinchuk V.M., Limarev A.E. frequencies // ed. V. I. Borisov; ed. 2nd, revised. and additional - M.: RadioSoft, 2008. - 512 p.] leads to a decrease in noise immunity. Additionally, the prototype does not take into account the heterogeneity of operating frequencies in terms of the level of unintentional interference, which determines the decrease in the noise immunity of signal reception [D.D. Klovsky. Theory of signal transmission. Textbook - M. 1973].

В заявляемом способе для расширения базы сигнала также реализуется режим ППРЧ. Однако совместно с режимом ППРЧ применяется амплитудная манипуляция рабочих частот, при которой излучение радиосигнала осуществляется только при передаче информационных единиц. Поскольку воздействие ответных помех предполагает наличие радиоизлучения [Борисов В. И., Зинчук В. М., Лимарев А. Е. Помехозащищенность систем радиосвязи расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты // под ред. В. И. Борисова; изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: РадиоСофт, 2008. - 512 с.], то при передаче информационных нулей воздействие от РЭС оказываться не будет.In the claimed method, to expand the signal base, the hopping mode is also implemented. However, together with the frequency hopping mode, amplitude keying of operating frequencies is used, in which the radiation of the radio signal is carried out only during the transmission of information units. Since the effect of response interference implies the presence of radio emission [Borisov V. I., Zinchuk V. M., Limarev A. E. Noise immunity of radio communication systems by expanding the spectrum of signals by the method of pseudo-random tuning of the operating frequency // ed. V. I. Borisov; ed. 2nd, revised. and additional - M.: RadioSoft, 2008. - 512 p.], then when transmitting information zeros, there will be no impact from the RES.

Кроме того, в заявляемом способе на основе передачи тестовой последовательности на каждой из рабочих частот осуществляется сдвиг фазы, при котором достигается условие сложения уровней радиосигнала и ответных помех от РЭС, что определяет повышение показателей достоверности при амплитудном детектировании [Д.Д. Кловский. Теория передачи сигналов. Учебник - М. 1973 г.].In addition, in the claimed method, based on the transmission of the test sequence at each of the operating frequencies, a phase shift is carried out, at which the condition for adding the levels of the radio signal and the response interference from the RES is achieved, which determines the increase in the reliability indicators for amplitude detection [D.D. Klovsky. Theory of signal transmission. Textbook - M. 1973].

Также в заявляемом способе выбор порога демодуляции проводится отдельно на каждой из рабочих частот в зависимости от уровня помеховой обстановки, что реализует методы адаптивного управления порогом демодуляции. Таким образом, в заявляемом способе согласно [Борисов В. И., Зинчук В. М., Лимарев А. Е. Помехозащищенность систем радиосвязи расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты // под ред. В. И. Борисова; изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: РадиоСофт, 2008. - 512 с.] помехозащищенность приема сигналов в условиях воздействия ответных помех и неоднородных рабочих частотах повышается.Also, in the claimed method, the selection of the demodulation threshold is carried out separately at each of the operating frequencies, depending on the level of the interference environment, which implements the methods of adaptive control of the demodulation threshold. Thus, in the claimed method, according to [Borisov V. I., Zinchuk V. M., Limarev A. E. Noise immunity of radio communication systems by expanding the spectrum of signals by the method of pseudo-random tuning of the operating frequency // ed. V. I. Borisov; ed. 2nd, revised. and additional - M.: RadioSoft, 2008. - 512 p.] the noise immunity of signal reception under the influence of response interference and non-uniform operating frequencies is increased.

Заявленный способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 показаны:The claimed method is illustrated by the drawing, where in Fig. 1 shows:

а) временная диаграмма информационных битов;a) timing diagram of information bits;

б) временная диаграмма тестовой последовательности;b) timing diagram of the test sequence;

в) временная диаграмма амплитудной манипулчции тестовой последовательностью;c) timing diagram of amplitude manipulation of the test sequence;

г) временная диаграмма ответных помех от радиоэлектронных средств.d) time diagram of response interference from electronic means.

Реализация заявляемого способа в соответствии с фиг.1 осуществляется следующим образом.The implementation of the proposed method in accordance with figure 1 is as follows.

1. На передающей стороне полезную информацию разбивают на биты U и(t) (фиг. 1 а), каждый из которых поочередно передают на своей частоте, выбор которой осуществляют в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью.1. On the transmitting side, useful information is divided into bits U and ( t ) (Fig. 1 a), each of which is transmitted in turn at its own frequency, the choice of which is carried out in accordance with a given pseudo-random sequence.

2. На приемной стороне осуществляют прием на частотах, в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью.2. On the receiving side, reception is carried out at frequencies in accordance with a given pseudo-random sequence.

3. Полученные информационные биты передаются получателю сообщения.3. The received information bits are transmitted to the recipient of the message.

Процедуры по пп. 1-3 идентичны способу-прототипу.Procedures according to paragraphs. 1-3 are identical to the prototype method.

4. Последовательно на каждой рабочей частоте измеряют уровень помех, который задают в качестве порогового значения демодуляции на рабочей частоте.4. Sequentially, at each operating frequency, the interference level is measured, which is set as the demodulation threshold at the operating frequency.

Процедура измерения уровня помех является известной и приведена, в частности, в [Патенте РФ № 2520567 от 17.06.11 «Измерительный модуль селективной оценки отношения мощностей сигнал/помеха в радиоканале», авторов Болдырева А.А., Бубенщикова А.А. и др.], а также реализована в аппаратуре частотной адаптации Р-016В.The procedure for measuring the level of interference is known and is given, in particular, in [Patent of the Russian Federation No. 2520567 dated 17.06.11 "Measuring module for selective assessment of the signal-to-interference power ratio in the radio channel", authors Boldyreva A.A., Bubenshchikov A.A. and others], and also implemented in the frequency adaptation equipment R-016V.

Процедура последовательной перестройки на рабочие частоты для проведения измерений осуществляется аналогично [Патент РФ № 2710027от 24.12.2019 «Способ активного контроля рабочих частот», авторов Дворникова С.В., Пшеничникова А.В. и др.] или аналогично перестройке синтезатора частот, см. например, [Патент РФ № 2702572 от 28.11.19 «Синтезатор частот», авторов Очкова Д.С., Формальнова И.С. и др.].The procedure for sequential tuning to operating frequencies for measurements is carried out similarly [RF Patent No. 2710027 dated December 24, 2019 "Method of active control of operating frequencies", authors Dvornikova S.V., Pshenichnikova A.V. etc.] or similarly to the restructuring of the frequency synthesizer, see, for example, [RF Patent No. 2702572 dated 11/28/19 "Frequency Synthesizer", authors D.S. and etc.].

5. На передающей стороне формируют тестовую последовательность U т(t) из единиц (фиг. 1 б).5. On the transmitting side, a test sequence U t ( t ) is formed from units (Fig. 1 b).

Процедура формирования тестовой последовательности является известной и приведена, в частности в [Патенте РФ № 2702572 от 28.11.19 «Способ адаптивной передачи данных в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты», авторов Дворникова С.В., Пшеничникова А.В. и др.].The procedure for generating a test sequence is known and is given, in particular, in [Patent of the Russian Federation No. 2702572 dated 11/28/19 "Method for adaptive data transmission in a radio link with pseudo-random tuning of the operating frequency", authors Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V. and etc.].

Отличительной особенностью данной процедуры является формирование только «единиц», которое может быть реализовано, например, на основе триггерных схем. При этом длительность бита тестовой последовательности выбирают равной длительности информационного бита. Количество бит тестовой последовательности определяют исходя из условия ее передачи на всех рабочих частотах в режиме ППРЧ. В частности, в качестве данного значения может быть выбран удвоенный период повторения (в тактах) псевдослучайной последовательности [Борисов В. И., Зинчук В. М., Лимарев А. Е. Помехозащищенность систем радиосвязи расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты // под ред. В. И. Борисова; изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: РадиоСофт, 2008. - 512 с.].A distinctive feature of this procedure is the formation of only "units", which can be implemented, for example, on the basis of trigger circuits. In this case, the duration of the bit of the test sequence is chosen equal to the duration of the information bit. The number of bits of the test sequence is determined based on the condition of its transmission at all operating frequencies in the frequency hopping mode. In particular, as a given value, a doubled repetition period (in cycles) of a pseudo-random sequence can be selected [Borisov V. I., Zinchuk V. M., Limarev A. E. Noise immunity of radio communication systems by expanding the spectrum of signals by the method of pseudo-random reorganization of the operating frequency // ed. V. I. Borisov; ed. 2nd, revised. and additional - M.: RadioSoft, 2008. - 512 p.].

6. Каждым битом тестовой последовательности U т(t) последовательно манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте U f р(t), определяемую в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью (фиг. 1 в).6. Each bit of the test sequence U t ( t ) is sequentially manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency U f p ( t ), determined in accordance with a given pseudo-random sequence (Fig. 1 c).

Процедура амплитудной манипуляции является известной и приведена, в частности, в [Д.Д. Кловский. Теория передачи сигналов. Учебник - М. 1973 г.].The amplitude shifting procedure is known and is given, in particular, in [D.D. Klovsky. Theory of signal transmission. Textbook - M. 1973].

Определение рабочей частоты в режиме ППРЧ осуществляется аналогично способу-прототипу.Determining the operating frequency in the frequency hopping mode is carried out similarly to the prototype method.

7. Излучают радиосигнал в сторону корреспондента.7. Radiate a radio signal towards the correspondent.

Данная процедура аналогична способу-прототипу.This procedure is similar to the prototype method.

8. На приемной стороне на каждой из рабочих частот вычисляют значение разности фаз гармонического колебания, измеренных на десяти периодах в конце излучения и десяти периодах в начале излучения.8. On the receiving side, at each of the operating frequencies, the value of the phase difference of the harmonic oscillation, measured at ten periods at the end of radiation and ten periods at the beginning of radiation, is calculated.

При реализации данной процедуры первоначально проводятся операции селекции и усиления высокочастотного радиосигнала. Данные операции являются известными и осуществляются в радиоприемном устройстве см., например, [C.В. Дворников и др. Радиоприемные устройства. Учебник- СПБ. ВАС, 2016 г.].When implementing this procedure, the operations of selection and amplification of a high-frequency radio signal are initially carried out. These operations are known and are carried out in a radio receiver, see, for example, [C.V. Dvornikov and others. Radio receivers. Textbook - St. Petersburg. WAC, 2016].

Далее на интервалах времени, равных пяти периодам высокочастотного гармонического колебания на рабочей частоте в начале и в конце тестовой посылки осуществляется измерение фазы колебания. Процедура измерения фазы может быть реализована на основе цифровой обработки сигналов, аналогично, например, [Патент РФ № 2654945 от 23.05.18 «Цифровой способ измерения фазы гармонического сигнала», автора Тутыгина В.С.].Further, at time intervals equal to five periods of high-frequency harmonic oscillations at the operating frequency at the beginning and at the end of the test message, the phase of the oscillation is measured. The phase measurement procedure can be implemented on the basis of digital signal processing, similarly, for example, [RF Patent No. 2654945 dated May 23, 2018 "Digital method for measuring the phase of a harmonic signal", author Tutygin V.S.].

Выбор интервалов времени длительностью десять периодов гармонического колебания на рабочей частоте может быть основана на реализации способов синхронизации в режиме ППРЧ (см., например, [Завадский С.В. и др. Совместная тактовая и кодовая цикловая синхронизация в адаптивной системе КВ ППРЧ радиосвязи . I METHODS. № 4- СПБ. 2014. С. 12-14]) на элементной базе микропроцессорной техники. Проведение измерений на выбранных интервалах времени в начале и конце излучения обуславливается особенностью воздействия ответных помех U f отв п(t), которая заключается в задержке постановки помехи РЭС на время его реакции t р необходимого для определения рабочей частоты радиоизлучения в режиме ППРЧ (фиг. 1 г).The choice of time intervals with a duration of ten periods of harmonic oscillations at an operating frequency can be based on the implementation of synchronization methods in the frequency hopping mode (see, for example, [Zavadsky S.V. et al. Joint clock and code frame synchronization in an adaptive HF hopping radio communication system. I METHODS, No. 4-SPB, 2014, pp. 12-14]) based on the element base of microprocessor technology. Carrying out measurements at selected time intervals at the beginning and end of the radiation is determined by the peculiarity of the impact of response interference U f resp p ( t ), which consists in delaying the interference of the RES by the time of its response t p necessary to determine the operating frequency of the radio emission in the frequency hopping mode (Fig. 1 G).

После измерений определяют значение разности фаз на рабочей частоте и запоминают номер частоты и значение разности.After measurements, the value of the phase difference at the operating frequency is determined and the frequency number and the difference value are memorized.

Данные процедуры целесообразно реализовать на базе микропроцессорной техники, аналогично, например, [Патент РФ № 2273099 от 27.03.06 «Радиолиния с программной перестройкой рабочей частоты», авторов Пшеничникова А.В., Семисошенко М.А].It is advisable to implement these procedures on the basis of microprocessor technology, similarly, for example, [RF Patent No. 2273099 dated March 27, 2006 "Radio link with software tuning of the operating frequency", authors A.V. Pshenichnikov, M.A. Semisoshenko].

9. Из полученных значений формируют вектор разности фаз, который передают корреспонденту.9. From the obtained values, a phase difference vector is formed, which is transmitted to the correspondent.

Данные процедуры осуществляются на основе формирования цифровой последовательности, первый элемент которой соответствует разности фаз на первой частоте, второй - на второй частоте и т.д., с последующей передачей корреспонденту. При этом передача осуществляется в режиме ППРЧ с амплитудной манипуляцией.These procedures are carried out on the basis of the formation of a digital sequence, the first element of which corresponds to the phase difference at the first frequency, the second - at the second frequency, etc., with subsequent transmission to the correspondent. In this case, the transmission is carried out in the frequency hopping mode with amplitude keying.

Техническая реализация данных операций аналогична, например, формированию и передаче вектора весовых коэффициентов частот [Патент РФ № 2273099 от 27.03.06 «Радиолиния с программной перестройкой рабочей частоты», авторов Пшеничникова А.В., Семисошенко М.А.].The technical implementation of these operations is similar, for example, to the formation and transmission of a vector of frequency weights [Patent RF No. 2273099 dated March 27, 2006 "Radio link with software tuning of the operating frequency", authors Pshenichnikov A.V., Semisoshenko M.A.].

10. Во время сеанса связи на передающей стороне каждым битом информации U и(t) (фиг. 1 а) манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте, фазу которого предварительно сдвигают на величину, соответствующую значению принятого вектора разности фаз.10. During a communication session on the transmitting side, each bit of information U and ( t ) (Fig. 1 a) manipulates the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, the phase of which is previously shifted by an amount corresponding to the value of the received phase difference vector.

Процедура амплитудной манипуляции осуществляется аналогично п. 6.The amplitude manipulation procedure is carried out similarly to step 6.

Сдвиг фазы гармонического колебания на рабочей частоте в режиме ППРЧ осуществляется на основе фазовращателей. Схема фазовращателя является известной и приведена, например, в [Патенте РФ № 2738316 от 11.12.20 «Управляемый фазовращатель», автора Холопова С.И.].The phase shift of the harmonic oscillation at the operating frequency in the frequency hopping mode is carried out on the basis of phase shifters. The phase shifter circuit is known and is given, for example, in [RF Patent No. 2738316 dated 12/11/20 "Controlled phase shifter", author Kholopov S.I.].

11. Излучают радиосигнал в сторону корреспондента, на приемной стороне принимают радиосигнал, детектируют амплитуду радиосигнала на основе порогового значения демодуляции на рабочей частоте.11. A radio signal is emitted towards the correspondent, a radio signal is received at the receiving side, the amplitude of the radio signal is detected based on the threshold value of demodulation at the operating frequency.

Процедура излучения радиосигнала аналогична способу-прототипу.The procedure for emitting a radio signal is similar to the prototype method.

Прием радиосигнала предполагает операции селекции и усиления высокочастотного радиосигнала на рабочей частоте, см. например, [C.В. Дворников и др. Радиоприемные устройства. Учебник- СПБ. ВАС, 2016 г.].The reception of a radio signal involves the operation of selection and amplification of a high-frequency radio signal at an operating frequency, see, for example, [C.V. Dvornikov and others. Radio receivers. Textbook - St. Petersburg. WAC, 2016].

Выбор рабочей частоты в режиме ППРЧ осуществляется аналогично способу-прототипу.The choice of operating frequency in the frequency hopping mode is carried out similarly to the prototype method.

Амплитудное детектирование осуществляется на основе схем амплитудных детекторов, которые являются известными. В частности схема амплитудного детектора приведена в [Патенте РФ № 2328068 от 27.06.08 «Амплитудный детектор», автора Зезюнова В.П.]. Отличительной особенностью данной операции является выбор порогового значения при детектировании (см. п. 4), которое используется в источнике опорного напряжения представленной схемы.Amplitude detection is performed based on amplitude detector circuits that are known. In particular, the scheme of the amplitude detector is given in [Patent RF No. 2328068 dated June 27, 2008 "Amplitude detector", author Zezyunov V.P.]. A distinctive feature of this operation is the choice of the threshold value during detection (see paragraph 4), which is used in the reference voltage source of the presented circuit.

Функциональная модель передачи и приема сигналов на основе разработанного способа может быть представлена в следующем виде.The functional model of signal transmission and reception based on the developed method can be represented as follows.

Перед сеансом связи на приемной стороне последовательно на каждой рабочей частоте измеряют уровень помех, который задают в качестве порогового значения демодуляции на рабочей частоте. После этого на передающей стороне формируют тестовую последовательность из единиц, каждым битом которой последовательно манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте, определяемую в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью. Излучают радиосигнал в сторону корреспондента.Before a communication session on the receiving side, the level of interference is measured sequentially at each operating frequency, which is set as the threshold value of demodulation at the operating frequency. After that, a test sequence of units is formed on the transmitting side, each bit of which is sequentially manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, determined in accordance with a given pseudo-random sequence. They emit a radio signal towards the correspondent.

На приемной стороне на каждой из рабочих частот вычисляют значение разности фаз гармонического колебания, измеренных на десяти периодах в конце излучения и десяти периодах в начале излучения. Из полученных значений формируют вектор разности фаз, который передают корреспонденту.On the receiving side, at each of the operating frequencies, the value of the phase difference of the harmonic oscillation, measured at ten periods at the end of radiation and ten periods at the beginning of radiation, is calculated. From the obtained values, a phase difference vector is formed, which is transmitted to the correspondent.

Во время сеанса связи на передающей стороне полезную информацию разбивают на биты. Каждым битом информации манипулируют амплитуду гармонического колебания на своей рабочей частоте, выбор которой осуществляют в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью. Причем предварительно фазу гармонического колебания на рабочей частоте сдвигают на величину, соответствующую значению принятого вектора разности фаз. Излучают радиосигнал в сторону корреспондента.During a communication session on the transmitting side, useful information is divided into bits. Each bit of information is manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at its operating frequency, the choice of which is carried out in accordance with a given pseudo-random sequence. Moreover, the phase of the harmonic oscillation at the operating frequency is shifted by an amount corresponding to the value of the received phase difference vector. They emit a radio signal towards the correspondent.

На приемной стороне осуществляют прием на частотах, в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью. Детектируют амплитуду радиосигнала на основе порогового значения демодуляции на рабочей частоте. Полученные информационные биты передаются получателю сообщения.On the receiving side, reception is carried out at frequencies in accordance with a given pseudo-random sequence. The radio signal amplitude is detected based on the demodulation threshold at the operating frequency. The received information bits are transmitted to the recipient of the message.

Результаты проведенного имитационного моделирования передачи двоичных бит в среде МаtLAB на основе разработанного способа показали значительное снижение вероятности ошибки приема элемента сигнала по сравнению со способом-прототипом в условиях воздействия ответных помех от РЭС, время излучения которых согласовано с временем излучения радиосигнала на неоднородных по уровню помех рабочих частотах.The results of the simulation of the transmission of binary bits in the MatLAB environment based on the developed method showed a significant reduction in the probability of receiving a signal element in comparison with the prototype method under the influence of response interference from the RES, the emission time of which is consistent with the emission time of the radio signal on heterogeneous interference levels workers frequencies.

Таким образом, в заявляемом изобретении при его реализации обеспечивается помехозащищенная передача и прием сигналов в режиме ППРЧ при воздействии ответных помех, что указывает на достижение технического результата и цели изобретения.Thus, in the claimed invention, when it is implemented, noise-immune transmission and reception of signals in the frequency hopping mode when exposed to response interference is ensured, which indicates the achievement of the technical result and the purpose of the invention.

Claims (1)

Способ передачи и приема сигналов в режиме псевдослучайной перестройки рабочей частоты при воздействии ответных помех, заключающийся в том, что на передающей стороне полезную информацию разбивают на биты, каждый из которых поочередно передают на своей частоте, выбор которой осуществляют в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, на приемной стороне осуществляют прием на частотах, в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, полученные информационные биты передают получателю сообщения, отличающийся тем, что перед сеансом связи на приемной стороне последовательно на каждой рабочей частоте измеряют уровень помех, который задают в качестве порогового значения демодуляции на рабочей частоте, на передающей стороне формируют тестовую последовательность из единиц, каждым битом которой последовательно манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте, определяемую в соответствии с заданной псевдослучайной последовательностью, излучают радиосигнал в сторону корреспондента, на приемной стороне на каждой из рабочих частот вычисляют значение разности фаз гармонического колебания, измеренных на десяти периодах в конце излучения и десяти периодах в начале излучения, из полученных значений формируют вектор разности фаз, который передают корреспонденту, во время сеанса связи на передающей стороне каждым битом информации манипулируют амплитуду гармонического колебания на рабочей частоте, фазу которого предварительно сдвигают на величину, соответствующую значению принятого вектора разности фаз, излучают радиосигнал в сторону корреспондента, на приемной стороне принимают радиосигнал, детектируют амплитуду радиосигнала на основе порогового значения демодуляции на рабочей частоте.A method for transmitting and receiving signals in the mode of pseudo-random tuning of the operating frequency under the influence of response interference, which consists in the fact that on the transmitting side the useful information is divided into bits, each of which is transmitted in turn at its own frequency, the choice of which is carried out in accordance with a given pseudo-random sequence, on the receiving side is receiving at frequencies in accordance with a given pseudo-random sequence, the received information bits are transmitted to the recipient of the message, characterized in that before the communication session on the receiving side, the interference level is measured sequentially at each operating frequency, which is set as the demodulation threshold at the operating frequency , on the transmitting side, a test sequence of units is formed, each bit of which is sequentially manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, determined in accordance with a given pseudo-random sequence, radio is emitted the signal towards the correspondent, on the receiving side at each of the operating frequencies, the value of the phase difference of the harmonic oscillation is calculated, measured at ten periods at the end of the radiation and ten periods at the beginning of the radiation, from the obtained values a phase difference vector is formed, which is transmitted to the correspondent during the communication session on the transmitting side, each bit of information is manipulated by the amplitude of the harmonic oscillation at the operating frequency, the phase of which is preliminarily shifted by an amount corresponding to the value of the received phase difference vector, the radio signal is emitted towards the correspondent, the radio signal is received at the receiving side, the amplitude of the radio signal is detected based on the threshold value of demodulation on the working frequency.
RU2021122601A 2021-07-29 2021-07-29 Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference RU2767181C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021122601A RU2767181C1 (en) 2021-07-29 2021-07-29 Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021122601A RU2767181C1 (en) 2021-07-29 2021-07-29 Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767181C1 true RU2767181C1 (en) 2022-03-16

Family

ID=80736880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021122601A RU2767181C1 (en) 2021-07-29 2021-07-29 Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767181C1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5793795A (en) * 1996-12-04 1998-08-11 Motorola, Inc. Method for correcting errors from a jamming signal in a frequency hopped spread spectrum communication system
RU2215370C1 (en) * 2002-02-08 2003-10-27 Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации Method for transmitting digital information over radio link with pseudorandom operating frequency tuning
RU2228575C2 (en) * 2002-07-02 2004-05-10 Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации Method for digital data transfer in pseudorandom operating frequency tuned link
US6865215B1 (en) * 2000-02-16 2005-03-08 Iowa State University Research Foundation, Inc. Spread spectrum digital data communication overlay system and method
RU2405253C1 (en) * 2009-06-01 2010-11-27 Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency
RU2533077C2 (en) * 2012-12-10 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Data transfer method with symbol pseudorandom operating frequency tuning
RU2585979C1 (en) * 2015-01-12 2016-06-10 Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Method of transmitting information with intra-symbol pseudorandom operational frequency using random signals
US9641280B1 (en) * 2015-12-10 2017-05-02 Intelligent Fusion Technology, Inc Anti-jamming method in satellite communication (SATCOM) system
RU2707572C1 (en) * 2019-04-09 2019-11-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Method for adaptive data transmission in a radio link with pseudo-random tuning of operating frequency

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5793795A (en) * 1996-12-04 1998-08-11 Motorola, Inc. Method for correcting errors from a jamming signal in a frequency hopped spread spectrum communication system
US6865215B1 (en) * 2000-02-16 2005-03-08 Iowa State University Research Foundation, Inc. Spread spectrum digital data communication overlay system and method
RU2215370C1 (en) * 2002-02-08 2003-10-27 Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации Method for transmitting digital information over radio link with pseudorandom operating frequency tuning
RU2228575C2 (en) * 2002-07-02 2004-05-10 Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации Method for digital data transfer in pseudorandom operating frequency tuned link
RU2405253C1 (en) * 2009-06-01 2010-11-27 Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency
RU2533077C2 (en) * 2012-12-10 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Data transfer method with symbol pseudorandom operating frequency tuning
RU2585979C1 (en) * 2015-01-12 2016-06-10 Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Method of transmitting information with intra-symbol pseudorandom operational frequency using random signals
US9641280B1 (en) * 2015-12-10 2017-05-02 Intelligent Fusion Technology, Inc Anti-jamming method in satellite communication (SATCOM) system
RU2707572C1 (en) * 2019-04-09 2019-11-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Method for adaptive data transmission in a radio link with pseudo-random tuning of operating frequency

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗЮКО А.Г., КЛОВСКИЙ Д.Д., НАЗАРОВ М.В., ФИНК Л.М. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1986. - 304 с.: ил., сс.21-22, 142, 281-282, рис.1.6-1.7, 4.14, 8.15-8.16. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6754251B1 (en) Spread-spectrum telephony with accelerated code acquisition
CN101394643B (en) System and method for sending and receiving ultra-wideband pulse or pulse sequence
US8699471B2 (en) System and method for scrambling and time-hopping
US20080144701A1 (en) Method and system for synchronizing and selectively addressing multiple receivers in a wireless, spread spectrum communication system
JP2007240511A (en) Ranging/communication composite system
Mesloub et al. Chip averaging chaotic ON–OFF keying: A new non-coherent modulation for ultra wide band direct chaotic communication
Riaz et al. Chaotic communications, their applications and advantages over traditional methods of communication
JP2008256568A (en) Pulse compression radar device and method of phase modulation of the pulse compression radar device
RU2494531C1 (en) Method for radio jamming of communication channels
US7230971B1 (en) Random number generator
JP4820933B2 (en) Method for generating a preamble sequence in a code division multiple access system
JP2004274764A (en) Uwb pulse string generating apparatus and method, and data transmitter-receiver and method using its pulse string
RU2533077C2 (en) Data transfer method with symbol pseudorandom operating frequency tuning
RU2767181C1 (en) Method of transmitting and receiving signals in mode of pseudorandom tuning of operating frequency under response to interference
CN105699959A (en) Direct spread spectrum range measurement system
JP5258577B2 (en) Method for detecting symbols and associated receiver
RU2762376C1 (en) Method for transmitting and receiving signals in the mode of operating frequency hopping spread spectrum
KR101093966B1 (en) Method of Generating Frequency Hopping Sequence by interleaving, Frequency Hopping Sequence Generator, Apparatus For Code Division Multiple Access, And Record Medium For Controlling Method of The Clock Speed and The Performing Time of Clock Signal Generator to Make Frequency Hopping Sequence
JP6921045B2 (en) Proximity detection device
RU2784030C1 (en) Method for noise-proof transmission of discrete signals based on single-sideband modulation
RU2752650C1 (en) Method for transmission of discrete signals based on frequency modulation
JP4461982B2 (en) Receiver
RU2804937C1 (en) Method of jamming-resistant information transmission based on amplitude manipulation
RU2228575C2 (en) Method for digital data transfer in pseudorandom operating frequency tuned link
RU2803622C1 (en) Method for packet data transmission with noise-like signals