RU2782343C1 - Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов - Google Patents
Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782343C1 RU2782343C1 RU2021137088A RU2021137088A RU2782343C1 RU 2782343 C1 RU2782343 C1 RU 2782343C1 RU 2021137088 A RU2021137088 A RU 2021137088A RU 2021137088 A RU2021137088 A RU 2021137088A RU 2782343 C1 RU2782343 C1 RU 2782343C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- srp
- information
- synchronizing
- phase
- summed
- Prior art date
Links
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003111 delayed Effects 0.000 claims description 11
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241001442055 Vipera berus Species 0.000 description 12
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
- 201000009594 systemic scleroderma Diseases 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи с шумоподобными сигналами. Технический результат - повышение скорости передачи информации. Для этого способ состоит в том, что формируют две двоичные псевдослучайные последовательности максимальной длины, синхронизирующую (СП) и информационную (ИП). ИП удлиняют на один элемент и на каждом периоде повторения формируют две модулированные последовательности (МП1 и МП2) путем циклического сдвига ИП исходной длины на количество элементов, определяемое двумя очередными передаваемыми информационными символами, и добавлением постоянного элемента. МП1 и МП2 суммируют по модулю два с последовательностями, полученными задержкой СП на определенное количество тактовых интервалов. Одну из результирующих последовательностей мажоритарно суммируют с ИП и СП, а другую мажоритарно суммируют с ИП и поэлементно проинвертированной СП. Полученными сигналами осуществляют квадратурную модуляцию сигнала несущей частоты. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в системах радиосвязи с шумоподобными сигналами для повышения их помехоустойчивости и увеличения скорости передачи информации.
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.
В то же время имитирующие помехи, применяемые средствами РЭП [1, стр.14], могут нарушать радиосвязь при мощности помехового сигнала, соизмеримой с мощностью передаваемого сигнала.
Известен способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов [2], обеспечивающий эффективную защиту от имитирующих помех. Недостатком этого способа является низкая скорость передачи информации.
Задачей изобретения является увеличение скорости передачи информации при сохранении высокой помехоустойчивости системы радиосвязи к имитирующим помехам. Достигаемый при использовании изобретения результат– повышение скорости передачи информации.
Наиболее близким по количеству совпадающих признаков к заявляемому способу является способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, описанный в [2].
Согласно этому способу формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП) максимальной длины, синхронизирующую и информационную. На каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига информационной ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с ещё одним битом информации. Информационную ПСП и модулированную ПСП укорачивают или удлиняют на один элемент. Модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а результат мажоритарно суммируют с синхронизирующей ПСП и информационной ПСП. Полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, а фазоманипулированный сигнал дополнительно смещают по фазе на ноль или девяносто градусов последовательностью, которую формируют сложением по модулю два синхронизирующей ПСП и информационной ПСП. Синхронизирующую ПСП и информационную ПСП периодически фазируют между собой. Период фазирования равен произведению числа элементов синхронизирующей ПСП, числа элементов информационной ПСП и длительности периода тактовой частоты.
Недостатком способа-прототипа является низкая скорость передачи информации.
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 периодические двоичные псевдослучайные последовательности (ПСП), синхронизирующую и информационную, причем синхронизирующая ПСП является М-последовательностью, а информационную ПСП формируют из М-последовательности, число элементов которой равно числу элементов синхронизирующей ПСП, путем добавления одного постоянного элемента, на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига М-последовательности, из которой образована информационная ПСП, на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и добавлением одного постоянного элемента, модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число n периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а результат мажоритарно суммируют с информационной ПСП и синхронизирующей ПСП и полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, согласно изобретению на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют дополнительную модулированную ПСП путем циклического сдвига М-последовательности, из которой образована информационная ПСП, на количество элементов, определяемое дополнительным передаваемым информационным символом, и добавлением одного постоянного элемента, дополнительную модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число m периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, причем m не равно n, а результат мажоритарно суммируют с информационной ПСП и поэлементно проинвертированной синхронизирующей ПСП, полученной последовательностью манипулируют по фазе сигнал несущей частоты, предварительно сдвинутый по фазе на девяносто градусов, и суммируют с фазоманипулированным сигналом несущей частоты.
Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов заключается в последовательном выполнении следующих операций:
- формируют сигнал тактовой частоты и два сигнала несущей частоты, сдвинутые между собой по фазе на девяносто градусов;
- из сигнала тактовой частоты формируют периодические двоичные псевдослучайные последовательности (ПСП), синхронизирующую и информационную, синхронизирующая ПСП является М-последовательностью, информационную ПСП формируют из М-последовательности, число элементов которой равно числу элементов синхронизирующей ПСП, путем добавления одного постоянного элемента;
- на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют две модулированных ПСП путем циклических сдвигов М-последовательности, из которой образована информационная ПСП, на количество элементов, определяемое двумя передаваемыми информационными символами, и добавлением одного постоянного элемента;
- одну из модулированных ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число n периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а затем мажоритарно суммируют с информационной ПСП и синхронизирующей ПСП, полученной последовательностью манипулируют по фазе один из сигналов несущей частоты;
- вторую модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число m (m≠n) периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а затем мажоритарно суммируют с информационной ПСП и поэлементно проинвертированной синхронизирующей ПСП, полученной последовательностью манипулируют по фазе второй сигнал несущей частоты;
- суммируют два фазоманипулированных сигнала несущей частоты.
Таким образом, за счет передачи дополнительного информационного символа скорость передачи информации увеличивается почти в два раза. Более точно, если количество элементов информационной ПСП равно 2k, то в способе-прототипе за один период информационной ПСП может передаваться (k+1) бит информации, а в заявляемом способе 2k бит. Например, при k=9 увеличение скорости передачи составляет
Рассмотрим математическое представление формируемого сигнала (без учета его амплитуды):
- модулированная ПСП, сложенная по модулю два с задержанной на n периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП;
- дополнительная модулированная ПСП, сложенная по модулю два с задержанной на m периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП.
Методом перебора значений логических переменных a, b, c можно доказать тождество
Используя это соотношение, формируемый сигнал можно представить в виде
Таким образом, формируемый сигнал представляет собой сумму шести сигналов несущей частоты с различными фазовыми сдвигами, модулированными по фазе последовательностями Можно показать, что эти последовательности квазиортогональны между собой, поэтому при корреляционной обработке в приемном устройстве они не создают значительных помех друг другу. Таким образом, в приемном устройстве может быть реализован отдельный поиск синхронизирующей ПСП и информационной ПСП. После обнаружения этих сигналов осуществляется автоподстройка тактовой частоты и прием информации.
Защита от имитирующих помех осуществляется также как в способе-прототипе, то есть путем автоподстройки тактовой частоты с оценкой задержек синхронизирующей ПСП и информационной ПСП и выбором минимальной по абсолютной величине.
Прием информации может осуществляться как когерентными методами, так и некогерентными. При оптимальном некогерентном приеме приемное устройство должно содержать два идентичных канала приема информации. В одном из них квадратурные огибающие входного сигнала предварительно умножают на а во втором - на где и - опорные ПСП, синхронизированные с принимаемым сигналом. Дальнейшая обработка сигналов в каждом канале идентична. Вычисляют корреляции огибающих с каждым из сигналов вида где - модулированная ПСП, соответствующая i-му из Q возможных передаваемых информационных символов, а также сумму их квадратов. Выбирают максимальное из Q значений суммы квадратов и соответствующую ему модулированную ПСП, по которой определяют передаваемый информационный символ.
Пример технической реализации устройства формирования передаваемого сигнала приведен на фиг.1.
Устройство содержит:
1 - формирователь сигналов несущей и тактовой частот (ФНТЧ);
2 - счетчик по модулю N;
3 - счетчик по модулю N +1;
4, 5, 9, 10 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
6, 8 - сумматор по модулю N;
7 - параллельный регистр;
11, 12 - схема 2ИЛИ;
13 - инвертор;
14, 15 - сумматор по модулю два;
16, 17 - мажоритарный элемент;
18 - фазовращатель на 90 градусов;
19, 20 - фазовый манипулятор;
21 - сумматор.
В данном примере N - количество элементов синхронизирующей ПСП, а N+1 - информационной ПСП.
Устройство работает следующим образом. Сигнал тактовой частоты, формируемый ФНТЧ1, поступает на тактовые входы счетчика по модулю N 2 и счетчика по модулю (N+1) 3.
Формирование псевдослучайных последовательностей происходит следующим образом. На выходах счетчиков 2 и 3 с частотой тактовых импульсов формируются периодические последовательности многоразрядных двоичных чисел [0, …, N-1] и [0, …, N] соответственно. Выходные сигналы счетчика 2 поступают на адресные входы трехразрядного ПЗУ 4, в одном разряде которого записана синхронизирующая ПСП, во втором – синхронизирующая ПСП, циклически сдвинутая на n элементов и в третьем – синхронизирующая ПСП, циклически сдвинутая на m элементов. На выходах ПЗУ 4 формируются периодически повторяющиеся синхронизирующая ПСП и ее копии, задержанные на n и m тактовых интервалов.
Аналогично, выходные сигналы счетчика 3 поступают на адресные входы ПЗУ 5, в котором записана информационная ПСП, первые N элементов которой являются M-последовательностью, а (N+1)-й элемент – постоянное число. На выходе ПЗУ 5 формируется периодически повторяющаяся информационная ПСП.
Формирование модулированных ПСП происходит следующим образом. Импульсы с выхода переноса счетчика 3 (ТИ) поступают на внешнее устройство передачи данных (УПД). По переднему фронту ТИ УПД выдает двоичные коды новых передаваемых информационных символов на вход параллельного регистра 7. Эти коды записываются в регистр 7 по заднему фронту ТИ. С выходов регистра 7 двоичный код одного информационного символа поступает на вход сумматора по модулю N 6, а другого символа - на вход сумматора по модулю N 8. На вторые входы сумматоров по модулю N 6 и8 поступает многоразрядный сигнал с выхода счетчика по модулю (N+1) 3. На выходах сумматоров по модулю N 6 и8 формируются последовательности, являющиеся циклическими сдвигами последовательности [0, …, N-1]. Величины сдвигов соответствуют двоичным кодам передаваемых информационных символов.
Выходные сигналы сумматоров по модулю N 6 и 8 поступают на адресные входы ПЗУ 9 и 10 соответственно, в которые записана информационная ПСП. На выходах ПЗУ 9 и 10 формируются последовательности, являющиеся циклическими сдвигами M-последовательности, из которой образована информационная ПСП. В схемах 2ИЛИ 11 и 12 происходит добавление к ним постоянного элемента, равного логической единице, в момент прихода импульса переноса с выхода счетчика по модулю (N+1) 3.
Модулированные ПСП с выходов схем 2ИЛИ 11 и 12 поступают на входы сумматоров по модулю два 14 и 15 соответственно, в которых суммируются по модулю два с задержанными копиями синхронизирующей ПСП. Сигнал с выхода сумматора по модулю два 14 поступает на вход мажоритарного элемента 16, на два других входа которого поступают синхронизирующая ПСП с выхода ПЗУ 4 и информационная ПСП с выхода ПЗУ 5. Сигнал с выхода сумматора по модулю два 15 поступает на вход мажоритарного элемента 17, на два других входа которого поступают инвертированная синхронизирующая ПСП с выхода инвертора 13 и информационная ПСП с выхода ПЗУ 5.
На выходах мажоритарных элементов 16 и 17 формируются сигналы с уровнем логической единицы только при наличии на их входах двух или трех сигналов с уровнем логической единицы. Выходные сигналы мажоритарных элементов 16 и 17 поступают на входы фазовых манипуляторов 19 и 20 соответственно. На второй вход фазового манипулятора 19 поступает сигнал несущей частоты с выхода ФНТЧ1, а на второй вход фазового манипулятора 20 - сигнал несущей частоты, сдвинутый по фазе на девяносто градусов в фазовращателе 18. Фазоманипулированные сигналы с выходов фазовых манипуляторов 19 и 20 суммируются в сумматоре 21, формирующем выходной сигнал устройства.
ИСТОЧНИКИ ИНФОМАЦИИ
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.
2. Патент RU 2731 681 С1. Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов. Опубликовано 07.09.2020. Бюл. №25.
Claims (1)
- Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, заключающийся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют периодические двоичные псевдослучайные последовательности (ПСП), синхронизирующую и информационную, причем синхронизирующая ПСП является М-последовательностью, а информационную ПСП формируют из М-последовательности, число элементов которой равно числу элементов синхронизирующей ПСП, путем добавления одного постоянного элемента, на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига М-последовательности, из которой образована информационная ПСП, на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и добавлением одного постоянного элемента, модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число n периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а результат мажоритарно суммируют с информационной ПСП и синхронизирующей ПСП и полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, отличающийся тем, что на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют дополнительную модулированную ПСП путем циклического сдвига М-последовательности, из которой образована информационная ПСП, на количество элементов, определяемое дополнительным передаваемым информационным символом, и добавлением одного постоянного элемента, дополнительную модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число m периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, причем m не равно n, а результат мажоритарно суммируют с информационной ПСП и поэлементно проинвертированной синхронизирующей ПСП, полученной последовательностью манипулируют по фазе сигнала несущей частоты, предварительно сдвинутого по фазе на девяносто градусов, и суммируют с фазоманипулированным сигналом несущей частоты.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782343C1 true RU2782343C1 (ru) | 2022-10-26 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2279183C2 (ru) * | 2004-09-06 | 2006-06-27 | Роберт Петрович Николаев | Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами |
RU2731681C1 (ru) * | 2020-02-14 | 2020-09-07 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов |
RU2734230C1 (ru) * | 2020-02-14 | 2020-10-13 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2279183C2 (ru) * | 2004-09-06 | 2006-06-27 | Роберт Петрович Николаев | Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами |
RU2731681C1 (ru) * | 2020-02-14 | 2020-09-07 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов |
RU2734230C1 (ru) * | 2020-02-14 | 2020-10-13 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3916313A (en) | PSK-FSK spread spectrum modulation/demodulation | |
JPH05509213A (ja) | Sawc位相検出方法及び装置 | |
JP2008256568A (ja) | パルス圧縮レーダ装置及びパルス圧縮レーダ装置の位相変調方法 | |
Mollah et al. | Comparative analysis of Gold Codes with PN codes using correlation property in CDMA technology | |
RU2279183C2 (ru) | Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами | |
RU125724U1 (ru) | Способ формирования сигналов и передачи информации в системе радиолокационного опознавания | |
US3510595A (en) | Impulse autocorrelation function multiplex system | |
RU2782343C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
RU2731681C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
Kukunin et al. | Phasing in asynchronous data transmission system using M-sequences | |
CN103986496B (zh) | 一种ds/fh信号的调制系统及方法 | |
JPH04363686A (ja) | パルス圧縮制御方式 | |
RU2791224C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных сигналов | |
RU2734230C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
RU2699819C1 (ru) | Способ формирования сигналов с расширенным спектром | |
RU2791223C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
RU2769378C1 (ru) | Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами | |
RU2803622C1 (ru) | Способ пакетной передачи данных шумоподобными сигналами | |
RU2699817C1 (ru) | Способ формирования сигналов с расширенным спектром | |
RU2699818C1 (ru) | Способ формирования сигналов с расширенным спектром | |
RU2801875C1 (ru) | Способ пакетной передачи данных шумоподобными фазоманипулированными сигналами | |
RU2817303C1 (ru) | Способ пакетной передачи данных шумоподобными фазоманипулированными сигналами | |
RU2801873C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных сигналов | |
RU2801461C1 (ru) | Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
RU2580055C1 (ru) | Способ передачи информации в обратном канале бортовой аппаратуры командно-измерительной системы методом квадратурной фазовой модуляции несущей частоты, кодируемой м-последовательностью с малоразрядными кодами, и устройство для его осуществления |