RU2356171C1 - Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency - Google Patents
Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356171C1 RU2356171C1 RU2008100612/09A RU2008100612A RU2356171C1 RU 2356171 C1 RU2356171 C1 RU 2356171C1 RU 2008100612/09 A RU2008100612/09 A RU 2008100612/09A RU 2008100612 A RU2008100612 A RU 2008100612A RU 2356171 C1 RU2356171 C1 RU 2356171C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- output
- input
- signal input
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может найти применение в адаптивных системах специальной радиосвязи для передачи данных по радиоканалу в условиях воздействия комплекса преднамеренных помех.The proposed device relates to the field of radio engineering and may find application in adaptive systems of special radio communications for transmitting data over a radio channel under the influence of a complex of intentional interference.
Известено устройство для передачи в условиях неопределенных помех, описанное в [1], в котором повышение помехоустойчивости радиолинии в условиях воздействия нестационарных помех достигается при наличии долговременного неоднородного качества отдельных частотных каналов.A device for transmitting under conditions of uncertain interference is described in [1], in which an increase in the noise immunity of a radio line under the influence of unsteady interference is achieved in the presence of long-term heterogeneous quality of individual frequency channels.
Известено устройство передачи информации с псевдослучайной перестройкой частоты (ППРЧ) по патенту [2], в котором значение рабочей частоты формируется по псевдослучайному закону, в псевдослучайные моменты времени, гарантированно синхронные для обеих сторон радиолинии.A known device for transmitting information with pseudo-random frequency tuning (PFC) according to the patent [2], in which the value of the operating frequency is formed according to the pseudo-random law, at pseudo-random times, guaranteed synchronously for both sides of the radio line.
Недостатком вышеупомянутых устройств является отсутствие адаптации синхросигнала к изменениям помеховой обстановки.A disadvantage of the above devices is the lack of adaptation of the clock signal to changes in the interference environment.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, описанное в [3], принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed is the device described in [3], taken as a prototype.
Функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где приняты следующие обозначения:The functional diagram of the prototype device is shown in figure 1, where the following notation:
1 - источник информации (ИИ);1 - source of information (AI);
30 - первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ1);30 - the first random access memory (RAM1);
6 - модулятор;6 - modulator;
7 - первый антенно-фидерный блок (АФБ1);7 - the first antenna-feeder unit (AFB1);
31 - первый кодер адреса записи (КАЗ1);31 - the first encoder of the write address (KAZ1);
32 - первый кодер адреса считывания (КАС1);32 - the first encoder read addresses (CAS1);
12, 29 - первый и второй синтезаторы частот (СЧ1 и СЧ2);12, 29 - the first and second frequency synthesizers (MF1 and MF2);
8 - первый генератор тактовых импульсов (ГТИ1);8 - the first generator of clock pulses (GTI1);
33 - первый делитель частоты (ДЧ1);33 - the first frequency divider (DCH1);
34 - второй делитель частоты (ДЧ2);34 - the second frequency divider (DCH2);
35 - первый формирователь пачек импульсов (ФПИ1);35 - the first driver of bursts of pulses (FPI1);
13 - первый генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП1);13 - the first pseudo-random sequence generator (GPSP1);
21 - второй антенно-фидерный блок (АФБ2);21 - the second antenna-feeder unit (AFB2);
14 - преобразователь частоты (ПЧ);14 - frequency converter (IF);
15 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ);15 - intermediate frequency amplifier (UPCH);
16 - демодулятор;16 - demodulator;
36 - второе оперативное запоминающее устройство (ОЗУ2);36 - second random access memory (RAM2);
20 - приемник информации (ПИ);20 - information receiver (PI);
37 - второй генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП2);37 - second pseudo-random sequence generator (GPSP2);
38 - синхрогенератор (СГ);38 - sync generator (SG);
39 - второй кодер адреса записи (КАЗ2);39 - the second encoder of the write address (KAZ2);
40 - второй кодер адреса считывания (КАС2);40 - second encoder read addresses (CAS2);
41 - третий делитель частоты (ДЧЗ);41 - the third frequency divider (DCHZ);
42 - четвертый делитель частоты (ДЧ4);42 - the fourth frequency divider (DCH4);
43 - второй формирователь пачек импульсов (ФПИ2);43 - the second driver of the bursts of pulses (FPI2);
44 - второй генератор тактовых импульсов (ГТИ2).44 - the second clock generator (GTI2).
Устройство-прототип содержит ИИ 1, ГПСП1 13, ГПСП2 37, СЧ1 12, СЧ2 29, модулятор 6, АФБ1 7, АФБ2 21, ПЧ 14, УПЧ 15, демодулятор 16, СГ 38 и ПИ 20, причем выход ГПСП1 13 через СЧ2 12 соединен с одним входом модулятора 6, выход которого подключен к входу АФБ1 7, выход АФБ2 21 подключен к первому входу ПЧ 14, выход которого соединен с входом УПЧ 15, выход УПЧ 15 подключен к входу демодулятора 16, выход которого соединен с входом СГ 38, выход которого подключен к одному входу ГПСП2 37, выход которого через СЧ2 29 подключен ко второму входу ПЧ 14, кроме того, содержит первое и второе оперативные запоминающие устройства (ОЗУ1 30, ОЗУ2 36), первый и второй кодеры адреса записи (КАЗ1 31, КАЗ2 39), первый и второй кодеры адреса считывания (КАС1 32, КАС2 40), первый, второй, третий и четвертый делители частоты (ДЧ1 33, ДЧ2 34, ДЧЗ 41, ДЧ4 42), первый и второй формирователи пачек импульсов (ФПИ1 35, ФПИ2 43), первый и второй генераторы тактовых импульсов (ГТИ1 8, ГТИ2 44). Причем выход ИИ 1 подключен к первому входу ОЗУ1 30, выход которого соединен с входом модулятора 6, выход ГТИ1 8 подключен в параллель к входам ДЧ1 33, ДЧ2 34 и ФПИ1 35, а выходы ДЧ1 33, ДЧ2 34 и ФПИ1 35 подключены соответственно к входу КАЗ1 31, КАС1 32 и ГПСП1 13, выходы КАЗ1 31 и КАС1 32 подключены к входам ОЗУ1 30, выход демодулятора 16 подключен к первому входу ОЗУ2 36, выход которого соединен с входом ПЧ 14, выход ГТИ2 44 подключен в параллель к входам ДЧЗ 41, ДЧ4 42 и ФПИ2 43, а выходы ДЧЗ 41, ДЧ4 42 и ФПИ2 43 подключены соответственно к входам КАЗ2 39, КАС2 40 и ГПСП2 37, выходам КАЗ2 39 и КАС2 40 подключены к входам ОЗУ2 36.The prototype device contains
Работа устройства-прототипа заключается в следующем.The operation of the prototype device is as follows.
Входной цифровой сигнал записывают в ОЗУ1 30 в ячейки, согласно командам КАЗ1 31. Когда будет записано N блоков, по команде КАС1 32 информационный сигнал считывают из ОЗУ1 30 поблочно со скоростью, необходимой для передачи. При этом осуществляют перекодирование блоков. Считываемый из ОЗУ1 30 сигнал модулируют на частотах, определяемых ГПСП1 13, причем каждый блок модулируют на следующей частоте. ГТИ1 8, ДЧ1 33, ДЧ2 34 и ФПИ1 35 необходимы для общей синхронизации. На приемном конце сигнал после демодуляции записывают с ОЗУ2 36 в ячейки, определяемые КАЗ2 39. Когда в ОЗУ2 36 будет записано N блоков сигнала, то по команде КАС2 40 производят считывание элементов из ОЗУ2 36 в ПИ 20 со скоростью исходного сигнала, одновременно его декодируя.The input digital signal is written to
В устройстве-прототипе преобразование скорости информации имеет целью перемежение битов для последующего применения помехоустойчивого кода. Однако данный метод является эффективным только в условиях воздействия непреднамеренных помех. В средствах специальной радиосвязи центральным направлением является повышение помехозащищенности в условиях непрерывного совершенствования средств радиопротиводействия (СРП), в частности, при воздействии на радиолинию с ППРЧ с целью подавления одной из эффективных с точки зрения энергетических возможностей запаздывающих помех в комплексе с заградительной помехой в части полосы (ЗПП). Применение ППРЧ приводит к выделению временных интервалов для синхронизации радиолинии и для перевода ее с частоты на частоту без потерь элементов сообщений на этих интервалах. Последнее требование приводит к преобразованию блока в слот: информационные биты "обрамляются" битами перестройки частоты (время, затрачиваемое аппаратурой на перестройку) и защитными битами (учет рассинхронизации генераторов). Отсутствие четкой побитовой синхронизации может свести на нет все преимущества ППРЧ. Учитывая это, СРП воздействуют не только на слоты с информацией (запаздывающая помеха, следящая по частотам), но и на слоты с синхросигналами (с применением ЗПП). Для защиты от последнего, целесообразно ввести смену вида синхросигналов в радиолинии.In the prototype device, information rate conversion is intended to interleave the bits for subsequent application of the error-correcting code. However, this method is only effective under unintentional interference. In special radio communications, the central direction is to increase noise immunity in the conditions of continuous improvement of radio countermeasures (SRP), in particular, when a radio line with frequency hopping is exposed to suppress one of the delayed interference, effective from the point of view of energy capabilities, in combination with barrage interference in a part of the band ( STD). The application of frequency hopping leads to the allocation of time intervals for synchronization of the radio link and for transferring it from frequency to frequency without loss of message elements at these intervals. The last requirement leads to the conversion of the block into a slot: the information bits are “framed” by the frequency tuning bits (the time spent by the equipment on tuning) and the protection bits (taking into account the desynchronization of generators). The lack of clear bitwise synchronization can negate all the advantages of the frequency hopping system. With this in mind, PSAs act not only on slots with information (delayed interference, tracking over frequencies), but also on slots with clock signals (using STDs). To protect against the latter, it is advisable to introduce a change in the type of clock in the radio link.
Однако изменение вида синхросигнала не может не повлиять на общую структуру временной диаграммы работы радиолинии и, как следствие, на общее построение аппаратуры с ППРЧ. Современная аппаратура передачи данных должна быть рассчитана на работу при различной скорости передачи (соответствующих ГОСТ 17422), а также на защиту информации от преднамеренных помех изменением скорости ППРЧ, вида помехоустойчивого кода и применения канала обратной связи между приемником и передатчиком для анализа помеховой обстановки. Таким образом, адаптация синхросигнала должна повлечь за собой адаптацию всей временной диаграммы работы радиолинии.However, a change in the type of the clock signal cannot but affect the general structure of the time diagram of the radio line and, as a result, the general construction of the equipment with frequency hopping. Modern data transmission equipment should be designed to operate at different transmission speeds (corresponding to GOST 17422), as well as to protect information from intentional interference by changing the frequency hopping frequency, the type of noise-resistant code and the use of the feedback channel between the receiver and transmitter to analyze the interference situation. Thus, the adaptation of the clock signal should entail the adaptation of the entire timing diagram of the radio link.
Последнее условие свидетельствует о том, что неизменяемая радиолиния, образуемая работой устройства-прототипа, не в состоянии обеспечить заданное качество связи на протяжении всего сеанса связи, поскольку входные условия могут время от времени изменяться. Таким образом, недостатком устройства-прототипа является низкое качество передачи информации в условиях преднамеренных помех. В этом случае возникает необходимость использования адаптивного устройства, которое, используя регулярный процесс поиска, постоянно ищет оптимум в пределах допустимого класса возможностей.The last condition indicates that the unchanged radio line formed by the operation of the prototype device is not able to provide the specified quality of communication throughout the communication session, since the input conditions may change from time to time. Thus, the disadvantage of the prototype device is the low quality of information transfer under conditions of intentional interference. In this case, it becomes necessary to use an adaptive device, which, using the regular search process, constantly searches for the optimum within the limits of an acceptable class of capabilities.
Целью предлагаемой работы является введение адаптации устройства передачи данных с ППРЧ к изменениям помеховой обстановки и уменьшение потерь информации.The aim of the proposed work is the introduction of adaptation of the data transmission device with frequency hopping to changes in the interference environment and the reduction of information loss.
Для реализации указанной цели в устройство, содержащее источник информации, вход которого является первым входом устройства, приемник информации, выход которого является вторым выходом устройства, последовательно соединенные модулятор и первый антенно-фидерный блок, выход которого является первым выходом устройства; последовательно соединенные генератор псевдослучайной последовательности и первый синтезатор частот, соединенный со вторым сигнальным входом модулятора; генератор тактовых импульсов, второй синтезатор частот, демодулятор, последовательно соединенные второй антенно-фидерный блок, вход которого является вторым входом устройства, преобразователь частоты и усилитель промежуточной частоты, согласно изобретению введены коммутатор скоростей, пакетатор, депакетатор, генератор кодовых последовательностей, блок управления, блок отождествления элемента сигнала, блок фазовой автоподстройки, первый и второй анализаторы качества сигнала, первый и второй демультиплексоры, первый, второй и третий мультиплексоры, М кодеров, М декодеров и К схем сравнения; кроме того, в источнике информации, модуляторе, демодуляторе, генераторе псевдослучайной последовательности, первом и втором синтезаторах частот дополнительно введено по тактовому входу, а в модуляторе и демодуляторе дополнительно введено по управляющему входу; при этом вход источника информации через коммутатор скоростей соединен с первым сигнальным входом пакетатора, выход которого соединен с сигнальным входом первого демультиплексора, М выходов которого соединены с сигнальными входами соответствующих М кодеров, выходы которых соединены соответственно с М сигнальными входами первого мультиплексора, выход которого соединен с первым сигнальным входом модулятора; выход демодулятора соединен с сигнальным входом второго демультиплексора, М выходов которого соединены с сигнальными входами соответствующих М декодеров, выходы которых соединены соответственно с М сигнальными входами второго мультиплексора, выход которого соединен с первым сигнальным входом депакетатора, второй сигнальный вход которого соединен с (М+1)-м выходом второго демультиплексора, а выход депакетатора соединен с сигнальным входом приемника информации; также выходы М декодеров соединены соответственно с М сигнальными входами первого анализатора качества сигнала, (М+1)-й сигнальный вход которого соединен с выходом демодулятора; выход усилителя промежуточной частоты соединен с первым сигнальным входом блока фазовой автоподстройки, выход которого соединен с сигнальным входом демодулятора; второй антенно-фидерный блок выполнен с возможностью разделения сигнала на служебную и информационную составляющие и в нем дополнительно введен второй выход, соединенный с первым сигнальными входом блока отождествления элемента сигнала, выход которого соединен с сигнальными входами К схем сравнения, выходы которых соединены соответственно с К сигнальными входами третьего мультиплексора, выход которого соединен со вторым сигнальным входом блока фазовой автоподстройки; кроме того, выходы М схем сравнения соединены с М сигнальными входами второго анализатора качества сигнала, (М+1)-й сигнальный вход которого соединен с выходом блока отождествления элемента сигнала; с первого по десятый выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами пакетатора, первого демультиплексора, первого мультиплексора, модулятора, депакетатора, второго демультиплексора, второго мультиплексора, демодулятора, генератора кодовых последовательностей и третьего мультиплексора, причем выход генератора кодовых последовательностей соединен со вторым сигнальным входом пакетатора; выходы первого и второго анализаторов качества сигнала соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления; второй выход генератора псевдослучайной последовательности соединен с сигнальным входом второго синтезатора частот, первый выход которого соединен с введенным дополнительно третьим сигнальным входом модулятора, (М+1)-й выход первого демультиплексора соединен с введенным дополнительно четвертым сигнальным входом модулятора, в первом синтезаторе частот введен дополнительно второй выход, соединенный со вторым входом преобразователя частоты, во втором синтезаторе частот введен дополнительно второй выход, соединенный со вторым сигнальным входом блока отождествления элемента сигнала; выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами источника информации, коммутатора скоростей, пакетатора, первого и второго демультиплексоров, первого, второго и третьего мультиплексоров, модулятора, генератора кодовых последовательностей, блока управления, блока фазовой автоподстройки, первого и второго анализаторов качества сигнала, первого и второго счетчиков, генератора псевдослучайной последовательности, блока отождествления элемента сигнала, демодулятора, депакетатора, приемника информации, М кодеров, М декодеров и К схем сравнения.To achieve this goal, a device containing a source of information, the input of which is the first input of the device, an information receiver, the output of which is the second output of the device, a modulator and a first antenna-feeder unit connected in series, the output of which is the first output of the device; a pseudo-random sequence generator and a first frequency synthesizer connected to a second signal input of the modulator in series; a clock pulse generator, a second frequency synthesizer, a demodulator, a second antenna-feeder unit connected in series, the input of which is the second input of the device, a frequency converter and an intermediate frequency amplifier, according to the invention, a speed switch, a packetizer, a depacketator, a code sequence generator, a control unit, a block are introduced signal element identification, phase locked loop, first and second signal quality analyzers, first and second demultiplexers, first, second and third multiplexers, M encoders, M decoders and K comparison circuits; in addition, in the information source, modulator, demodulator, pseudo-random sequence generator, first and second frequency synthesizers, it is additionally inputted at the clock input, and in the modulator and demodulator it is additionally inputted at the control input; wherein the input of the information source through the speed switch is connected to the first signal input of the packetizer, the output of which is connected to the signal input of the first demultiplexer, the M outputs of which are connected to the signal inputs of the corresponding M encoders, the outputs of which are connected respectively to the M signal inputs of the first multiplexer, the output of which is connected to the first signal input of the modulator; the demodulator output is connected to the signal input of the second demultiplexer, the M outputs of which are connected to the signal inputs of the corresponding M decoders, the outputs of which are connected respectively to the M signal inputs of the second multiplexer, the output of which is connected to the first signal input of the depacketator, the second signal input of which is connected to (M + 1 ) -th output of the second demultiplexer, and the output of the depacketator is connected to the signal input of the information receiver; also the outputs of the M decoders are connected respectively to the M signal inputs of the first signal quality analyzer, the (M + 1) -th signal input of which is connected to the output of the demodulator; the output of the intermediate frequency amplifier is connected to the first signal input of the phase-locked loop, the output of which is connected to the signal input of the demodulator; the second antenna-feeder unit is configured to separate the signal into service and information components and it additionally introduces a second output connected to the first signal input of the signal element identification unit, the output of which is connected to the signal inputs K of the comparison circuits, the outputs of which are connected respectively to the K signal the inputs of the third multiplexer, the output of which is connected to the second signal input of the phase-locked loop; in addition, the outputs of the M comparison circuits are connected to the M signal inputs of the second signal quality analyzer, the (M + 1) -th signal input of which is connected to the output of the signal element identification unit; the first to tenth outputs of the control unit are connected respectively to the control inputs of the packetizer, first demultiplexer, first multiplexer, modulator, depacketator, second demultiplexer, second multiplexer, demodulator, code sequence generator and third multiplexer, and the output of the code sequence generator is connected to the second signal input of the packetizer ; the outputs of the first and second signal quality analyzers are connected respectively to the first and second inputs of the control unit; the second output of the pseudo-random sequence generator is connected to the signal input of the second frequency synthesizer, the first output of which is connected to an additional third signal input of the modulator, the (M + 1) -th output of the first demultiplexer is connected to an additional fourth signal input of the modulator, and the first frequency synthesizer is additionally introduced the second output connected to the second input of the frequency converter, in the second frequency synthesizer, an additional second output connected to the second signal is introduced th input signal element identification unit; the output of the clock generator is connected to the clock inputs of the information source, speed switch, packetizer, first and second demultiplexers, first, second and third multiplexers, modulator, code sequence generator, control unit, phase locked loop, first and second signal quality analyzers, first and second counters, pseudo-random sequence generator, signal element identification unit, demodulator, depacketator, information receiver, M encoders, M deco By comparing the moat and circuits.
Функциональная схема предлагаемого адаптивного устройства передачи данных с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты приведена на фиг.2, где приняты следующие обозначения:The functional diagram of the proposed adaptive data transmission device with pseudo-random tuning of the operating frequency is shown in figure 2, where the following notation:
1 - источник информации (ИИ);1 - source of information (AI);
2 - коммутатор скоростей (КС);2 - speed switch (CS);
3 - пакетатор;3 - packer;
4 - первый демультиплексор (Д1);4 - the first demultiplexer (D1);
51-5М - кодеры;5 1 -5 M - encoders;
6 - модулятор;6 - modulator;
7 - первый антенно-фидерный блок (АФБ1);7 - the first antenna-feeder unit (AFB1);
8 - генератор тактовых импульсов (ГТИ);8 - clock generator (GTI);
9 - генератор кодовых последовательностей (ГКП);9 - code sequence generator (GKP);
10 - блок управления (БУ);10 - control unit (CU);
11 - первый анализатор качества сигнала (АКС1);11 - the first signal quality analyzer (AKS1);
12 - первый синтезатор частот (СЧ1);12 - the first frequency synthesizer (MF1);
13 - генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП);13 - pseudo-random sequence generator (GPSP);
14 - преобразователь частоты (ПЧ);14 - frequency converter (IF);
15 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ);15 - intermediate frequency amplifier (UPCH);
16 - демодулятор;16 - demodulator;
17 - второй демультиплексор (Д2);17 - the second demultiplexer (D2);
181-18М - декодеры;18 1 -18 M - decoders;
19 - депакетатор;19 - depacketizer;
20 - приемник информации (ПИ).20 - information receiver (PI).
21 - второй антенно-фидерный блок (АФБ2);21 - the second antenna-feeder unit (AFB2);
22 - блок отождествления элемента сигнала (БОЭС);22 - signal element identification unit (BOES);
231-23К - схемы сравнения (СС);23 1 -23 K - comparison schemes (SS);
24 - блок фазовой автоподстройки (БФА);24 - phase-locked loop (BFA);
25 - третий мультиплексор (МЗ);25 - the third multiplexer (MOH);
26 - первый мультиплексор (Ml);26 - the first multiplexer (Ml);
27 - второй мультиплексор (М2);27 - second multiplexer (M2);
28 - второй анализатор качества сигнала (АКС2);28 - second signal quality analyzer (AKS2);
29 - второй синтезатор частот (СЧ2).29 - the second frequency synthesizer (MF2).
Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные источник информации (ИИ) 1, вход которого является первым входом устройства, и коммутатор скоростей (КС) 2, выход которого соединен с первым сигнальным входом пакетатора 3, выход которого соединен с сигнальным входом первого демультиплексора (Д1) 4, М выходов которого соединены с сигнальными входами соответствующих М кодеров 51-5М, выходы которых соединены соответственно с М сигнальными входами первого мультиплексора (M1) 26, выход которого соединен с первым сигнальным входом модулятора 6, четвертый сигнальный вход которого соединен с (М+1)-м выходом Д1 4. Выход модулятора 6 соединен со входом первого антенно-фидерного блока (АФБ1) 7, выход которого является первым выходом устройства.The proposed device contains a series-connected information source (AI) 1, the input of which is the first input of the device, and a speed switch (KS) 2, the output of which is connected to the first signal input of the
Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второй антенно-фидерный блок (АФБ2) 21, вход которого является вторым входом устройства, преобразователь частоты (ГТЧ) 14 и усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 15, выход которого соединен с первым сигнальным входом блока фазовой автоподстройки (БФА) 24, выход которого соединен с сигнальным входом демодулятора 16, выход которого соединен с сигнальным входом второго демультиплексора (Д2) 17, М выходов которого соединены с сигнальными входами соответствующих М декодеров 181-18М, выходы которых соединены соответственно с М сигнальными входами второго мультиплексора (М2) 27, выход которого соединен с первым сигнальным входом депакетатора 19, второй сигнальный вход которого соединен с (М+1)-м выходом Д2 17. Выход депакетатора 19 соединен с сигнальным входом приемника информации (ПИ) 20, выход которого является вторым выходом устройства.In addition, the device contains a second antenna-feeder unit (AFB2) 21 connected in series, the input of which is the second input of the device, a frequency converter (GFC) 14 and an intermediate frequency amplifier (UPCH) 15, the output of which is connected to the first signal input of the phase-locked loop ( BFA) 24, the output of which is connected to the signal input of the
Также выходы М декодеров 181-18М соединены соответственно с М сигнальными входами первого анализатора качества сигнала (АКС1) 11, (М+1)-й сигнальный вход которого соединен с выходом демодулятора 16.Also, the outputs of the M decoders 18 1 -18 M are connected respectively to the M signal inputs of the first signal quality analyzer (AKS1) 11, the (M + 1) -th signal input of which is connected to the output of the
Второй выход АФБ2 21 соединен с первым сигнальными входом блока отождествления элемента сигнала (БОЭС) 22, выход которого соединен с сигнальными входами К схем сравнения (СС) 231-23К, выходы которых соединены с соответствующими К сигнальными входами третьего мультиплексора М3 25, выход которого соединен со вторым сигнальным входом БФА 24. Кроме того, выходыThe second output of AFB2 21 is connected to the first signal input of the signal element identification unit (BOES) 22, the output of which is connected to the signal inputs of comparison circuits (CC) 23 1 -23 K , the outputs of which are connected to the corresponding K signal inputs of the third M3 25 multiplexer, output which is connected to the second signal input BFA 24. In addition, the outputs
СС 231-23К соединены соответственно с К сигнальными входами второго анализатора качества сигнала (АКС2) 28, (К+1)-й сигнальный вход которого соединен с выходом БОЭС 22.SS 23 1 -23 K are connected respectively to K signal inputs of the second signal quality analyzer (AKS2) 28, (K + 1) -th signal input of which is connected to the output of BOES 22.
С первого по десятый выходы блока управления (БУ) 10 соединены соответственно с управляющими входами пакетатора 3, Д1 4, M1 26, модулятора 6, депакетатора 19, Д2 17, М2 27, демодулятора 16, ГКП 9 и М3 25, причем выход ГКП 9 соединен со вторым сигнальным входом пакетатора 3. Выход АКС1 11 соединен с первым входом БУ 10, а выход АКС2 28 соединен со вторым входом БУ 10.From the first to the tenth outputs of the control unit (BU) 10 are connected respectively to the control inputs of the
Первый выход генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП) 13 соединен с сигнальным входом первого синтезатора частот (СЧ1) 12, первый выход которого соединен со вторым сигнальным входом модулятора 6, а второй выход - со вторым входом ПЧ 14.The first output of the pseudo-random sequence generator (GPS) 13 is connected to the signal input of the first frequency synthesizer (MF1) 12, the first output of which is connected to the second signal input of the
Второй выход ГПСП 13 соединен с сигнальным входом второго синтезатора частот (СЧ2) 29, первый выход которого соединен с третьим сигнальным входом модулятора 6, а второй выход - со вторым сигнальным входом БОЭС 22.The second output of the
Выход генератора тактовых импульсов (ГТИ) 8 соединен с тактовыми входами ИИ 1, КС 2, пакетатора 3, Д1 4, М кодеров 51-5M, M1 26, модулятора 6, ГКП 9, БУ 10, АКС1 11, АКС2 28, СЧ1 12, СЧ2 29, ГПСП 13, БОЭС 22, БФА 24, демодулятора 16, Д2 17, М декодеров 181-18К, М2 27, депакетатора 19, ПИ 20, М3 25, а также К СС 231-23К.The output of the clock generator (GTI) 8 is connected to the clock inputs of
Устройство работает следующим образом. На передающем конце с первого входа устройства сигнал поступает в ИИ 1. Из ИИ 1 данные со скоростью С бит/сек, предназначенные для передачи по каналу связи, поступают в КС 2, где происходит преобразование информационной скорости С в техническую скорость V Бод. Из КС 2 информация подается на первый сигнальный вход пакетатора 3, где происходит ее деление на блоки информации с организацией слотов, фреймов и пакетов данных на основании управляющего сигнала, приходящего с первого выхода БУ 10. При этом ГКП 9 на основании управляющего сигнала, приходящего с девятого выхода БУ 10, формирует биты синхропоследовательности и выдает их на второй сигнальный вход пакетатора 3 для формирования в нем слотов синхронизации.The device operates as follows. At the transmitting end, from the first input of the device, the signal enters
С выхода пакетатора 3 блоки информации поступают на сигнальный вход Д1 4, на управляющий вход которого подается сигнал со второго выхода БУ 10, на основании которого блок информации в Д1 4 разделяется на (М+1) каналов. При этом сигналы с соответствующих М выходов блока Д1 4 подаются на сигнальные входы соответствующих М кодеров 51-5M, где происходит помехоустойчивое кодирование информационных битов слота, а сигнал с (М+1)-го выхода подается на четвертый сигнальный вход модулятора 6. С выходов блоков 51-5M кодированные информационные слоты подаются на соответствующие сигнальные входы M1 26, в котором на основании управляющего сигнала, приходящего с третьего выхода БУ 10, происходит мультиплексирование М кодированных сигналов в один кодированный сигнал. С выхода M1 26 на первый сигнальный вход модулятора 6 подается пакет информации, содержащий служебные слоты и кодированные информационные слоты.From the output of the
ГПСП 13 генерирует различные ПСП для формирования модулирующих частот. При этом с первого выхода ГПСП 13 на сигнальный вход СЧ1 2 подается первый код ПСП, на основании которого в нем формируется частота передачи для модуляции кодированных информационных битов информационных слотов, которая с первого выхода СЧ1 2 подается на второй сигнальный вход модулятора 6, а со второго выхода ГПСП 13 на сигнальный вход СЧ2 29 подается второй код ПСП, на основании которого в нем формируется частота передачи для модуляции синхропоследовательности служебных слотов, которая с первого выхода СЧ2 29 подается на третий сигнальный вход модулятора 6. Таким образом, в блоке 6 происходит модуляция служебных и информационных слотов различными частотами. Причем скорость перестройки частоты в модуляторе 6 определяется на основании управляющего сигнала, приходящего с четвертого выхода БУ 10. Полученный модулированный блок информации излучается в пространство с помощью АФБ1 7.
На приемном конце входной сигнал, представляющий собой смесь полезного сигнала и помех, принимается АФБ2 21, где происходит его разделение на служебную и информационную составляющие.At the receiving end, the input signal, which is a mixture of the useful signal and interference, is received by
Часть входного сигнала, содержащая служебную составляющую, со второго выхода АФБ2 21 поступает на первый сигнальный вход БОЭС 22. Последовательность случайных элементов смеси преобразуется в БОЭС 22 в случайную последовательность решений о символах, соответствующих принятым элементам сигнала, с помощью частоты приема, полученной на втором выходе СЧ2 29 на основе второго кода ПСП, подаваемого со второго выхода ГПСП 13. Эта последовательность решений о символах в общем случае за счет действия помех не совпадает ни с одной из последовательностей символов элементов, которые использовались при формировании синхропоследовательностей в ГКП 9. В БОЭС 22 происходит оптимальная обработка смеси элемента сигнала и помехи, и на его выходе выдается последовательность решений о том, какой элемент синхропоследовательности (логический "0" или логическая "1") действовал, которая поступает на (К+1)-й сигнальный вход АКС2 28. Кроме того, полученная последовательность решений о символах поэлементно сравнивается с кодами ожидаемых синхропоследовательностей в соответствующих СС 231-2к.The part of the input signal containing the service component from the second output of AFB2 21 is fed to the first signal input of BOES 22. The sequence of random elements of the mixture is converted into BOES 22 into a random sequence of decisions about the symbols corresponding to the received elements of the signal using the reception frequency obtained at the
Результаты сравнения с выходов СС 231-23К поступают на соответствующие сигнальные входы АКС2 28, где происходит анализ качества служебной составляющей сигнала, результат которого подается на второй вход БУ 10.The comparison results from the outputs of the SS 23 1 -23 K are fed to the corresponding signal inputs of AKS2 28, where the quality of the service component of the signal is analyzed, the result of which is fed to the second input of the
Кроме того, сигналы с выходов СС 231-23К подаются на соответствующие сигнальные входы М3 25, в котором на основании сигнала, приходящего с десятого выхода БУ 10, происходит их мультиплексирование в один сигнал, подаваемый на второй сигнальный вход БФА 24.In addition, the signals from the outputs of the SS 23 1 -23 K are fed to the corresponding signal inputs M3 25, in which, based on the signal coming from the tenth output of the
Другая часть входного сигнала, содержащая информационную составляющую, поступает на первый вход ПЧ 14, в котором происходит его преобразование на частоту приема, значение которой, определенное на основе первого кода ПСП, подается на второй вход ПЧ 14 со второго выхода СЧ1 12.Another part of the input signal containing the information component is fed to the first input of the
Затем сигнал промежуточной частоты усиливается в УПЧ 15 и поступает на первый сигнальный вход БФА 24, в котором происходит точная фазовая подстройка информационной составляющей и тактовой последовательности на основе служебной составляющей. Сигнал с выхода БФА 24 поступает на сигнальный вход демодулятора 16, где он демодулируется, причем скорость перестройки частоты определяется на основании управляющего сигнала, приходящего с восьмого выхода БУ 10. Причем точность демодуляции определяется точностью синхронизации тактовых импульсов из ГТИ 8 и сигнала из УПЧ 15, определяемой на основании сигнала из М3 25.Then the intermediate frequency signal is amplified in the
С выхода демодулятора 16 информационные слоты подаются на сигнальный вход Д2 17, на управляющий вход которого подается сигнал с шестого выхода БУ 10, на основании которого демодулированный сигнал в Д2 17 разделяется на (М+1) каналов. При этом сигналы с соответствующих М выходов Д2 17 подаются на сигнальные входы соответствующих М декодеров 181-18M, где происходит декодирование помехоустойчивого кода информационных битов слота.From the output of the
С выходов блоков 181-18M декодированные информационные слоты подаются на соответствующие сигнальные входы М2 27, в котором на основании управляющего сигнала, приходящего с седьмого выхода БУ 10, происходит мультиплексирование М декодированных сигналов в один декодированный сигнал, который с выхода М2 27 подается на первый сигнальный вход депакетатора 19, на второй сигнальный вход которого подается сигнал с (М+1)-го выхода Д2 17.From the outputs of blocks 18 1 -18 M, the decoded information slots are fed to the corresponding signal inputs M2 27, in which, based on the control signal coming from the seventh output of the
В депакетаторе 19 происходит объединение в двоичную информационную последовательность, которая затем подается на сигнальный вход ПИ 20, где преобразуется в форму выходного сигнала.In the depacketator 19, a binary information sequence is combined, which is then fed to the signal input of the
Кроме того, результаты декодирования, определенные декодерами 181-18M, поступают соответственно на М сигнальных входов АКС1 11, на (М+1)-й сигнальный вход которого подаются демодулированные информационные слоты с выхода демодулятора 16. В АКС 11 происходит анализ качества информационной составляющей сигнала, результат которого поступает на первый вход БУ 10.In addition, the decoding results determined by the decoders 18 1 -18 M are received respectively at the M signal inputs of AKS1 11, the demodulated information slots from the output of the
БУ 10 вырабатывает управляющие сигналы на основе информации, поступаемой на его первый и второй входы из соответствующих АКС1 11 и АКС2 28.
С выхода ГТИ 8 на блоки 1, 2, 3, 4, 51-5M, 26, 6, 29, 12, 13, 28, 11, 10, 9, 24, 22, 16,17,From the output of the
181-18M, 231-23K, 27, 19, 20 и 25, подаются тактовые импульсы, определяющие начало каждой микрооперации, в результате чего обеспечивается синхронизация работы устройства в целом.18 1 -18 M , 23 1 -23 K , 27, 19, 20 and 25, clock pulses are supplied that determine the beginning of each micro-operation, as a result of which synchronization of the operation of the device as a whole is ensured.
БУ 10 может быть реализован в виде перепрограммируемого цифрового устройства, алгоритм функционирования которого представлен на фиг.3.
Работа БУ 10 начинается с нулевого состояния блока 10.3, где происходит обнуление количества информационных слотов (р=0), а также с присвоения в блоке 10.1 значения времени перестройки частоты Tn=const 1, в блоке 10.2 - значения времени рассинхронизации синтезаторов частот Тр=const 2, в блоке 10.4 - значения числа повторов слотов синхронизации d=const 3 и в блоке 10.5 - значения минимально необходимого числа бит в служебных фреймах е=const 4. На основании значения блока 10.1 в блоке 10.6 происходит расчет необходимого количества битов перестройки частоты , где V - скорость передачи в радиосредстве, [] - целая часть. В блоке 10.7 первоначально происходит увеличение значения блока 10.3 на единицу.The operation of the
На основании значения блоков 10.6, 10.2 и 10.7 в блоке 10.10 происходит вычисление значения количества информационных битов слота , где q=[х·λ2] - количества защитных бит информационного слота, и проверка условия х - целое, где λ2 - коэффициент, зависящий от количества частоты ППРЧ и априорно известных условий распространения сигнала (например, для фиксированной частоты можно принять λ2≈3%; для ППРЧ из двух частот - λ2≈6% и т.д.). Если условие не будет выполнено, то из блока 10.10 по линии "нет" происходит переход к блоку 10.7, а если выполнено, то из блока 10.10 по линии "да" в блок 10.15 вводятся значения х, у и р, а в блоки 10.24.1-10.24.М значения х и р, где рассчитывается число кодовых слов в информационном фрейме , , …, , соответственно (n1, n2, …, nM - длины тех М помехоустойчивых кодов, которые используются в данном радиосредстве).Based on the values of blocks 10.6, 10.2, and 10.7 in block 10.10, the value of the number of information bits of the slot is calculated , where q = [x · λ 2 ] is the number of protective bits of the information slot, and checking condition x is an integer, where λ 2 is a coefficient depending on the amount of frequency hopping frequency and a priori known propagation conditions of the signal (for example, for a fixed frequency, we can take λ 2 ≈3%; for frequency hopping of two frequencies - λ 2 ≈6%, etc.). If the condition is not met, then from block 10.10 on the line "no" goes to block 10.7, and if it is met, then from block 10.10 on the line "yes" in block 10.15 the values x, y and p are entered, and in blocks 10.24. 1-10.24.M values of x and p, where the number of codewords in the information frame is calculated , , ..., , respectively (n 1 , n 2 , ..., n M are the lengths of those M error-correcting codes that are used in this radio).
Из блока 28 в блоки 10.9.1-10.9K поступает значение вероятности ошибки на бит в канале синхронизации для определения вероятностей правильного приема Рпр и ложной тревоги Рлт. В этих блоках производится расчет средних рисков Rj (j=1…K) по формуле R=а·Рнал.сигн.·(1-Рпр)+b·Ротс.сигн.·(1-Рлт), где Ротс.сигн. - априорная вероятность отсутствия сигнала; Рнал.сигн. - априорная вероятность наличия сигнала; а и b - весовые коэффициенты, зависящие от того, насколько опасна Рлт по сравнению с 1-Рпр. Полученные в блоках 10.9.1-10.9.К значения средних рисков R1-RК поступают в блок 10.8, где определяется минимальное из них значение - min, которое поступает в блоки 10.11.1-10.11.К, где последовательно, начиная с блока 10.9.1, производится проверка условий:From block 28 to blocks 10.9.1-10.9K, the error probability value per bit in the synchronization channel is received to determine the probabilities of the correct reception of P pr and false alarm R lt . In these blocks, the average risks R j (j = 1 ... K) are calculated according to the formula R = a · R cash signal. + (1-P pr) + b · P ots.sign. · (1-P lt ), where P ot.sign. - a priori probability of the absence of a signal; R cash signal - a priori probability of the presence of a signal; a and b are weight coefficients depending on how dangerous P Lt is compared to 1-P etc. The blocks obtained in blocks 10.9.1-10.9 . The average risk values R 1 -R K go to block 10.8, where the minimum their value is min, which goes to blocks 10.11.1-10.11.K, where in sequence, starting from block 10.9.1, the conditions are checked:
- если выполняется условие min=R1, то по линии "да" в блоке 10.12.1 присваивается значение длины синхропоследовательности L=L1, если не выполняется - по линии "нет" происходит проверка условия min=R2 в следующем блоке 10.11.2;- if the condition min = R 1 is fulfilled, then on the yes line in block 10.12.1, the value of the sync sequence length L = L 1 is assigned, if it is not satisfied, the condition min = R 2 is checked on the no line in the next block 10.11. 2;
- если выполняется условие min=R2, то по линии "да" в блоке 10.12.2 присваивается значение длины синхропоследовательности L=L2, если не выполняется - по линии "нет" происходит проверка условия min=R3 в следующем блоке 10.11.3 и.т.д.- if the condition min = R 2 is fulfilled, then on the line “yes” in block 10.12.2, the value of the sync sequence length L = L 2 is assigned; if it is not satisfied, on the line “no” the condition min = R 3 is checked in the next block 10.11. 3 etc.
Значение того из блоков 10.12.1-10.12.K, где произошло присвоение, загружается в блоки 9, 25 и в блок 10.13, где происходит вычисление количества защитных бит служебного слота z=[L·λ1], где [] - целая часть, а λ1 - коэффициент, зависящий от количества частот ППРЧ и априорно известных условий распространения сигнала, аналогичный описанному выше.The value of that of blocks 10.12.1-10.12.K, where the assignment occurred, is loaded into
Значения блоков 10.4 и 10.13 вводятся в блок 10.15, где производится расчет количества бит во фрейме Ψ=(y+L+z)·d+(y+x+q)·p. Значения у, L, х, z, d, Ψ и р записываются в блок 10.17 и загружаются в блоки 3 и 19.The values of blocks 10.4 and 10.13 are entered into block 10.15, where the number of bits in the frame is calculated Ψ = (y + L + z) · d + (y + x + q) · p. The values of y, L, x, z, d, Ψ and p are recorded in block 10.17 and loaded into
Полученное в блоке 10.15 значение ψ и значение блока 10.18 загружаются в блок 10.20, где происходит вычисление значения времени передачи пакета и проверка условия Т - целое, где С - необходимая скорость передачи информации. Если условие выполняется, по линии "да" в блок 10.21 записываются величины Т и g, которые затем загружаются в блоки 3 и 19. Если условие не выполнено, по линии "нет" происходит переход к блоку 10.18. Кроме того, значения Т и g из блока 10.21 загружаются в блок 10.22, где рассчитывается скорость ППРЧ , которая выдается в блоки 6 и 16.The ψ value obtained in block 10.15 and the value of block 10.18 are loaded into block 10.20, where the value of the packet transmission time is calculated and checking the condition T is a whole, where C is the necessary information transfer rate. If the condition is met, the T and g values are written to the block 10.21 along the yes line, which are then loaded into
Из блока 10.15 значение Ψ, кроме того, загружается в блок 10.14, где происходит проверка условия е≤Ψ. Если условие не будет выполнено, то из блока 10.14 по линии "нет" происходит переход к блоку 10.19, где происходит присвоение , [] - целая часть, а если выполнено - то из блока 10.14 по линии "да" в блоке 10.16 происходит присвоение g=0. Значение того из блоков 10.16 или 10.19, где произошло присвоение, загружается в блок 10.18, где увеличивается на единицу.From block 10.15, the value of Ψ, in addition, is loaded into block 10.14, where the condition e≤Ψ is checked. If the condition is not met, then from block 10.14 along the line "no" there is a transition to block 10.19, where the assignment , [] is the integer part, and if done, then assignment g = 0 from block 10.14 along the yes line in block 10.16. The value of that of blocks 10.16 or 10.19, where the assignment occurred, is loaded into block 10.18, where it is increased by one.
Из блока 11 в блоки 10.23.0-10.23.М поступает значение вероятности ошибки на бит в информационном канале для определения вероятностей правильного приема W, W1-WМ кодовых слов тех М помехоустойчивых кодов, которые используются в данном радиосредстве (W рассчитывается для случая, когда помехоустойчивый код не используется). Полученные в блоках 10.23.1-10.23.М значения W1-WM поступают соответственно в блоки 10.25.1-10.25.М.From block 11 to blocks 10.23.0–10.23.M, the error probability per bit in the information channel is received to determine the probabilities of the correct reception of W, W 1 -W M code words of those M error-correcting codes that are used in this radio (W is calculated for the case when the error-correcting code is not used). The values of W 1 -W M obtained in blocks 10.23.1-10.23.M are received respectively in blocks 10.25.1-10.25.M.
Значение блока 10.23.0 также поступает в каждый из блоков 10.25.1-10.25.М, где последовательно, начиная с блока 10.25.1, производится проверка условий:The value of block 10.23.0 also arrives at each of blocks 10.25.1-10.25.M, where the conditions are checked sequentially, starting from block 10.25.1:
- если выполняется условие W1>W, то по линии "да" в блоке 10.26.1 происходит сравнение Ω1 с целым числом, если не выполняется - по линии "нет" происходит проверка условия W2>W в следующем блоке 10.25.2;- if the condition W 1 > W is fulfilled, then on the line “yes” in block 10.26.1 the comparison of Ω 1 with an integer is performed, if it is not fulfilled, on the line “no” the condition W 2 > W is checked in the next block 10.25.2 ;
- если выполняется условие W2>W, то по линии "да" в блоке 10.26.2 происходит сравнение Ω2 с целым числом, если не выполняется - по линии "нет" происходит проверка условия W3>W в следующем блоке 10.25.3;- if the condition W 2 > W is fulfilled, then on the line “yes” in block 10.26.2 the comparison of Ω 2 with an integer is performed, if it is not fulfilled, on the line “no” the condition W 3 > W is checked in the next block 10.25.3 ;
…...
- если выполняется условие WM>W, то по линии "да" в блоке 10.26.М происходит сравнение ΩM с целым числом, если не выполняется - по линии "нет" в блоке 10.27.0 происходит присвоение i=0.- if the condition W M > W is fulfilled, then on the line “yes” in block 10.26. М a comparison is made of Ω M with an integer, if it is not fulfilled, on the line “no” in block 10.27.0, assignment i = 0.
Рассчитанные в блоках 10.24.1-10.24.М значения Ω1, Ω2, …, Ω3 поступают соответственно в блоки 10.26.1-10.26.М, где последовательно, начиная с блока 10.26.1, производится проверка условий:The values of Ω 1 , Ω 2 , ..., Ω 3 calculated in blocks 10.24.1-10.24.M go respectively to blocks 10.26.1-10.26.M, where the conditions are checked sequentially, starting from block 10.26.1:
- если выполняется условие, что Ω1 - целое число, то по линии "да" в блоке 10.27.1 происходит присвоение i=1, если не выполняется - по линии "нет" происходит проверка условия W2>W в блоке 10.25.2;- if the condition is satisfied that Ω 1 is an integer, then the assignment i = 1 occurs on the yes line in block 10.27.1, if the condition is not fulfilled, the condition W 2 > W in block 10.25.2 is checked on the no line ;
- если выполняется условие, что Ω2 - целое число, то по линии "да" в блоке 10.27.2 происходит присвоение i=2, если не выполняется - по линии "нет" происходит проверка условия W3>W в блоке 10.25.3;- if the condition is satisfied that Ω 2 is an integer, then the assignment i = 2 occurs on the yes line in block 10.27.2, if the condition is not fulfilled, the condition W 3 > W in block 10.25.3 is checked on the no line ;
- если выполняется условие, что ΩM - целое число, то по линии "да" в блоке 10.27.М происходит присвоение i=M, если не выполняется - по линии "нет" происходит увеличение значения блока 10.7 на единицу.- if the condition is satisfied that Ω M is an integer, then on the line "yes" in block 10.27. М is assigned i = M, if it is not fulfilled, on the line "no" the value of block 10.7 increases by one.
Значение того из блоков 10.27.0-10.27.М, где произошло присвоение, загружается в блоки 4, 17, 26 и 27.The value of that of blocks 10.27.0-10.27.M, where the assignment occurred, is loaded into
АКС1 11 и АКС2 28 могут быть реализованы, например, как BER-тестеры [5, глава 8]. БФА 24 может быть реализован в виде схем привязки синхросигнала к битовым интервалам принимаемых данных [5, глава 9]. БОЭС 22 может быть реализован как решающее устройство [4, глава 7.4]. СС 231-23K могут быть реализованы в виде дискретных согласованных фильтров [4, глава 7.4-7.5].AKS1 11 and AKS2 28 can be implemented, for example, as BER testers [5, chapter 8]. BPA 24 can be implemented in the form of schemes for linking the clock signal to the bit intervals of the received data [5, Chapter 9]. BOES 22 can be implemented as a decisive device [4, Chapter 7.4]. SS 23 1 -23 K can be implemented in the form of discrete matched filters [4, chapter 7.4-7.5].
Модулятор 6 и демодулятор 16 могут быть реализованы как процессоры семейства DSP56800 фирмы Motorola [7, стр.1-11, глава 5].
Реализация других блоков предлагаемого устройства может быть осуществлена с помощью цифровых устройств, известных из технической литературы.The implementation of other blocks of the proposed device can be carried out using digital devices known from the technical literature.
В качестве примера функционирования предлагаемого устройства предположим, что через радиостанцию, имеющую техническую скорость V=19.2 кБод, передаются данные от аппаратуры передачи данных со скоростью С=12 кбит/с. Пример временной диаграммы сформированного пакета информации, состоящего из фреймов и слотов, удовлетворяющей данному случаю, показан на фиг.4, откуда следует, что число информационных битов в блоке х=45, а скорость ППРЧ γ=300 скач/сек. В качестве синхропоследовательностей используются три двоичные М-последовательности с L1=31, L2=63 и L3=127, а в качестве устройства для их определения на приеме - дискретный согласованный фильтр (ДСФ) [4, стр.275]. Предполагается, что используемый ДСФ производит обнаружение синхропоследовательности в реальном масштабе времени [4, стр.279-282] методом равномерного стробирования каждого условного бита не одной, а в u=8 точках, что более полно использует информацию о сигнале: при совпадении не менее 3 подряд последовательностей (из полученных u=8) с копией сигнала (с допуском до u0 ошибок для каждой последовательности) выносится решение о приеме синхросигнала. Вид каждой из М-последовательностей задается путем выстраивания последовательности триггерных ячеек в ДСФ [4, стр.279].As an example of the functioning of the proposed device, suppose that through a radio station having a technical speed of V = 19.2 kBaud, data is transmitted from the data transmission equipment at a speed of C = 12 kbit / s. An example of a time chart of the generated information packet consisting of frames and slots satisfying this case is shown in Fig. 4, from which it follows that the number of information bits in the block is x = 45 and the hopping rate is γ = 300 jump / sec. Three binary M-sequences with L 1 = 31, L 2 = 63 and L 3 = 127 are used as sync sequences, and a discrete matched filter (DSF) is used as a device for their determination at reception [4, p. 275]. It is assumed that the used DSF detects the synchronized sequence in real time [4, pp. 279-282] by uniformly gating each conditional bit not at one but at u = 8 points, which uses signal information more fully: if at least 3 matches in a row of sequences (from the obtained u = 8) with a copy of the signal (with a tolerance of up to u 0 errors for each sequence), a decision is made to receive the clock signal. The appearance of each of the M-sequences is set by arranging the sequence of trigger cells in the DSF [4, p. 279].
Средние риски Rj, где j∈{1, …, K}, рассчитываются по формуле:The average risks R j , where j∈ {1, ..., K}, are calculated by the formula:
где Ротс.сигн - априорная вероятность отсутствия сигнала;where R s.sign - the a priori probability of the absence of a signal;
Рнал.сигн - априорная вероятность наличия сигнала;P nal.sign - the a priori probability of the presence of a signal;
а и b - весовые коэффициенты, зависящие от того, насколько опасна Рлт по сравнению с 1-Рпр.a and b are weights, depending on how dangerous P lt is compared with 1-Ppr.
Если в формуле (1) принять Ротс.сигн=0.8, Рнал.сигн =0.2 и отношение a/b=0.01, то при вероятности ошибки на бит р∈{0.15, …, 0.45}, определяемой анализатором качества сигнала, по формуле (1) можно рассчитать средние риски R1, R2, R3.If in formula (1) we take P sig.sign = 0.8, P cash.sign = 0.2 and the ratio a / b = 0.01, then with the probability of error per bit p∈ {0.15, ..., 0.45}, determined by the signal quality analyzer, formula (1) you can calculate the average risks R 1 , R 2 , R 3 .
На фиг.5 представлены средние риски при приеме М-последовательностей различной длины. Анализируя фиг.5, можно определить, что в качестве синхронизирующей для следующего пакета применяется та М-последовательность, чей график лежит "ниже" других.Figure 5 presents the average risks when taking M-sequences of various lengths. By analyzing FIG. 5, it can be determined that the M-sequence whose schedule lies “below” the others is used as the synchronization for the next packet.
После определения вида синхросигнала решается следующая задача: определение необходимости применения помехоустойчивого кода в условиях воздействия запаздывающих помех. Для этого рассчитываются вероятности ошибки на бит: 1After determining the type of the clock signal, the following problem is solved: determining the need for the use of an error-correcting code under the influence of delayed interference. For this, the error probabilities per bit are calculated: 1
где Where
где:Where:
- мощность сигнала; - signal power;
- спектральная плотность мощности белого шума; - spectral power density of white noise;
- спектральная плотность мощности запаздывающей помехи. - spectral power density of delayed interference.
На фиг.6 представлена временная диаграмма информационных битов слота при воздействии запаздывающей помехи. Для данной временной диаграмы:Figure 6 presents a timing diagram of the information bits of the slot when exposed to delayed interference. For a given timeline:
хн=[x·θ] - число непораженных информационных битов в слоте;x n = [x · θ] is the number of uninfected information bits in the slot;
хn=х-хн - число пораженных информационных битов в слоте; Тx n = x-x n - the number of affected information bits in the slot; T
где: - коэффициент запаздывания помехи;Where: - delay coefficient of interference;
Тсл - время действия запаздывающей помехи;T SL - time of delayed interference;
Тз - время запаздывания помехи.T s - the delay time of the interference.
Окончательно средняя вероятность ошибки на бит определяется:Finally, the average probability of error per bit is determined by:
В случае если условия распространения сигнала требуют от пользователя более высокой гарантии доведения информации до получателя, временная диаграмма позволяет "пожертвовать" скоростью передачи информации для увеличения качества передачи последней. Пример временной диаграммы, удовлетворяющей данному случаю, показан на фиг.7. В случае использования в качестве помехоустойчивого кода мажоритарной обработки (правило выбора 3 из 5), временная диаграмма принимает вид, представленный на фиг.7, а средняя вероятность ошибки на бит, согласно [6], определяется:If the conditions of signal propagation require a higher guarantee from the user to bring information to the recipient, the timing diagram allows you to "sacrifice" the speed of information transfer to increase the quality of the latter. An example of a timing diagram satisfying this case is shown in FIG. In the case of using majority processing as a noise-resistant code (
где ξ - индекс суммирования.where ξ is the summation index.
Поскольку в случае применения мажоритара информационная скорость уменьшится с С=12 кбит/с до β=2,4 кбит/с, число битов информации в слоте будет 396. Следовательно, можно рассчитать коэффициент улучшения качества передачи битов как отношение вероятности правильного приема 396 битов информации после и до применения мажоритараSince in case of using a majority the information rate will decrease from C = 12 kbit / s to β = 2.4 kbit / s , the number of bits of information in the slot will be 396. Therefore, it is possible to calculate the coefficient of improvement in the quality of bit transmission as a ratio of the probability of correct reception of 396 bits of information after and before applying the major
при этом коэффициент использования скорости информации равенwhile the coefficient of use of the speed of information is
Зависимость µкач от τ при значениях коэффициента запаздывания θ=0.8 и θ=0.2 приведены, соответственно, на фиг.8 и фиг.9. Таким образом, при условии выбора пользователем критерия смены скоростейThe dependence of μqu on τ for the values of the delay coefficient θ = 0.8 and θ = 0.2 are shown, respectively, in Fig. 8 and Fig. 9. Thus, provided that the user selects a criterion for changing speeds
(то есть пользователь "жертвует" скоростью передачи только в случае, если ухудшение скорости в µ раз приведет к улучшению качества передачи более чем в 2µ раз) анализируется качество информационного сигнала, по которому определяются значения τ, θ и φ, по которым вычисляются значения µск и µкач, которые сравниваются согласно критерию (10) и по результату сравнения принимается решение: изменять ли скорость передачи информации или нет (то есть, применять ли метод помехоустойчивой защиты или нет).(that is, the user “sacrifices” the transmission rate only if the decrease in the speed by a factor of µ will lead to an improvement in the transmission quality by more than 2µ times) the quality of the information signal is analyzed, which determines the values of τ, θ and φ, from which the values of µ ck and μ kach , which are compared according to criterion (10) and the decision is made based on the result of the comparison: whether to change the transmission speed of information or not (that is, whether to apply the noise-immunity protection method or not).
В данном случае при θ=0,8, применение мажоритара происходит при τ>1,7, а при θ=0,2 - при τ>4,8.In this case, when θ = 0.8, the majority is applied at τ> 1.7, and at θ = 0.2 - at τ> 4.8.
На фиг.10 приведена зависимость µкач от τ и θ для различных случаев: 1) при φ=5; 2) при φ=20000; 3) границы критерия. Если в результате анализа качества сигнала определяется, что рабочая точка лежит на какой-либо из плоскостей (1 или 2) выше плоскости 3, применяется мажоритарная обработка.Figure 10 shows the dependence of µ Kach on τ and θ for various cases: 1) with φ = 5; 2) at φ = 20,000; 3) the boundaries of the criterion. If as a result of the analysis of the signal quality it is determined that the operating point lies on any of the planes (1 or 2) above
Таким образом, введение в предлагаемом устройстве новых блоков и связей позволяет увеличить достоверность приема информации за счет адаптации синхросигнала к изменению помеховой обстановки, что позволяет применять его в спецсвязи в условиях воздействия преднамеренных помех.Thus, the introduction of new blocks and communications in the proposed device allows to increase the reliability of information reception by adapting the clock signal to a change in the noise environment, which allows it to be used in special communications under the influence of intentional interference.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ на изобретение №2185029 "Радиолиния с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты", Одоевский С.М., Ерышов В.Г., 2001 год.1. RF patent for the invention No. 2185029 "Radio line with pseudo-random tuning of the operating frequency", Odoevsky S. M., Eryshov V. G., 2001.
2. Заявка РФ на изобретение №2001102653 "Способ и устройство псевдослучайной перестройки рабочей частоты", Постников В.А., Шубенкин В.В., 2001 год.2. RF application for invention No. 2001102653 "Method and device for pseudo-random tuning of the operating frequency", Postnikov VA, Shubenkin VV, 2001.
3. Патент РФ на изобретение №2097923 "Способ передачи дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочих частот и устройство его реализующее", Булычев О.А.; Игнатов В.В.; Щукин А.Н. 1997.3. RF patent for the invention No. 2097923 "A method for transmitting discrete information in a radio line with pseudo-random tuning of operating frequencies and its device realizing", Bulychev O.A .; Ignatov V.V .; Schukin A.N. 1997.
4. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. проф. В.Б.Пестрякова. М., "Сов. радио", 1973.4. Noise-like signals in information transmission systems. Ed. prof. V. B. Pestryakova. M., "Sov. Radio", 1973.
5. С.Н.Сухман, А.В.Бернов, Б.В.Шевкопляс. Синхронизация в телекоммуникационных системах. Анализ инженерных решений. - М.: Эко-Трендз, 2003.5. S.N. Sukhman, A.V. Bernov, B.V. Shevkoplyas. Synchronization in telecommunication systems. Analysis of engineering solutions. - M .: Eco-Trends, 2003.
6. Феер. К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер. с англ. / Под ред. В.И.Журавлева. - М., Радио и связь, 2000.6. Feer. K. Wireless digital communications. Methods of modulation and spreading: Per. from English / Ed. V.I. Zhuravleva. - M., Radio and Communications, 2000.
7. Техническое обеспечение цифровой обработки сигналов. Справочник. Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д., Иванова В.Е., Матвиенко Н.И., Усов Д.Ю. - СПб., "Форт", 2000.7. Technical support for digital signal processing. Directory. Kupriyanov M.S., Matyushkin B.D., Ivanova V.E., Matvienko N.I., Usov D.Yu. - St. Petersburg., "Fort", 2000.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008100612/09A RU2356171C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008100612/09A RU2356171C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2356171C1 true RU2356171C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008100612/09A RU2356171C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2356171C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548660C2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-04-20 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Broadband signal receiving device |
| RU2595758C1 (en) * | 2015-05-05 | 2016-08-27 | Петр Петрович Кувырков | Device for self-secure informing |
| RU2705357C1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-11-07 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" | Method of transmitting information over a short-wave communication channel using frequency-shift keyed signals |
| RU2752650C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-07-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for transmission of discrete signals based on frequency modulation |
| RU2825035C1 (en) * | 2024-01-30 | 2024-08-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Астраком Инжиниринг" | System for communication of ground control station with unmanned aerial vehicle |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5414771A (en) * | 1993-07-13 | 1995-05-09 | Mrj, Inc. | System and method for the creation of random sequences and for the cryptographic protection of communications |
| US5537434A (en) * | 1993-10-25 | 1996-07-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Frequency hopping control channel in a radio communication system |
| EP0774842A2 (en) * | 1995-11-20 | 1997-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Wireless telecommunication system using frequency hopping, and method of controlling same |
| EP0798874A2 (en) * | 1996-03-25 | 1997-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Wireless communication system using frequency hopping, and method of controlling the system |
| RU2097923C1 (en) * | 1994-04-19 | 1997-11-27 | Военная академия связи | Method for transmission of digital information through radio channel with random alternation of operation frequency and device which implements said method |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008100612/09A patent/RU2356171C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5414771A (en) * | 1993-07-13 | 1995-05-09 | Mrj, Inc. | System and method for the creation of random sequences and for the cryptographic protection of communications |
| US5537434A (en) * | 1993-10-25 | 1996-07-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Frequency hopping control channel in a radio communication system |
| RU2097923C1 (en) * | 1994-04-19 | 1997-11-27 | Военная академия связи | Method for transmission of digital information through radio channel with random alternation of operation frequency and device which implements said method |
| EP0774842A2 (en) * | 1995-11-20 | 1997-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Wireless telecommunication system using frequency hopping, and method of controlling same |
| EP0798874A2 (en) * | 1996-03-25 | 1997-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Wireless communication system using frequency hopping, and method of controlling the system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548660C2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-04-20 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Broadband signal receiving device |
| RU2595758C1 (en) * | 2015-05-05 | 2016-08-27 | Петр Петрович Кувырков | Device for self-secure informing |
| RU2705357C1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-11-07 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" | Method of transmitting information over a short-wave communication channel using frequency-shift keyed signals |
| RU2752650C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-07-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Method for transmission of discrete signals based on frequency modulation |
| RU2825035C1 (en) * | 2024-01-30 | 2024-08-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Астраком Инжиниринг" | System for communication of ground control station with unmanned aerial vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5146471A (en) | Correlator for spread spectrum communications systems | |
| US5029180A (en) | Transceiver providing selectable frequencies and spreading sequences | |
| US5357541A (en) | Transceiver providing selectable frequencies and spreading sequences | |
| CA2491084C (en) | Frequency hopping spread spectrum decoder | |
| EP0610204B1 (en) | Line code using block inversion for high speed links | |
| KR970056495A (en) | Digital communication device | |
| US4271524A (en) | Spread spectrum FH-MFSK receiver | |
| FI961823A0 (en) | Transmitting a variable speed signal in a spread spectrum data communication system using Coset coding | |
| WO2001013518A1 (en) | Chaotic carrier pulse position modulation communication system and method | |
| US4930139A (en) | Spread spectrum communication system | |
| RU2356171C1 (en) | Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency | |
| Storey et al. | Throughput performance of an unslotted direct-sequence SSMA packet radio network | |
| US7313164B1 (en) | Method and system for switching and detecting PN codes for fast acquisition of burst signal | |
| RU2707572C1 (en) | Method for adaptive data transmission in a radio link with pseudo-random tuning of operating frequency | |
| US5189683A (en) | Transceiver providing selectable frequencies and spreading sequences | |
| Matsushima et al. | A visible-light communication system using optical CDMA with inverted MPSC | |
| RU2356167C1 (en) | Method for adaptive transfer of data in radio link with pseudo-random tuning of working frequency | |
| US7668273B2 (en) | Method and apparatus for synchronization of a mobile radio receiver to a base station | |
| RU2286017C2 (en) | Method for transferring information in communication system with noise-like signals | |
| RU2439820C1 (en) | Radio modem | |
| RU2085046C1 (en) | Digital data transmission system | |
| RU2210862C1 (en) | Broadband transceiving device | |
| RU2262201C1 (en) | Method for forming of signal in mobile communication system with temporal separation of channels | |
| US7606290B1 (en) | Architecture for signal acquisition with cyclic range search | |
| Ochiai et al. | Performance analysis of synchronous optical CDMA systems with EWO signaling |