RU2819030C1

RU2819030C1 - Time division multiple access data transmission system

Info

Publication number: RU2819030C1
Application number: RU2023126819A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кейстович; Светлана Андреевна Рублёва; Яна Алексеевна Измайлова
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Filing date: 2023-10-18
Publication date: 2024-05-13

Abstract

FIELD: radio communication equipment.

SUBSTANCE: invention relates to radio communication engineering and can be used in data transmission systems with multiple access and time division of channels. Data transmission system with multiple access and time division of channels further comprises in the central station and each subscriber station a high-frequency switch with a transceiving antenna, orthogonal code generator and converter, as well as their corresponding connections with each other and other units of the system.

EFFECT: increase in the number of serviced subscribers in a combined system for exchanging reliable and timely data with multiple access and time division of channels, which is based on digital communication systems.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в системах передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов.The invention relates to radio communication technology and can be used in data transmission systems with multiple access and time division of channels.

Известна система множественного доступа с временным разделением каналов, рассмотренная в книге [1], которая содержит передатчики наземных станций и ретранслятор, аналогичные предлагаемой системе. При этом в известной системе каждый корреспондент передает свой информационный сигнал в специально отведенном для него интервале времени работы системы.A time division multiple access system is known, discussed in the book [1], which contains ground station transmitters and a repeater similar to the proposed system. Moreover, in a known system, each correspondent transmits his information signal in a specially designated time interval for him during system operation.

Недостатками этой системы множественного доступа с временным разделением каналов является ограниченное число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы, и трудности ее модернизации, например, введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно и отсутствие свойств адаптации к новым условиям, так как она не может работать в сетях радиосвязи с другими видами модуляции и кодирования.The disadvantages of this time division multiple access system are the limited number of system subscribers, associated with the number of allotted operating time intervals, and the difficulties of its modernization, for example, the introduction of new modulation and coding modes, since its nodes are made in hardware and the lack of adaptation properties to new conditions , since it cannot work in radio networks with other types of modulation and coding.

Известна система передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов по патенту [2], которая содержит N передающих частей абонентских станций (АС), каждая из которых содержит источник информации, формирователь четверично-кодированных последовательностей, передатчик, передающую антенну, хронизатор, тактовый генератор и приемную часть центральной станции, которая содержит приемную антенну, блок приема четверично-кодированных радиосигналов, приемник информации, аналогичные предлагаемой системе. При этом в известной системе используются для передачи информации четверично-кодированные последовательности (Е-коды, коды Велти), не имеющие боковых выбросов в апериодической автокорреляционной функции (АКФ).A known data transmission system with multiple access with time division of correspondents according to the patent [2], which contains N transmitting parts of subscriber stations (AU), each of which contains a source of information, a generator of quaternary coded sequences, a transmitter, a transmitting antenna, a clock generator, a clock generator and a receiving part of the central station, which contains a receiving antenna, a block for receiving quadruple-coded radio signals, and an information receiver similar to the proposed system. In this case, in the known system, quaternary-coded sequences (E-codes, Welty codes) are used to transmit information, which do not have side emissions in the aperiodic autocorrelation function (ACF).

Недостатком данной системы передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов являются ограниченное число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы и трудности ее модернизации, например, введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно и отсутствуют свойства адаптации к новым условиям работы, поэтому она не может работать в сетях радиосвязи с другими видами модуляции и кодирования.The disadvantage of this multiple access data transmission system with time division of correspondents is the limited number of system subscribers associated with the number of allotted operating time intervals and the difficulties of its modernization, for example, the introduction of new modulation and coding modes, since its nodes are made in hardware and there are no adaptation properties to new operating conditions, so it cannot work in radio networks with other types of modulation and coding.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов [3], которая содержит N передающих частей абонентских станций, каждая из которых содержит генератор тактовых импульсов, хронизатор, источник информации, формирователь информационного сигнала, формирователь кодированного сигнала, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятор, передатчик, передающую антенну, синтезатор частот, генератор псевдослучайных чисел и приемную часть центральной станции, которая содержит приемную антенну, демодулятор, селектор сигналов, блок выделения дополнительных последовательностей, первый двухканальный согласованный фильтр, первый вычитатель, первый приемник информации, синтезатор частот, генератор псевдослучайных чисел и генератор тактовых импульсов.A data transmission system with multiple access and time division of channels is known [3], which contains N transmitting parts of subscriber stations, each of which contains a clock generator, a clock generator, an information source, an information signal shaper, a coded signal shaper, a double frequency shift keying signal shaper, modulator, transmitter, transmitting antenna, frequency synthesizer, pseudo-random number generator and the receiving part of the central station, which contains the receiving antenna, demodulator, signal selector, additional sequence extraction unit, the first two-channel matched filter, the first subtractor, the first information receiver, frequency synthesizer, generator pseudorandom numbers and clock generator.

В каждой передающей части абонентской станции последовательно соединены источник информации, формирователь информационного сигнала, формирователь кодированного сигнала, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятор, передатчик и передающая антенна. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам хронизатора, формирователя информационного сигнала, формирователя кодированного сигнала, формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции, генератора псевдослучайных чисел и синтезатора частот. Выход хронизатора совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и тактовому входу источника информации. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Приемная часть центральной станции, как и в предлагаемой системе передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержит приемную антенну, выход которой подключен к информационному входу демодулятора. Выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей подключены соответственно к первому и второму информационным входам двухканального согласованного фильтра, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам вычитателя. Выход вычитателя подключен к входу приемника информации. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу демодулятора.In each transmitting part of the subscriber station, an information source, an information signal shaper, a coded signal shaper, a double frequency shift keying signal shaper, a modulator, a transmitter and a transmitting antenna are connected in series. The output of the clock pulse generator is jointly connected to the clock inputs of the clock generator, the information signal shaper, the coded signal shaper, the double frequency shift keying signal shaper, the pseudorandom number generator and the frequency synthesizer. The output of the chronicizer is jointly connected to the control input of the information signal shaper and the clock input of the information source. In this case, the n control outputs of the pseudorandom number generator are connected to the corresponding n control inputs of the frequency synthesizer, the output of which is connected to the modulating input of the modulator. The receiving part of the central station, as in the proposed data transmission system with multiple access and time division of channels, contains a receiving antenna, the output of which is connected to the information input of the demodulator. The output of the demodulator is connected to the input of the signal selector, the first, second, third and fourth information outputs of which are connected, respectively, to the first, second, third and fourth information inputs of the additional sequence selection block. The first and second information outputs of the block for isolating additional sequences are connected, respectively, to the first and second information inputs of a two-channel matched filter, the first and second information outputs of which are connected, respectively, to the first and second information inputs of the subtractor. The output of the subtractor is connected to the input of the information receiver. The output of the clock pulse generator is jointly connected to the clock inputs of the frequency synthesizer and the pseudorandom number generator. In this case, the n control outputs of the pseudorandom number generator are connected to the corresponding n control inputs of the frequency synthesizer, the output of which is connected to the modulating input of the demodulator.

Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов - аналог - использует для передачи информационного сигнала четверично-кодированные последовательности (Е-коды, коды Велти) с двукратной частотной манипуляцией и ППРЧ, где нечетные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f3+fППРЧ или f4+fППРЧ, а четные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f1+fППРЧ или f2+fППРЧ, то есть номинал частоты определяет номер дополнительной последовательности в четверично-кодированном радиосигнале.A data transmission system with multiple access and time division of channels - analogue - uses quaternary-coded sequences (E-codes, Welty codes) with double frequency-shift keying and frequency hopping, where odd elements of the quaternary-coded sequence are transmitted at frequencies f3+f. or f4+fHF, and even elements of the quaternary-coded sequence are transmitted at frequencies f1+fHF or f2+fHF, that is, the frequency rating determines the number of the additional sequence in the quaternary-coded radio signal.

Недостатками данной системы передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов является ограниченное число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы, и неэффективность использования частотного и временного ресурса, отсутствие адаптации к изменению состояния радиочастотного спектра.The disadvantages of this data transmission system with multiple access and time division of channels are the limited number of system subscribers, associated with the number of allotted operating time intervals, and the ineffective use of frequency and time resources, the lack of adaptation to changes in the state of the radio frequency spectrum.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, которая содержит N передающих частей абонентских станций и приемную часть центральной станции [4]. При этом каждая передающая часть абонентской станции содержит генератор тактовых импульсов, выход которого совместно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, первого канала формирования четверично-кодированных сигналов, синтезатора частот, генератора псевдослучайных чисел и хронизатора. Выход хронизатора совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации. Выход источника информации подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, выход которого подключен к входу передатчика, выход передатчика подключен к входу передающей антенны. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Приемная часть центральной станции содержит приемную антенну, выход которой подключен к информационному входу демодулятора. Выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого канала обработки четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел. При этом n управляющих выходов которого подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход синтезатора частот подключен к модулирующему входу демодулятора.A known data transmission system with multiple access and time division of channels, which contains N transmitting parts of subscriber stations and a receiving part of a central station [4]. In this case, each transmitting part of the subscriber station contains a clock pulse generator, the output of which is jointly connected to the clock inputs of the information signal shaper, the first channel for generating quaternary-coded signals, a frequency synthesizer, a pseudo-random number generator and a timer. The output of the chronicizer is jointly connected to the control input of the information signal shaper and to the clock input of the information source. The output of the information source is connected to the information input of the information signal shaper, the output of which is connected to the input of the transmitter, the output of the transmitter is connected to the input of the transmitting antenna. In this case, the n control outputs of the pseudorandom number generator are connected to the corresponding n control inputs of the frequency synthesizer, the output of which is connected to the modulating input of the modulator. The receiving part of the central station contains a receiving antenna, the output of which is connected to the information input of the demodulator. The output of the demodulator is connected to the input of the signal selector, the first, second, third and fourth information outputs of which are connected, respectively, to the first, second, third and fourth information inputs of the additional sequence selection block. The first and second information outputs of the block for isolating additional sequences are connected, respectively, to the first and second information inputs of the first channel for processing quaternary-coded signals. The output of the clock pulse generator is jointly connected to the clock inputs of the frequency synthesizer and the pseudorandom number generator. In this case, the n control outputs of which are connected to the corresponding n control inputs of the frequency synthesizer, the output of the frequency synthesizer is connected to the modulating input of the demodulator.

В каждую передающую часть абонентской станции блока формирования субпотоков введен идентичный первому второй канал формирования четверично-кодированных сигналов и сумматора, а в приемную часть центральной станции введен идентичный первому второй канал обработки четверично-кодированных сигналов и объединителя. При этом в приемной части выход формирователя информационного сигнала подключен к информационному входу блока формирования субпотоков, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к информационным входам первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов также совместно подключен к тактовым входам блока формирования субпотоков и второго канала формирования четверично-кодированных сигналов. Выходы первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. При этом первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей также подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго канала обработки четверично-кодированных сигналов, N информационных выходов которого подключены к соответствующим с N+1-го по 2N-й информационным входам устройства объединения, а N информационных выходов первого канала обработки четверично-кодированных сигналов подключены к соответствующим с 1-го по N-й информационным входам устройства объединения, N информационных выходов устройства объединения являются N информационными выходами приемной части центральной станции.A second channel for generating quaternary-coded signals and a combiner, identical to the first, is introduced into each transmitting part of the subscriber station of the substream generation block, and a second channel for processing quaternary-coded signals and a combiner, identical to the first, is introduced into the receiving part of the central station. In this case, in the receiving part, the output of the information signal shaper is connected to the information input of the substream generation block, the first and second information outputs of which are respectively connected to the information inputs of the first and second channels for generating quaternary-coded signals. The output of the clock pulse generator is also jointly connected to the clock inputs of the substream generation unit and the second channel for generating quadruple-coded signals. The outputs of the first and second channels for generating quaternary-coded signals are respectively connected to the first and second information inputs of the adder, the output of which is connected to the information input of the modulator. In this case, the first and second information outputs of the block for isolating additional sequences are also connected, respectively, to the first and second information inputs of the second channel for processing quaternary-coded signals, the N information outputs of which are connected to the corresponding N+1st to 2Nth information inputs of the combining device, and N information outputs of the first channel for processing quaternary-coded signals are connected to the corresponding 1st to Nth information inputs of the combining device, N information outputs of the combining device are N information outputs of the receiving part of the central station.

В каждой передающей части абонентской станции установлен блок формирования субпотоков, второго канала формирования четверично-кодированных сигналов и сумматор, идентичные первому каналу, а в приемной части центральной станции - второй канал обработки четверично-кодированных сигналов и объединитель, идентичные первому каналу. При этом в приемной части выход формирователя информационного сигнала подключен к информационному входу блока формирования субпотоков, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к информационным входам первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов также совместно подключен к тактовым входам блока формирования субпотоков и второго канала формирования четверично-кодированных сигналов. Выходы первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. При этом первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей также подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго канала обработки четверично-кодированных сигналов, N информационных выходов которого подключены к соответствующим с N+1-го по 2N-й информационным входам устройства объединения, а N информационных выходов первого канала обработки четверично-кодированных сигналов подключены к соответствующим с 1-го по N-й информационным входам устройства объединения, N информационных выходов устройства объединения являются N информационными выходами приемной части центральной станции.In each transmitting part of the subscriber station there is a block for generating substreams, a second channel for generating quaternary-coded signals and an adder, identical to the first channel, and in the receiving part of the central station - a second channel for processing quaternary-coded signals and a combiner, identical to the first channel. In this case, in the receiving part, the output of the information signal shaper is connected to the information input of the substream generation block, the first and second information outputs of which are respectively connected to the information inputs of the first and second channels for generating quaternary-coded signals. The output of the clock pulse generator is also jointly connected to the clock inputs of the substream generation unit and the second channel for generating quadruple-coded signals. The outputs of the first and second channels for generating quaternary-coded signals are respectively connected to the first and second information inputs of the adder, the output of which is connected to the information input of the modulator. In this case, the first and second information outputs of the block for isolating additional sequences are also connected, respectively, to the first and second information inputs of the second channel for processing quaternary-coded signals, the N information outputs of which are connected to the corresponding N+1st to 2Nth information inputs of the combining device, and N information outputs of the first channel for processing quaternary-coded signals are connected to the corresponding 1st to Nth information inputs of the combining device, N information outputs of the combining device are N information outputs of the receiving part of the central station.

Недостатками этой системы передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов являются:The disadvantages of this time division multiple access data transmission system are:

- наличие только передающей части абонентских станций и приемной части центральной станции, поэтому она не может работать в дуплексном или симплексном режимах;- the presence of only the transmitting part of the subscriber stations and the receiving part of the central station, so it cannot operate in duplex or simplex modes;

- ограничено число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы;- the number of system subscribers is limited, associated with the number of allocated operating time intervals;

- затруднена временная синхронизация оборудования разнесенных в пространстве центральной и абонентских станций из-за возможных расхождений временных шкал генераторов тактовых импульсов абонентских станций и центральной станции, что ограничивает число обслуживаемых АС;- time synchronization of the equipment of spatially separated central and subscriber stations is difficult due to possible discrepancies in the time scales of the clock pulse generators of the subscriber stations and the central station, which limits the number of serviced speakers;

- оборудование системы трудно поддается модернизации, например, введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно.- the system equipment is difficult to modernize, for example, introducing new modulation and coding modes, since its components are made in hardware.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, которая по большинству существенных признаков принята за прототип [5]. Она содержит N абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС). Каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержат генератор тактовых импульсов, выход которого одновременно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот, хронизатора. Выход хронизатора подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации АС с входом данных каждой АС. Выход источника информации АС подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала. Выход передатчика подключен к входу передающей антенны. Приемная антенна подключена к фильтросогласующему устройству. В системе имеется устройство объединения ЦС, N информационных выходов которого являются N информационными выходами центральной станции. В каждой абонентской станции, как и в центральной станции, выход приемной антенны через последовательно соединенные фильтросогласующее устройство, широкополосный усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), подключен к информационному входу первого сигнального процессора. Выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр подключен к входу передатчика. Синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной. Соответствующие выходы хронизатора соединены с синхровходами первого и второго сигнальных процессоров. Соответствующие выходы синтезатора подключены к синхровходам АЦП и ЦАП. Первая шина управления введенного центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам фильтросогласующего устройства, широкополосного усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора. Вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика, синтезатора. Выходы хронизатора подключены к соответствующим входам АЦП, ЦАП и центрального процессора с внешним входом/выходом. Информационный выход первого сигнального процессора каждой абонентской станции подключен к устройству объединения АС, синхронизируемого импульсами с соответствующего выхода хронизатора. Выход устройства объединения является выходом АС.N информационных входов являются входами ЦС и источника информации ЦС, выход которого подключен к входу формирователя информационного сигнала на ЦС, а вход - к соответствующему выходу хронизатора на ЦС. Передающие антенны каждой АС по радиоэфиру соединены с приемной антенной ЦС, а передающая антенна ЦС - с приемной антенной каждой АС.A data transmission system with multiple access and time division of channels is known, which, according to most essential features, is adopted as a prototype [5]. It contains N subscriber stations (SS) and a central station (CS). Each subscriber station, like the central station, contains a clock pulse generator, the output of which is simultaneously connected to the clock inputs of the information signal shaper, frequency synthesizer, and chronicizer. The output of the chronicizer is connected to the control input of the information signal shaper and to the clock input of the information source of the speaker with the data input of each speaker. The output of the information source AC is connected to the information input of the information signal generator. The transmitter output is connected to the input of the transmitting antenna. The receiving antenna is connected to a filter matching device. The system has a CS combining device, the N information outputs of which are the N information outputs of the central station. In each subscriber station, as in the central station, the output of the receiving antenna is connected to the information input of the first signal processor through a series-connected filter matching device, a broadband amplifier, and an analog-to-digital converter (ADC). The output of the information signal shaper through a series-connected second signal processor, digital-to-analog converter (DAC) and filter is connected to the transmitter input. The clock input of the clock pulse generator is connected to the output of the global navigation satellite systems signal receiver with an antenna. The corresponding outputs of the chronicizer are connected to the synchronization inputs of the first and second signal processors. The corresponding outputs of the synthesizer are connected to the clock inputs of the ADC and DAC. The first control bus of the introduced central processor with external input/output is connected to the corresponding inputs of the filter matching device, broadband amplifier, analog-to-digital converter, and first signal processor. The second control bus of the central processor with external input/output is connected to the corresponding inputs of the information signal shaper, the second signal processor, DAC, filter, transmitter, synthesizer. The outputs of the chronicler are connected to the corresponding inputs of the ADC, DAC and central processor with external input/output. The information output of the first signal processor of each subscriber station is connected to the speaker combining device, synchronized by pulses from the corresponding output of the chronicizer. The output of the combining device is the output of the AS. The transmitting antennas of each AS are connected via radio air to the receiving antenna of the CS, and the transmitting antenna of the CS is connected to the receiving antenna of each AS.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- число обсуживаемых системой абонентов ограничено числом слотов в цикле - N;- the number of subscribers served by the system is limited by the number of slots in the cycle - N;

- в одном слоте может быть передано только одно сообщение;- only one message can be transmitted in one slot;

- отсутствует возможность автоматической ретрансляции сообщений; множественный доступ обеспечивается только на ЦС;- there is no possibility of automatic message relay; multiple access is provided only on the CA;

- источник информации на АС один, а датчиков на АС бывает много, в результате ограничиваются возможности съема данных об общем состоянии АС.- there is only one source of information on the speaker, but there are many sensors on the speaker; as a result, the possibilities of collecting data on the general condition of the speaker are limited.

Техническим результатом изобретения является увеличение количества обслуживаемых абонентов в построенной на комплексах цифровой связи объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными с множественным доступом и временным разделением каналов.The technical result of the invention is to increase the number of subscribers served in a unified system for exchanging reliable and timely data with multiple access and time division of channels built on digital communication complexes.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержащей К абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС), при этом каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержат фильтросогласующее устройство, выход которого через последовательно соединенные широкополосный малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и первый сигнальный процессор подключен к устройству объединения, генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот и хронизатора, а синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, выход хронизатора подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации, выход которого подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр подключен к входу передатчика, выход хронизатора соединен с соответствующими входами АЦП, ЦАП, синтезатора частот и центрального процессора с внешним входом/выходом, соответствующие выходы синтезатора частот подключены к синхровходам АЦП и ЦАП, первая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам фильтросогласующего устройства, широкополосного малошумящего усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора и устройства объединения, вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика и синтезатора частот, устройство объединения синхронизируется импульсами с соответствующего выхода хронизатора, выход устройства объединения АС является выходом АС, выход устройства объединения ЦС является выходом ЦС, дополнительно введены m АС, а в каждую АС и центральную станцию введены преобразователь ортогональных кодов, формирователь ортогональных кодов с информационными входами, высокочастотный коммутатор, соответствующие входы/выходы которого подключены к приемо-передающей антенне и второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, вход высокочастотного коммутатора подключен к выходу передатчика, а выход - к фильтросогласующему устройству, выход формирователя ортогональных кодов с информационными входами подключен к второму входу второго сигнального процессора, синхровход - к соответствующему выходу хронизатора, вход/выход управления и контроля - к второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, а информационный вход - к первому информационному выходу преобразователя ортогональных кодов, второй информационный выход преобразователя ортогональных кодов подключен к второму информационному входу устройства объединения, вход преобразователя ортогональных кодов подключен к первому сигнальному процессору, синхровход - к выходу хронизатора, вход/выход управления и контроля преобразователя ортогональных кодов подключен к первой шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, формирователь ортогональных кодов состоит из формирователя дискретных сигналов с информационными входами, соединенного с соответствующими входами кодера ортогональных сигналов и формирователя исходных фазово-манипулированных (ФМ) сигналов передающей стороны, выходы формирователя исходных ФМ сигналов передающей стороны через сумматор исходных ФМ сигналов соединены с входами кодера ортогональных сигналов, синхровходы формирователя дискретных сигналов, кодера ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ сигналов передающей стороны, сумматора исходных ФМ сигналов подключены к соответствующему выходу хронизатора, входы/выходы управления и контроля формирователя дискретных сигналов, кодера ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ сигналов передающей стороны, сумматора исходных ФМ сигналов подключены к второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, выход кодера ортогональных сигналов подключен к второму сигнальному процессору, к соответствующему входу формирователя дискретных сигналов подключен преобразователь ортогональных кодов, преобразователь ортогональных кодов состоит из последовательного соединенных устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, выходы которого подключены к сумматору дискретных сигналов приемной стороны, а входы - к формирователю исходных ФМ сигналов приемной стороны, выход сумматора дискретных сигналов соединен с соответствующим входом решающего порогового устройства, к управляющему входу которого подключен формирователь порога, при этом синхровходы устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ сигналов приемной стороны, сумматора дискретных сигналов, решающего порогового устройства и формирователя порога подключены к соответствующему выходу хронизатора, входы/выходы управления и контроля устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, сумматора дискретных сигналов, решающего порогового устройства, формирователя порога, формирователя исходных ФМ сигналов приемной стороны подключены к первой шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, вход устройства компенсации импульсной помехи подключен к первому сигнальному процессору, соответствующие выходы решающего порогового устройства подключены к формирователю ортогональных кодов и устройству объединения, формирователь ортогональных кодов на АС имеет n информационных входов, а формирователь ортогональных кодов на ЦС - L информационных входов, устройство объединения АС имеет n информационных выходов, а устройство объединения ЦС имеет (K+m)(n-3)L информационных выходов, приемо-передающие антенны всех АС системы по радиоэфиру соединены друг с другом и с приемо-передающей антенной ЦС.This technical result is achieved by the fact that in a known data transmission system with multiple access and time division of channels, containing K subscriber stations (AS) and a central station (CS), each subscriber station, like the central station, contains a filter matching device, output of which, through a series-connected broadband low-noise amplifier, analog-to-digital converter (ADC) and the first signal processor, is connected to a combining device, a clock generator, the outputs of which are connected to the clock inputs of the information signal shaper, frequency synthesizer and clock generator, and the clock input of the clock pulse generator is connected to the output of the signal receiver of global navigation satellite systems with an antenna, the output of the chronicizer is connected to the control input of the information signal shaper and to the clock input of the information source, the output of which is connected to the information input of the information signal shaper, the output of the information signal shaper is connected through a series-connected second signal processor, digital-to-analog converter (DAC) and filter are connected to the transmitter input, the output of the chronizer is connected to the corresponding inputs of the ADC, DAC, frequency synthesizer and central processor with external input/output, the corresponding outputs of the frequency synthesizer are connected to the clock inputs of the ADC and DAC, the first control bus of the central processor with an external input/output is connected to the corresponding inputs/outputs of the filter matching device, broadband low-noise amplifier, analog-to-digital converter, first signal processor and combining device, the second control bus of the central processor with external input/output is connected to the corresponding inputs/outputs of the information signal shaper, the second signal processor, DAC, filter, transmitter and frequency synthesizer, the combining device is synchronized by pulses from the corresponding output of the chronizer, the output of the AC combining device is the output of the AC, the output of the combining device of the CS is the output of the CS, m speakers are additionally introduced, and a converter is inserted into each speaker and the central station orthogonal codes, an orthogonal code generator with information inputs, a high-frequency switch, the corresponding inputs/outputs of which are connected to the transceiver antenna and the second control bus of the central processor with an external input/output, the input of the high-frequency switch is connected to the transmitter output, and the output is connected to the filter matching device , the output of the orthogonal code generator with information inputs is connected to the second input of the second signal processor, the synchronization input is connected to the corresponding output of the chronizer, the control and monitoring input/output is connected to the second control bus of the central processor with an external input/output, and the information input is to the first information output. orthogonal code converter, the second information output of the orthogonal code converter is connected to the second information input of the combining device, the input of the orthogonal code converter is connected to the first signal processor, the synchronization input is to the output of the chronizer, the control and monitoring input/output of the orthogonal code converter is connected to the first control bus of the central processor with external input/output, the orthogonal code generator consists of a discrete signal generator with information inputs connected to the corresponding inputs of the orthogonal signal encoder and the generator of the original phase-shift keyed (PM) signals of the transmitting side, the outputs of the source PM signal generator of the transmitting side through the adder of the original PM signals connected to the inputs of the encoder of orthogonal signals, the synchronizing inputs of the discrete signal generator, the encoder of the orthogonal signals, the shaper of the original PM signals of the transmitting side, the adder of the original PM signals are connected to the corresponding output of the chronizer, the inputs/outputs of control and monitoring of the discrete signal generator, the encoder of orthogonal signals, the shaper of the original PM signals of the transmitting side, the adder of the original PM signals are connected to the second control bus of the central processor with an external input/output, the output of the orthogonal signal encoder is connected to the second signal processor, an orthogonal code converter is connected to the corresponding input of the discrete signal generator, the orthogonal code converter consists of a serially connected device pulse noise compensation, interpolation device, amplitude normalizing device, decoder with correlation processing of orthogonal signals, the outputs of which are connected to the adder of discrete signals of the receiving side, and the inputs are connected to the generator of the original PM signals of the receiving side, the output of the discrete signal adder is connected to the corresponding input of the decision threshold device , to the control input of which a threshold shaper is connected, while the synchronizing inputs of the impulse noise compensation device, the interpolation device, the amplitude normalizing device, the decoder with correlation processing of orthogonal signals, the shaper of the original PM signals of the receiving side, the adder of discrete signals, the decision threshold device and the threshold shaper are connected to to the corresponding output of the chronicizer, inputs/outputs of control and monitoring of the impulse noise compensation device, interpolation device, amplitude normalizing device, decoder with correlation processing of orthogonal signals, discrete signal adder, threshold decision device, threshold shaper, source PM signal shaper of the receiving side are connected to the first bus control of a central processor with an external input/output, the input of the impulse noise compensation device is connected to the first signal processor, the corresponding outputs of the decision threshold device are connected to the orthogonal code generator and the combining device, the orthogonal code generator on the AC has n information inputs, and the orthogonal code generator on the DS - L information inputs, the speaker combining device has n information outputs, and the CS combining device has (K+m)(n-3)L information outputs, the transmitting and receiving antennas of all speakers of the system are connected via radio to each other and to the transmitting and receiving antenna CA antenna.

Структурная схема заявляемой системы представлена на фиг. 1, структурные схемы формирователя 26 (39) и преобразователя 27 (40) ортогональных кодов приведены на фиг. 2 и фиг. 3 соответственно, где обозначено:The block diagram of the proposed system is shown in Fig. 1, block diagrams of the shaper 26 (39) and the converter 27 (40) of orthogonal codes are shown in Fig. 2 and fig. 3 respectively, where it is indicated:

1 - абонентская станция (АС) в количестве (K+m) штук;1 - subscriber station (AU) in the number of (K+m) pieces;

2 - центральная станция (ЦС);2 - central station (CS);

3 - генератор тактовых импульсов;3 - clock generator;

4 - формирователь информационного сигнала;4 - information signal generator;

5 - синтезатор частот;5 - frequency synthesizer;

6 - хронизатор;6 - chronicizer;

7 - источник информации АС;7 - source of information AC;

8 - передатчик;8 - transmitter;

9 - приемо-передающая антенна;9 - transceiver antenna;

10 - высокочастотный коммутатор;10 - high-frequency switch;

11 - устройство объединения ЦС, (K+m)(N-3)L информационных выходов которого являются (K+m)(N-3)L информационными выходами центральной станции;11 - device for combining the central station, (K+m)(N-3)L information outputs of which are (K+m)(N-3)L information outputs of the central station;

12 - фильтросогласующее устройство;12 - filter matching device;

13 - широкополосный малошумящий усилитель;13 - broadband low-noise amplifier;

14 - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);14 - analog-to-digital converter (ADC);

15 - первый сигнальный процессор;15 - first signal processor;

16 - второй сигнальный процессор;16 - second signal processor;

17 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);17 - digital-to-analog converter (DAC);

18 - фильтр;18 - filter;

19 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;19 - receiver of signals from global navigation satellite systems with an antenna;

20 - первая шина управления центрального процессора 21 с внешним входом/выходом 22;20 - first control bus of the central processor 21 with external input/output 22;

23 - вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом 22;23 - second control bus of the central processor with external input/output 22;

24 - устройство объединения AC, n информационных выходов которого являются n информационными выходами абонентской станции;24 - AC combining device, n information outputs of which are n information outputs of the subscriber station;

25 - источник информации ЦС;25 - source of information CA;

26 - формирователь ортогональных кодов AC, n информационных входов которого являются n информационными входами абонентской станции;26 - generator of orthogonal codes AC, n information inputs of which are n information inputs of the subscriber station;

27 - преобразователь ортогональных кодов ЦС;27 - converter of orthogonal DS codes;

28 - кодер ортогональных сигналов;28 - encoder of orthogonal signals;

29 - формирователь исходных ФМ сигналов передающей стороны;29 - source generator of PM signals from the transmitting side;

30 - сумматор исходных ФМ сигналов передающей стороны;30 - adder of the original PM signals of the transmitting side;

31 - устройство компенсации импульсной помехи;31 - impulse noise compensation device;

32 - интерполяционное устройство;32 - interpolation device;

33 - амплитудное нормирующее устройство;33 - amplitude normalizing device;

34 - декодер с корреляционной обработкой ортогональных сигналов;34 - decoder with correlation processing of orthogonal signals;

35 - формирователь исходных ФМ сигналов приемной стороны;35 - generator of initial PM signals of the receiving side;

36 - сумматор дискретных сигналов приемной стороны;36 - adder of discrete signals from the receiving side;

37 - решающее пороговое устройство;37 - decisive threshold device;

38 - формирователь порога;38 - threshold driver;

39 - формирователь ортогональных кодов ЦС, L информационных входов которого являются L информационными входами центральной станции, L ≥K+m;39 - generator of orthogonal codes of the central station, L information inputs of which are L information inputs of the central station, L ≥K+m;

40 - преобразователь ортогональных кодов АС;40 - AC orthogonal code converter;

41 - формирователь дискретных сигналов с n (L) входами.41 - discrete signal generator with n (L) inputs.

Сущность изобретения заключается в том, чтобы увеличить количество обслуживаемых абонентов за счет применения ортогональных кодов в комплексах цифровой связи, используемых в объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными, не нарушая ее сигнально-кодовую конструкцию и алгоритма работы. Для реализации этого технического решения предлагается выделить из состава кадра два временных интервала (слота), в первом (по времени) из которых осуществляется прием кодированных ортогональных радиосигналов, а во втором - излучение сформированных кодированных радиосигналов. Разнесение этих слотов во времени необходимо для обработки принятой информации, съема данных с определенных датчиков АС или ЦС, формирования передаваемого сообщения и излучения в эфир в автоматическом режиме радиосигналов в выделенном интервале времени. Передаваемая информация формализуется, т.е. каждому сообщению на передающей стороне ставится в соответствие свой код, по которому на приемной стороне они различаются, восстанавливаются и распределяются по своим адресатам. Каждое сообщение, которое передается через физическую среду, кодируется определенным ортогональным кодом, что означает проведение обычной операции умножения числа на вектор. После кодирования через физическую среду передается не сообщение, а целый вектор, умноженный на значение сообщения. Использование кодирования сигнала ортогональными кодами дает возможность передавать на одной физической частоте одновременно несколько различных сигналов [6].The essence of the invention is to increase the number of subscribers served through the use of orthogonal codes in digital communication complexes used in a unified system for exchanging reliable and timely data, without violating its signal-code design and operating algorithm. To implement this technical solution, it is proposed to select two time intervals (slots) from the frame, in the first (in time) of which coded orthogonal radio signals are received, and in the second, the generated coded radio signals are emitted. The separation of these slots in time is necessary for processing received information, collecting data from certain AS or CS sensors, generating a transmitted message and automatically broadcasting radio signals in a designated time interval. The transmitted information is formalized, i.e. Each message on the transmitting side is assigned its own code, by which on the receiving side they are distinguished, restored and distributed to their recipients. Each message that is transmitted through a physical medium is encoded with a specific orthogonal code, which means that it performs the usual operation of multiplying a number by a vector. After encoding, it is not the message that is transmitted through the physical medium, but an entire vector multiplied by the value of the message. The use of signal encoding with orthogonal codes makes it possible to simultaneously transmit several different signals on one physical frequency [6].

Система работает следующим образом. При организации обмена данными между любой АС 1 и ЦС 2 в базе данных центрального процессора 21 с внешним входом/выходом 22 на ЦС 2 определяется наличие выбранной АС 1 в зоне обслуживания по присутствию соответствующего радиосигнала заданной частоты в определенном временном интервале (слоте). Если наличие радиосигнала подтверждается, то поступившие данные с источника 25 информации ЦС для соответствующей АС 1 передаются в выделенном слоте (заранее известном для всех АС в системе) и заданном диапазоне на известной рабочей частоте. При наличии данных на соответствующих L входах формирователя 39 ортогональных кодов ЦС 2, например, сигналов речевой связи или информации с датчиков, на выходе узла 39 формируется цифровое сообщение, которое имеет структуру и формат одинаковые с выходными данными узла 4 и совместно с информацией с выхода узла 4 поступают на вход второго сигнального процессора 16, где осуществляются операции помехоустойчивого кодирования, перемежения, скремблирования и другие, необходимые для создания пакета данных требуемого формата данных, согласованного с параметрами канала связи. Узлы 4, 5, 8, 16-18, 39 на ЦС 2 через шину 23 управляются командами с выхода центрального процессора 21. И по этой шине с указанных узлов снимаются сигналы контроля и соответствующие квитанции о режимах работы. С помощью полученных данных формируется сообщение, содержащее передаваемую с ЦС 2 на выбранную АС 1 информацию, адрес получателя, например, по номеру слота, а также адрес отправителя, например, по номеру канала на выходе источника 25 информации ЦС 2 или формирователя 39 ортогональных кодов.The system works as follows. When organizing data exchange between any AS 1 and CS 2 in the database of the central processor 21 with external input/output 22 on CS 2, the presence of the selected AS 1 in the service area is determined by the presence of a corresponding radio signal of a given frequency in a certain time interval (slot). If the presence of a radio signal is confirmed, then the received data from the CS information source 25 for the corresponding speaker 1 is transmitted in a dedicated slot (previously known for all speakers in the system) and a given range at a known operating frequency. If there is data at the corresponding L inputs of the generator 39 of the orthogonal codes of the CA 2, for example, voice communication signals or information from sensors, a digital message is generated at the output of node 39, which has the same structure and format as the output data of node 4 and together with information from the output of the node 4 are received at the input of the second signal processor 16, where the operations of noise-resistant coding, interleaving, scrambling and others necessary to create a data packet of the required data format, consistent with the parameters of the communication channel, are carried out. Nodes 4, 5, 8, 16-18, 39 on CC 2 are controlled via bus 23 by commands from the output of central processor 21. And via this bus, control signals and corresponding receipts about operating modes are removed from these nodes. Using the received data, a message is generated containing information transmitted from the CA 2 to the selected AS 1, the recipient's address, for example, by slot number, as well as the sender's address, for example, by the channel number at the output of the source 25 of the information of the CA 2 or the generator 39 of orthogonal codes.

На АС принимается радиосигнал, излученный с ЦС 2 с помощью антенны 9 и прошедший через управляемый с помощью центрального процессора 21 на АС 1 высокочастотный коммутатор 10. При получении управляющих сигналов с выхода центрального процессора 21 по шине 20 на АС 1 сообщения последовательно фильтруются в узле 12, усиливаются в узле 13, квантуются по амплитуде и дискретизируются во времени в узле 14, декодируются, деперемежаются, дескремблируются и выполняются другие операции в узле 15, необходимые для создания требуемого формата данных, согласованного с характеристиками узла 24. Затем сообщение приводится к требуемому формату в устройстве 24 объединения АС 1, с выхода которого n сообщений поступает на соответствующее оборудование АС 1.The speaker receives a radio signal emitted from the central processing unit 2 using antenna 9 and passed through a high-frequency switch 10 controlled by the central processor 21 on speaker 1. When receiving control signals from the output of the central processor 21 via bus 20 on speaker 1, the messages are sequentially filtered in node 12 , are amplified at node 13, amplitude quantized and time sampled at node 14, decoded, deinterleaved, descrambled, and other operations are performed at node 15 necessary to create the required data format consistent with the characteristics of node 24. The message is then converted to the required format at device 24 for combining AC 1, from the output of which n messages are sent to the corresponding equipment of AC 1.

При наличии информации на выходе источника 7 информации АС 1, например, речевой связи, или данных на выходе формирователя 4 информационного сигнала, с выхода центрального процессора 21 по шине 23 на АС 1 посылаются соответствующие управляющие сигналы на узлы 4, 5, 8, 10, 16, 17, 18 и с помощью этих узлов в заданном слоте формируется требуемое сообщение для выбранного объекта. При наличии данных на соответствующих n входах формирователя 26 ортогональных кодов АС, например, сигналов речевой связи или информации с датчиков, на выходе узла 26 формируется цифровое сообщение, которое имеет структуру и формат одинаковые с выходными данными узла 4 и совместно с информацией с выхода узла 4 поступают на второй и первый входы второго сигнального процессора 16, где осуществляются операции помехоустойчивого кодирования, перемежения, скремблирования и другие, необходимые для создания пакета данных требуемого формата данных, согласованного с параметрами канала связи. Узлы 4, 5, 8, 16-18, 26 через шину 23 управляются командами с выхода центрального процессора 21 на АС. И по этой шине с указанных узлов снимаются сигналы контроля и соответствующие квитанции о режимах работы. С помощью полученных данных формируется сообщение, содержащее передаваемую с АС 1 на выбранную АС или ЦС 2 информацию, адрес получателя и адрес отправителя, например, по виду ортогонального кода. Из полученных данных формируется сообщение, содержащее адрес получателя в заданном временном интервале (слоте). При приеме на ЦС 2 в соответствующих узлах осуществляются операции, аналогичные указанным выше при рассмотрении выполняемых функций на АС 1. Отличие заключается только в том, что в устройстве 11 объединения ЦС в дополнение к восстановлению формата данных осуществляются операции маршрутизации сообщений требуемому пользователю по одному из (K+m)(N-3)L информационных выходов ЦС 2. Кроме того, источник 7 информации АС 1, как и узел 4, предназначены для преобразования входного информационного сообщения в посылку длительностью менее заданного интервала времени для каждой конкретной абонентской станции или ЦС 2 соответственно за цикл (кадр) работы системы.If there is information at the output of the information source 7 of AC 1, for example, voice communication, or data at the output of the information signal driver 4, the corresponding control signals are sent from the output of the central processor 21 via bus 23 to AC 1 to nodes 4, 5, 8, 10, 16, 17, 18 and with the help of these nodes in a given slot the required message is generated for the selected object. If there is data at the corresponding n inputs of the generator 26 of orthogonal AC codes, for example, voice communication signals or information from sensors, a digital message is generated at the output of node 26, which has the same structure and format as the output data of node 4 and together with information from the output of node 4 are received at the second and first inputs of the second signal processor 16, where the operations of noise-resistant coding, interleaving, scrambling and others necessary to create a data packet of the required data format, consistent with the parameters of the communication channel, are carried out. Nodes 4, 5, 8, 16-18, 26 are controlled via bus 23 by commands from the output of the central processor 21 to the AC. And via this bus, control signals and corresponding receipts about operating modes are removed from the specified nodes. Using the received data, a message is generated containing information transmitted from AS 1 to the selected AS or CS 2, the recipient's address and the sender's address, for example, by type of orthogonal code. From the received data, a message is generated containing the recipient's address in a given time interval (slot). When receiving at the CA 2, the corresponding nodes carry out operations similar to those indicated above when considering the functions performed at the CA 1. The only difference is that in the CA unification device 11, in addition to restoring the data format, operations are carried out to route messages to the required user according to one of ( K+m)(N-3)L information outputs of the CA 2. In addition, the information source 7 of the CA 1, as well as node 4, are designed to convert the input information message into a parcel lasting less than a specified time interval for each specific subscriber station or CA 2 respectively, per cycle (frame) of system operation.

Узел 4 предназначен для формирования дискретного сообщения с выхода источника 7 информации в соответствующем слоте, чтобы его длительность умещалась в этом слоте с учетом защитных интервалов и согласовалась с требованиями к параметрам входных сигналов второго сигнального процессора 16. Приемо-передающая антенна 9 предназначена для преобразования энергии высокочастотных токов в антенно-фидерном тракте в режиме передачи в энергию свободно распространяющихся электромагнитных волн, а в режиме приема - для преобразования энергии свободно распространяющихся электромагнитных волн в энергию высокочастотных токов. Выходные сигналы синтезатора частот 5, тактируемого хронизатором 6 и управляемого центральным процессором 21, необходимы для формирования при наличии помех радиосигналов с псевдослучайно изменяющейся рабочей частотой (ППРЧ), формирования пачек импульсов для преобразования аналоговых сигналов в цифровые с помощью АЦП 14 и цифровых сигналов в аналоговые - с помощью ЦАП 17.Node 4 is designed to generate a discrete message from the output of the information source 7 in the appropriate slot, so that its duration fits in this slot, taking into account the guard intervals and is consistent with the requirements for the parameters of the input signals of the second signal processor 16. The transceiver antenna 9 is designed to convert high-frequency energy currents in the antenna-feeder path in the mode of transmitting the energy of freely propagating electromagnetic waves, and in the receiving mode - to convert the energy of freely propagating electromagnetic waves into the energy of high-frequency currents. The output signals of the frequency synthesizer 5, clocked by the chronizer 6 and controlled by the central processor 21, are necessary for generating, in the presence of interference, radio signals with a pseudo-randomly varying operating frequency (PRFC), generating bursts of pulses for converting analog signals into digital ones using an ADC 14 and digital signals into analog ones - using DAC 17.

Хронизатор 6 во всех (K+m) абонентских станциях 1 выдает разрешающие импульсы, в том числе импульсы, характеризующие начало каждого цикла и слота, на тактовые входы источников 7 информации, узлов 4, 5, 14, 15, 16, 17, 24, 26 и 40 в заданные для конкретной абонентской станции интервалы времени с периодом, равным одному циклу обмена. Хронизатор 6 ЦС 2 формирует разрешающие импульсы на тактовые входы источника 25 информации ЦС 2, узлов 4, 5, 11, 14, 15, 16, 17, 39 и 27 в соответствующих слотах в течение цикла обмена данными системы передачи с множественным доступом и временным разделением каналов. В устройстве 11 объединения ЦС 2 выделенные в первом сигнальном процессоре 15 информационные импульсы преобразуются в сообщения требуемого формата и распределяются на соответствующие выходы центральной станции в зависимости от адреса получателя.The chronicler 6 in all (K+m) subscriber stations 1 issues enabling pulses, including pulses characterizing the beginning of each cycle and slot, to the clock inputs of information sources 7, nodes 4, 5, 14, 15, 16, 17, 24, 26 and 40 at time intervals specified for a specific subscriber station with a period equal to one exchange cycle. The chronicizer 6 of the CS 2 generates enabling pulses to the clock inputs of the information source 25 of the CS 2, nodes 4, 5, 11, 14, 15, 16, 17, 39 and 27 in the corresponding slots during the data exchange cycle of the transmission system with multiple access and time division channels. In the device 11 for combining the central station 2, the information pulses selected in the first signal processor 15 are converted into messages of the required format and distributed to the appropriate outputs of the central station depending on the recipient address.

В центральных процессорах 21 в соответствии с информацией, заложенной через внешний вход/выход 22, формируются управляющие сигналы для реализации протоколов физического, канального и сетевого уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем в соответствующих узлах АС 1 и ЦС 2 для организации обмена данными с помощью известных операции, например, в работе [7]:In the central processors 21, in accordance with the information stored through the external input/output 22, control signals are generated for the implementation of physical, data link and network level protocols of the reference model of open systems interaction in the corresponding nodes AC 1 and CS 2 for organizing data exchange using known operations , for example, in [7]:

- кодирование и декодирование данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для коррекции ошибок;- encoding and decoding of data in signal processors 15 and 16 for error correction;

- кодирование и декодирование данных с внешних источников информации с помощью ортогональных кодов;- encoding and decoding data from external information sources using orthogonal codes;

- перемежение данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех;- data interleaving in signal processors 15 and 16 to combat packetization errors due to fading and impulse noise;

- скремблирование данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для выравнивания спектра передаваемого сигнала;- data scrambling in signal processors 15 and 16 to level the spectrum of the transmitted signal;

- формирование в сигнальных процессорах 15 и 16 ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для реализации адаптивных методов приема сообщения;- formation in signal processors 15 and 16 of a key synchronizing sequence and a preamble containing a known sequence for implementing adaptive methods of message reception;

- автоматическое включение режима ППРЧ при обнаружении помех в канале связи при мониторинге радиочастотного спектра в интервалах между сеансами связи;- automatic activation of the frequency converter mode when interference is detected in the communication channel when monitoring the radio frequency spectrum in the intervals between communication sessions;

- формирование в фильтрах 18 заданной формы огибающей каждого символа типа приподнятого косинуса для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала.- formation in filters 18 of a given shape of the envelope of each symbol such as a raised cosine to provide a given spectral mask of the emitted signal.

Сформированный для передачи радиосигнал с выхода фильтра 18 подают на вход передатчика 8, в котором с помощью управляющих воздействий центрального процессора 21 подготовлены условия для формирования радиосигнала требуемого уровня мощности, излучаемого через соответствующую антенну 9, входное сопротивление которой согласовано с выходным сопротивлением передатчика на рабочей частоте (адаптация по мощности при работе с абонентами, удаленными на разные расстояния от вызывающего объекта). Затем усиленный радиосигнал передается по радиоканалу. При необходимости для увеличения энергетического потенциала (повышения достоверности передачи информации) одновременно могут быть использованы, например, несколько передатчиков, работающих параллельно на соответствующее количество секторных антенн или фазированная антенная решетка.The radio signal generated for transmission from the output of the filter 18 is fed to the input of the transmitter 8, in which, using the control actions of the central processor 21, the conditions are prepared for the formation of a radio signal of the required power level, emitted through the corresponding antenna 9, the input impedance of which is matched with the output impedance of the transmitter at the operating frequency ( power adaptation when working with subscribers located at different distances from the calling object). The amplified radio signal is then transmitted over a radio link. If necessary, to increase the energy potential (increase the reliability of information transmission), for example, several transmitters operating in parallel on the corresponding number of sector antennas or a phased array antenna can be used simultaneously.

С помощью управляющих сигналов центрального процессора 21 на приемной стороне после прохождения через антенну 9, согласованную с помощью узла 12 с входным сопротивлением широкополосного малошумящего усилителя 13, высокочастотный коммутатор 10, радиосигнал отфильтровывается от помех соседних диапазонов также в узле 12, квантуется по амплитуде и дискретизируется во времени в АЦП 14 и поступает в первый сигнальный процессор 15, где в соответствии с известными процедурами [7] его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с коррекцией ошибок, проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок и в случае отсутствия ошибок формируют из него в узлах 11 или 24 необходимое пользователю сообщение, например, в соответствии с ISO 8208, предназначенное для передачи данных по протоколу Х.25. Для защиты от замираний радиосигнала (повышения достоверности передачи информации) одновременно могут быть использованы, например, несколько параллельно работающих приемных антенн, разнесенных в пространстве, и методы пространственно-временной обработки сигналов [8].Using the control signals of the central processor 21 on the receiving side, after passing through the antenna 9, matched by node 12 with the input impedance of the broadband low-noise amplifier 13, high-frequency switch 10, the radio signal is filtered from interference from neighboring bands also in node 12, quantized in amplitude and sampled in time in the ADC 14 and enters the first signal processor 15, where, in accordance with known procedures [7], it is demodulated, descrambled, deinterleaved, decoded with error correction, checked for the presence of errors not corrected by the decoder, and if there are no errors, it is formed from it in the nodes 11 or 24 a message required by the user, for example, in accordance with ISO 8208, intended for data transmission via the X.25 protocol. To protect against radio signal fading (increase the reliability of information transmission), for example, several parallel operating receiving antennas, spaced apart in space, and methods of spatio-temporal signal processing can be used simultaneously [8].

В центральном процессоре 21 хранятся и пополняются данные о собственных вычислительных, аппаратных возможностях и характеристиках ЦС 2 и всех АС 1, обслуживаемых системой, текущем состоянии эфира и алгоритмах действий, которые могут выполнять абоненты системы.The central processor 21 stores and updates data about its own computing, hardware capabilities and characteristics of the central station 2 and all AS 1 served by the system, the current state of the air and the algorithms of actions that can be performed by system subscribers.

При наличии в эфире помех с помощью ЦС 2 обеспечиваются: автоматический выбор рабочей частоты из списка разрешенных частот, случайный и резервированный доступ к каналу связи в режиме множественного доступа с временным разделением, передача на все АС 1 сведений о назначаемой новой рабочей частоте и автоматически включается режим ППРЧ (адаптация по частоте).If there is interference on the air, CA 2 provides: automatic selection of an operating frequency from the list of allowed frequencies, random and redundant access to a communication channel in time division multiple access mode, transmission to all speakers 1 of information about the assigned new operating frequency, and the mode is automatically turned on FRFC (frequency adaptation).

При передаче с ЦС 2 приоритетных сообщений для АС 1 в соответствии с принятыми в системе категориями срочности в источнике 25 информации ЦС 2 в заголовке сообщения формируется код запрета передачи других данных. Формирователи и преобразователи ортогональных кодов 26 и 40 на АС 1, 39 и 27 на ЦС 2 аналогичные по структуре, выполняемым функциям, отличаются только числом обрабатываемых сообщений.When transmitting priority messages from CA 2 to AS 1, in accordance with the categories of urgency accepted in the system, in the source 25 of information of CA 2, a code prohibiting the transmission of other data is formed in the message header. Generators and converters of orthogonal codes 26 and 40 on AS 1, 39 and 27 on AS 2 are similar in structure and functions, differing only in the number of processed messages.

В формирователях ортогональных кодов 26 и 39 (в узле 41) во входных сигналах сокращается избыточность сообщений, текстовые и речевые сообщения преобразуются в последовательность дискретных сигналов с амплитудой 0 и 1, которые поступают на первый вход кодера 28, на второй вход которого поступают кодовые фазоманипулированные (ФМ) сигналы с сумматора 30 исходных ФМ сигналов, объединяющего кодовые ФМ сигналы формирователя 29 исходных ФМ сигналов. Исходные ФМ сигналы формируются в виде ортогональных элементов производной системы сигналов, АКФ которых имеет малые боковые лепестки, путем перемножения (суммирования по модулю 2) поэлементно, например, двух фазоманипулированных кодов Уолша, обладающих свойствами ортогональности, и кода Баркера, имеющего автокорреляционную функцию с малыми боковыми лепестками [9].In the orthogonal code generators 26 and 39 (at node 41), the redundancy of messages in the input signals is reduced, text and voice messages are converted into a sequence of discrete signals with an amplitude of 0 and 1, which are supplied to the first input of the encoder 28, the second input of which receives phase-shift keyed codes ( FM) signals from the adder of 30 original FM signals, which combines the code FM signals of the shaper of 29 original FM signals. The original PM signals are formed in the form of orthogonal elements of the derivative system of signals, the ACF of which has small side lobes, by multiplying (summing modulo 2) element by element, for example, two phase-keyed Walsh codes with orthogonality properties, and a Barker code having an autocorrelation function with small side lobes petals [9].

В качестве базовых кодов могут быть выбраны, например, М=4 для кодов Уолша и код Баркера 4-го порядка N=4. Ширина спектра элементов выбранной производной системы сигналов определяется сверткой спектров соответственно кодов Уолша и Баркера, и будет определяться шириной спектра, определяемой длительностью одного дискретного элемента кода Баркера [9].For example, M=4 for Walsh codes and the 4th order Barker code N=4 can be selected as base codes. The width of the spectrum of elements of the selected derivative signal system is determined by convolution of the spectra of the Walsh and Barker codes, respectively, and will be determined by the width of the spectrum determined by the duration of one discrete element of the Barker code [9].

В сумматоре 30 исходных ФМ сигналов проводится совмещение во времени и суммирование, например, М=4 исходных ФМ сигналов при N=4. В результате этого образуется пакет параллельной сборки из N=4 дискретных сигналов с относительными амплитудами, равными -2 или 0, из которых формируется пакет кодового ФМ сигнала с амплитудами, равными -1 или 1.In the adder 30 of the original PM signals, time alignment and summation are carried out, for example, M=4 of the original PM signals at N=4. As a result, a package of parallel assembly is formed from N=4 discrete signals with relative amplitudes equal to -2 or 0, from which a package of code PM signal with amplitudes equal to -1 or 1 is formed.

В кодере 28 каждый дискретный двоичный сигнал преобразуется пакетом кодового ФМ сигнала в пакет ФМ сигнала сообщения из дискретных сигналов с одинаковыми амплитудами, равными -1 или 1. Сформированный таким образом пакет ФМ сигнала в кодере 28 может передаваться с помощью фазовой модуляции 2-ФМ в полосе пропускания системы радиосвязи.In encoder 28, each discrete binary signal is converted by a packet of coded PM signal into a packet of PM signal message of discrete signals with equal amplitudes equal to -1 or 1. The thus generated packet of PM signal in encoder 28 can be transmitted using 2-PM phase modulation in the band transmission of the radio communication system.

С выхода кодера 28 пакет ФМ сигналов подается на узел 16, где, например, осуществляются процедуры фазовой модуляции, например, типа 2-ФМ. Затем сигналы преобразуются в радиосигнал с помощью узлов 17 и 5, фильтруются узлом 18 в полосе пропускания системы радиосвязи и, пройдя передатчик 8, с помощью антенны 9 излучается на одной несущей частоте в канал связи.From the output of the encoder 28, a package of PM signals is supplied to node 16, where, for example, phase modulation procedures, for example, of the 2-PM type, are carried out. Then the signals are converted into a radio signal using nodes 17 and 5, filtered by node 18 in the passband of the radio communication system and, having passed the transmitter 8, using antenna 9, they are emitted at one carrier frequency into the communication channel.

Выход первого сигнального процессора 15 подключен к преобразователям ортогональных кодов 40 и 27 через устройство 31 компенсации импульсных помех, применение которого объясняется следующем образом. Импульсные помехи сосредоточены во времени и представляют собой случайную последовательность импульсов, имеющих случайные амплитуды, которые изменяются от минимума до максимума за время, соизмеримое со временем единичного интервала посылки, и следующих друг за другом через случайные интервалы времени. При этом импульсные помехи накладываются на полезный сигнал при фазовой демодуляции, что приводит к ошибкам при выделении информации [9].The output of the first signal processor 15 is connected to the orthogonal code converters 40 and 27 through a pulse noise compensation device 31, the use of which is explained as follows. Pulse noise is concentrated in time and represents a random sequence of pulses having random amplitudes, which vary from minimum to maximum over a time commensurate with the time of a single sending interval, and following each other at random time intervals. In this case, pulsed noise is superimposed on the useful signal during phase demodulation, which leads to errors in information extraction [9].

Однако, компенсация (вырезание или уменьшение уровня) импульсной помехи, совпадающей с дискретным сигналом сообщения, вызывает также ошибку при демодуляции, поэтому на выходе устройства 31 компенсации импульсных помех установлено интерполяционное устройство 32, которое, например, по двум (или нескольким) соседним отсчетам пакета дискретных сигналов восстанавливает информацию [10, 11].However, compensation (cutting or reducing the level) of impulse noise coinciding with a discrete message signal also causes an error during demodulation, therefore, at the output of the impulse noise compensation device 31, an interpolation device 32 is installed, which, for example, based on two (or several) adjacent packet samples discrete signals restores information [10, 11].

С выхода интерполяционного устройства 32 пакет ФМ видеосигнала поступает через амплитудное нормирующее устройство 33 на первый вход М=4 канального декодера 34 с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, на другие входы которого поступают М=4 исходных ФМ сигналов с формирователя 35 исходных ФМ сигналов приемной стороны.From the output of the interpolation device 32, the packet of PM video signal is supplied through the amplitude normalizing device 33 to the first input M=4 of the channel decoder 34 with correlation processing of orthogonal signals, the other inputs of which receive M=4 original PM signals from the source FM signal generator 35 of the receiving side.

За счет корреляционной обработки в М=4 канальном декодере 34 спектральные плотности помех и шума при умножении на копии исходных ФМ сигналов расширяются. В результате этого в полосе частот каждого канала коррелятора мощности помех и шума ослаблены в соответствии с величиной базы (для рассматриваемого примера) В=4, т.е. происходит увеличение отношения сигнал/шум на 6 дБ [9, 12, 13].Due to correlation processing in the M=4 channel decoder 34, the spectral densities of interference and noise when multiplied by copies of the original PM signals are expanded. As a result, in the frequency band of each correlator channel, the interference and noise powers are attenuated in accordance with the base value (for the example under consideration) B = 4, i.e. there is an increase in the signal-to-noise ratio by 6 dB [9, 12, 13].

С выхода М=4 канального декодера 34 с корреляционной обработкой дискретные сигналы в виде автокорреляционных функций и шумы поступают на вход сумматора 36 дискретных сигналов. При этом, за счет того, что боковые лепестки АКФ не превышают уровень 0,25 от основного лепестка и находятся в противофазе [9], при их суммировании на выходе М=4 канального декодера 34 с корреляционной обработкой боковые лепестки АКФ устраняются, так как автокорреляционные функции шума находятся в противофазе, как и боковые лепестки АКФ дискретных сигналов сообщения [9].From the output M=4 of the channel decoder 34 with correlation processing, discrete signals in the form of autocorrelation functions and noise are supplied to the input of the adder 36 of discrete signals. Moreover, due to the fact that the side lobes of the ACF do not exceed the level of 0.25 from the main lobe and are in antiphase [9], when they are summed at the output of the M=4 channel decoder 34 with correlation processing, the side lobes of the ACF are eliminated, since autocorrelation the noise functions are in antiphase, as are the side lobes of the ACF of discrete message signals [9].

В результате на выходе сумматора 36 дискретных сигналов обеспечивается увеличение отношения сигнал/шум не менее, чем в 4 раза, т.е. на 6 дБ [9].As a result, the output of the adder of 36 discrete signals provides an increase in the signal-to-noise ratio by at least 4 times, i.e. by 6 dB [9].

Таким образом, за счет применения в системах радиосвязи предложенной технологии общий выигрыш в отношении сигнал/шум в предлагаемой системе может потенциально составлять не менее 12 дБ [9], что подтверждает результаты сравнения помехозащищенности систем радиосвязи, построенных по предложенной технологии OCDM по сравнению с применением технологии OFDM в широкополосных системах радиосвязи, приведенные в [9, 14]. Это соответствует уменьшению вероятности битовой ошибки с P_b=10^-2 до P_b=10^-4в гауссовском канале связи при сохранении прежней вероятности достоверной передачи данных [3, 9].Thus, due to the use of the proposed technology in radio communication systems, the total gain in signal-to-noise ratio in the proposed system can potentially be at least 12 dB [9], which confirms the results of comparing the noise immunity of radio communication systems built using the proposed OCDM technology compared with the use of the technology OFDM in broadband radio communication systems, given in [9, 14]. This corresponds to a decrease in the probability of a bit error from P _b =10 ^-2 to P _b =10 ^-4 in a Gaussian communication channel while maintaining the same probability of reliable data transmission [3, 9].

С выхода сумматора 36 дискретные сигналы поступают на первый вход решающего порогового устройства 37, на второй вход которого поступает пороговое напряжение с формирователя 38 порога, выполненного, например, на цифро-аналоговом преобразователе. С выхода решающего порогового устройства 37 дискретные сигналы поступают на вход устройства объединения 11 и 24 ЦС 2 и АС 1 соответственно, где приводятся к формату, требуемому получателям информации.From the output of the adder 36, discrete signals are supplied to the first input of the threshold decision device 37, the second input of which receives the threshold voltage from the threshold driver 38, made, for example, on a digital-to-analog converter. From the output of the decisive threshold device 37, discrete signals are supplied to the input of the combining device 11 and 24 of the CS 2 and AC 1, respectively, where they are reduced to the format required by the recipients of the information.

При наличии в принятом сообщении признака ретрансляции после его анализа в центральном процессоре 21 выдается команда в сигнальные процессоры для установки соответствующей информации в определенный слот, если получатель входит в число АС или находится рядом с ЦС. В этом случае данные передаются на формирователь ортогональных кодов 26 в АС1 и в формирователь ортогональных кодов 39 в ЦС 2 для трансляции с помощью рассмотренных выше узлов нужному получателю информации.If the received message contains a relay sign, after analyzing it in the central processor 21, a command is issued to the signal processors to install the corresponding information in a specific slot if the recipient is one of the ACs or is located next to the CA. In this case, the data is transmitted to the orthogonal code generator 26 in AC1 and to the orthogonal code generator 39 in CA 2 for translation using the nodes discussed above to the desired recipient of the information.

Благодаря цифровой обработке сигналов в узлах 14, 15, 16, 17 и фильтра 18 в системе гарантируются каждой зарегистрированной АС 1 требуемые характеристики радиолинии связи, а именно, вероятность своевременной доставки сообщения с заданной достоверностью и требуемой скоростью потока сообщений. Число слотов зависит от заданной длительности сообщений, в которых должна быть сокращена избыточность, скорости передачи данных в канале распространения радиоволн, длительности защитных интервалов, предотвращающих наложения информации в соседних слотах. Чем меньше величина защитного интервала, тем выше скорость передачи информации и ее достоверность. Поэтому синхронизация работы всех узлов системы осуществляется на основе использования ЦС 2 и всеми АС 1 единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих приемников сигналов глобальной навигационной спутниковой системы [15]. Технология организации точной синхронной временной шкалы на ЦС 2 и АС 1, например, следующая. Секундными метками UTC синхронизируются генераторы 3 тактовых импульсов на ЦС 2 и АС 1. Эти импульсы используются в хронизаторе 6 для формирования временных шкал в каждом цикле работы системы для цифровой обработки сигналов, в том числе и слотов, для узлов 4, 5, 11, 14, 15, 16, 17, 21, 25, 39, 27 на ЦС 2 и для узлов 4, 5, 7, 14, 15, 16, 17, 21, 24, 26, 40 на АС 1. Точная синхронизация слотов, используемых для обмена данными между абонентами системы, и их запланированное использование для передачи и приема известно каждому пользователю.Thanks to digital signal processing in nodes 14, 15, 16, 17 and filter 18, the system guarantees each registered AS 1 the required characteristics of the radio communication link, namely, the probability of timely delivery of a message with a given reliability and the required message flow rate. The number of slots depends on the specified duration of messages in which redundancy must be reduced, the data transmission rate in the radio wave propagation channel, and the duration of guard intervals that prevent overlap of information in adjacent slots. The smaller the guard interval, the higher the speed of information transmission and its reliability. Therefore, the synchronization of the operation of all system nodes is carried out on the basis of the use of CS 2 and all SS 1 of a single global coordinated universal time (UTC), received from existing signal receivers of the global navigation satellite system [15]. The technology for organizing an accurate synchronous timeline on CA 2 and AC 1, for example, is as follows. The UTC second marks synchronize the generators of 3 clock pulses on CS 2 and AC 1. These pulses are used in the chronizer 6 to form time scales in each cycle of the system for digital signal processing, including slots, for nodes 4, 5, 11, 14 , 15, 16, 17, 21, 25, 39, 27 on AS 2 and for nodes 4, 5, 7, 14, 15, 16, 17, 21, 24, 26, 40 on AS 1. Precise synchronization of slots used for the exchange of data between system subscribers, and their planned use for transmission and reception is known to each user.

За счет введения в системе цифровой обработки сигнала обеспечивается выполнение следующих операций:By introducing digital signal processing into the system, the following operations are ensured:

- организуются дуплексные радиоканалы связи за счет разнесения направлений по частоте;- duplex radio communication channels are organized by dividing directions by frequency;

- обрабатываются и формируются сигналы (осуществляются операции: выбор слота, кодирование/декодирование, модуляция/демодуляция и перемежение/деперемежение, скремблирование/дескремблирование);- signals are processed and generated (operations are carried out: slot selection, encoding/decoding, modulation/demodulation and interleaving/deinterleaving, scrambling/descrambling);

- выполняются функции частотного преобразования и фильтрации радиосигналов;- functions of frequency conversion and filtering of radio signals are performed;

- осуществляется управление параметрами двухстороннего обмена данными (устанавливается режим связи, распределение АС 1 по слотам, вид модуляции и частота передачи, ширина полосы частот и т.д.);- the parameters of two-way data exchange are controlled (the communication mode is set, the distribution of AS 1 by slots, the type of modulation and transmission frequency, frequency bandwidth, etc.);

- осуществляется согласование выходного сопротивления передатчика и входного сопротивления фильтросогласующего устройства с параметрами антенно-фидерного тракта на всех рабочих частотах.- the output impedance of the transmitter and the input impedance of the filter matching device are matched with the parameters of the antenna-feeder path at all operating frequencies.

Одноименные узлы АС и ЦС имеют аналогичную структуру и выполняемые функции, отличаются только числом обрабатываемых сигналов.The AS and TS nodes of the same name have a similar structure and functions, differing only in the number of processed signals.

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования. Узлы 1-8, 11-25 одинаковые с прототипом.At the time of application submission, operating algorithms were developed. Nodes 1-8, 11-25 are the same as the prototype.

Вводимые узлы могут быть выполнены: узел 10 - на серийно выпускаемых изделиях, узлы 26-41 - на базе, например, матрицы шлюзов, программируемых полями (FPGA - Field Programmable Gate Array) по технологии PCI (VME), сигнальные процессоры 15, 16 на ИМС типа DSP ADSP-21060 (фирмы Analog Devices), узлы 3, 4, 5, 6, 12, 18 - на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) EPF10K50 (фирмы Altera), контроллеров AVR ATmega16 (фирмы Atmel) для контроля и управления процессом цифровой обработки сигналов (для модемов-кодеков, фильтров), АЦП 14 - на базе ИМС фирмы Linear Technology LTC2208 (16 бит, 130 МГц), ЦАП - на базе ИМС DAC-16FP. Заявляемое изобретение имеет следующие преимущества:The introduced nodes can be made: node 10 - on commercially produced products, nodes 26-41 - on the basis, for example, of a matrix of gates programmed by fields (FPGA - Field Programmable Gate Array) using PCI (VME) technology, signal processors 15, 16 on IC type DSP ADSP-21060 (Analog Devices), nodes 3, 4, 5, 6, 12, 18 - based on programmable logic integrated circuits (FPGAs) EPF10K50 (Altera), AVR ATmega16 controllers (Atmel) for control and control of the process of digital signal processing (for modems-codecs, filters), ADC 14 - based on the Linear Technology LTC2208 IC (16 bit, 130 MHz), DAC - based on the DAC-16FP IC. The claimed invention has the following advantages:

- увеличивается количество обслуживаемых абонентских станций с K до (K+m), причем m≥K, за счет применения ортогональных кодов в приемном и передающем слотах комплекса цифровой связи, используемого в объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными, без нарушения ее сигнально-кодовой конструкции и алгоритма работы;- the number of served subscriber stations increases from K to (K+m), with m≥K, due to the use of orthogonal codes in the receiving and transmitting slots of the digital communication complex used in the unified system for the exchange of reliable and timely data, without violating its signal-code design and operating algorithm;

- в одном слоте при использовании ортогональных кодов может быть передано m сообщений, причем m≥K;- in one slot, when using orthogonal codes, m messages can be transmitted, and m≥K;

- за счет введения в АС и ЦС формирователя и преобразователя ортогональных кодов, а также связи между ними, появилась возможность автоматической ретрансляции сообщений при соответствующем признаке в принятом сообщении;- due to the introduction of a generator and converter of orthogonal codes into the AS and DS, as well as the connection between them, it became possible to automatically relay messages with a corresponding sign in the received message;

- появилась возможность передавать данные на АС не с одного источника информации, а с п датчиков, в результате могут быть расширены сведения об общем состоянии АС;- it has become possible to transfer data to the AS not from one source of information, but from n sensors, as a result, information about the general condition of the AS can be expanded;

- осуществлена формализация передаваемой информации, т.е. сокращается избыточность данных и каждому сообщению на передающей стороне ставится в соответствие свой код, по которому на приемной стороне они различаются, восстанавливаются и распределяются по своим адресатам;- formalization of the transmitted information has been carried out, i.e. data redundancy is reduced and each message on the transmitting side is assigned its own code, by which on the receiving side they are distinguished, restored and distributed to their recipients;

- за счет применения на передающей и приемной сторонах процедур цифровой обработки сигналов совместно с фильтрацией сохраняется идентичность фазовых и амплитудных соотношений между квадратурными сигналами / и Q, осуществляется автоматическая коррекция амплитуды и фазы сигналов / и Q, что обеспечивает подавление спектральных составляющих в нерабочей полосе до уровня минус 90 дБ [16];- due to the use of digital signal processing procedures on the transmitting and receiving sides together with filtering, the identity of the phase and amplitude relationships between the quadrature signals / and Q is maintained, the amplitude and phase of the signals / and Q are automatically corrected, which ensures the suppression of spectral components in the non-operating band to the level minus 90 dB [16];

- информация о собственных вычислительных (программных), аппаратных возможностях и характеристиках других абонентов, результатах мониторинга текущего состояния эфира и автоматическое вынесение решения об алгоритме дальнейших действий (элемент искусственного интеллекта), которые могут выполнять абоненты системы позволяют обеспечить "гибкое" программируемое изменение конфигурации, осуществить быстрый переход с обработки одного вида сигналов на другие со сменой видов модуляции, кодирования и перемежения в зависимости от параметров радиоканала связи и существующей помеховой обстановки, ввести программным способом через внешний интерфейс новые режимы работы ЦС и АС;- information about one’s own computing (software), hardware capabilities and characteristics of other subscribers, the results of monitoring the current state of the air and automatic decision-making on the algorithm for further actions (an element of artificial intelligence) that subscribers of the system can perform, allowing for “flexible” programmable configuration changes to be carried out rapid transition from processing one type of signals to others with a change in types of modulation, coding and interleaving depending on the parameters of the radio communication channel and the existing interference environment, introduce new modes of operation of the CS and AS programmatically through an external interface;

- постоянное обновление массивов баз данных построение аппаратуры на принципах самообучения и программного выполнения основных функций, использования ортогональных кодов позволяет увеличить число абонентских станций и количество предоставляемых им услуг;- constant updating of database arrays; construction of equipment on the principles of self-learning and software execution of basic functions, the use of orthogonal codes makes it possible to increase the number of subscriber stations and the number of services provided to them;

- построение аппаратуры на принципах программного выполнения основных функций в узлах системы позволяет осуществить модернизацию оборудования системы, в том числе введение новых режимов модуляции, кодирования, перемежения, псевдослучайной перестройки рабочей частоты в пределах выделенного частотного ресурса и других функций с помощью перепрограммирования центральных процессоров.- building equipment on the principles of software execution of the main functions in the system nodes allows for the modernization of system equipment, including the introduction of new modes of modulation, coding, interleaving, pseudo-random tuning of the operating frequency within the allocated frequency resource and other functions using reprogramming of central processors.

Литература:Literature:

1. Борисов В.А. Радиотехнические системы передачи информации. - М.: Радио и связь, 1990, с. 227-232.1. Borisov V.A. Radio engineering systems for information transmission. - M.: Radio and communication, 1990, p. 227-232.

2. Патент РФ на изобретение №2012143, опубликовано: 29.03.1991.2. RF patent for invention No. 2012143, published: 03/29/1991.

3. Патент РФ на изобретение №2240653, опубликовано: 20.11.2004 Бюл. №32.3. RF patent for invention No. 2240653, published: November 20, 2004 Bull. No. 32.

4. Патент РФ на изобретение №2315428, опубликовано: 20.01.2008 Бюл. №2.4. RF patent for invention No. 2315428, published: 01/20/2008 Bull. No. 2.

5. Патент РФ на изобретение №2556872, опубликовано: 20.07.2015 Бюл. №20 (прототип).5. RF patent for invention No. 2556872, published: 07/20/2015 Bull. No. 20 (prototype).

6. Никитин Г.И. Применение функций Уолша в сотовых системах связи с кодовым разделением каналов: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб, 2003. 86 с.6. Nikitin G.I. Application of Walsh functions in cellular communication systems with code division of channels: Textbook. allowance / SPbGUAP. St. Petersburg, 2003. 86 p.

7. Кейстович А.В., Комяков А.В. Системы и техника радиосвязи в авиации: учеб. пособие - Нижний Новгород: НГТУ, 2012. - 236 с.7. Keistovich A.V., Komyakov A.V. Radio communication systems and technology in aviation: textbook. manual - Nizhny Novgorod: NSTU, 2012. - 236 p.

8. Кейстович А.В., Милов В.Р. Виды радиодоступа в системах подвижной связи. Учебное пособие для вузов - М.: Горячая линия - Телеком, 2015. - 278 с.8. Keistovich A.V., Milov V.R. Types of radio access in mobile communication systems. Textbook for universities - M.: Hotline - Telecom, 2015. - 278 p.

9. Патент РФ на изобретение №2720215, опубликовано: 28.04.2020 Бюл. №13.9. RF patent for invention No. 2720215, published: 04/28/2020 Bull. No. 13.

10. Радиотехнические методы передачи информации: Учебное пособие для вузов / В.А. Борисов, В.В. Калмыков, Я.М. Ковальчук и др.; Под ред. В.В. Калмыкова. М.: Радио и связь. 1990. 304 с.10. Radio engineering methods of information transmission: Textbook for universities / V.A. Borisov, V.V. Kalmykov, Ya.M. Kovalchuk et al.; Ed. V.V. Kalmykova. M.: Radio and communications. 1990. 304 p.

11. Гончаров В.Л. Теория интерполирования и приближения функций. М., 1954. 327 с.11. Goncharov V.L. Theory of interpolation and approximation of functions. M., 1954. 327 p.

12. Проксис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. 800 с.12. Proxy John. Digital communication. Per. from English/Ed. D.D. Klovsky. - M.: Radio and communication, 2000. 800 p.

13. Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа. - М.: Эко-Трендз, 2005. 384 с.13. Grigoriev V.A., Lagutenko O.I., Raspaev Yu.A. Networks and radio access systems. - M.: Eco-Trends, 2005. 384 p.

14. Николаев В., Гармонов А., Лебедев Ю. Системы широкополосного радиодоступа 4 поколения: выбор сигнально-кодовых конструкций, Концерн «Созвездие», Научно-технический журнал «Первая миля». Выпуск 5-6, 2010, 56-59 с.14. Nikolaev V., Garmonov A., Lebedev Yu. 4th generation broadband radio access systems: selection of signal-code structures, Concern “Constellation”, Scientific and technical journal “First Mile”. Issue 5-6, 2010, 56-59 p.

15. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, - 76 с.15. GPS - global positioning system. - M.: PRIN, 1994, - 76 p.

16. Скляр, Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2003. 1104 с.16. Sklyar, Bernard. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev.: Transl. from English - M.: Publishing house "William", 2003. 1104 p.

Claims

A data transmission system with multiple access and time division of channels, containing K subscriber stations (AS) and a central station (CS), with each subscriber station, as well as the central station, containing a filter matching device, the output of which is through a series-connected broadband low-noise amplifier, analog - a digital converter (ADC) and the first signal processor are connected to the combining device, a clock pulse generator, the outputs of which are connected to the clock inputs of the information signal generator, frequency synthesizer and clock generator, and the clock input of the clock pulse generator is connected to the output of the signal receiver of global navigation satellite systems with an antenna , the output of the chronicizer is connected to the control input of the information signal shaper and to the clock input of the information source, the output of which is connected to the information input of the information signal shaper, the output of the information signal shaper is connected through a series-connected second signal processor, a digital-to-analog converter (DAC) and a filter connected to the input transmitter, the output of the chronizer is connected to the corresponding inputs of the ADC, DAC, frequency synthesizer and central processor with external input/output, the corresponding outputs of the frequency synthesizer are connected to the synchronizing inputs of the ADC and DAC, the first control bus of the central processor with external input/output is connected to the corresponding inputs/outputs filter matching device, wideband low-noise amplifier, analog-to-digital converter, first signal processor and combiner, the second control bus of the central processor with external input/output is connected to the corresponding inputs/outputs of the information signal shaper, the second signal processor, DAC, filter, transmitter and synthesizer frequencies, the combining device is synchronized by pulses from the corresponding output of the chronizer, the output of the AC combining device is the output of the AC, the output of the CS combining device is the output of the CS, characterized in that additional m AC are introduced into the system, and an orthogonal code converter is introduced into each AC and the central station, a generator of orthogonal codes with information inputs, a high-frequency switch, the corresponding inputs/outputs of which are connected to the transmit-receive antenna and the second control bus of the central processor with an external input/output, the input of the high-frequency switch is connected to the output of the transmitter, and the output is connected to the filter matching device, the output of the shaper orthogonal codes with information inputs is connected to the second input of the second signal processor, the synchronization input is connected to the corresponding output of the chronizer, the control and monitoring input/output is connected to the second control bus of the central processor with an external input/output, and the information input is to the first information output of the orthogonal code converter , the second information output of the orthogonal code converter is connected to the second information input of the combining device, the input of the orthogonal code converter is connected to the first signal processor, the synchronization input is to the output of the chronizer, the control and monitoring input/output of the orthogonal code converter is connected to the first control bus of the central processor with an external input /exit,

The orthogonal code generator consists of a discrete signal generator with information inputs connected to the corresponding inputs of the orthogonal signal encoder and a generator of the original phase-shift keyed (PM) signals of the transmitting side, the outputs of the source PM signal generator of the transmitting side are connected to the inputs of the encoder through the adder of the original PM signals orthogonal signals, synchronizing inputs of the discrete signal shaper, orthogonal signal encoder, transmitting side source FM signal shaper, source FM signal adder are connected to the corresponding output of the chronicizer, control and monitoring inputs/outputs of the discrete signal shaper, orthogonal signal encoder, source FM signal shaper the transmitting side, the adder of the original FM signals are connected to the second control bus of the central processor with an external input/output, the output of the orthogonal signal encoder is connected to the second signal processor, an orthogonal code converter is connected to the corresponding input of the discrete signal generator,

an orthogonal code converter consists of a serially connected impulse noise compensation device, an interpolation device, an amplitude normalizing device, a decoder with correlation processing of orthogonal signals, the outputs of which are connected to the adder of discrete signals of the receiving side, and the inputs are connected to the generator of the original FM signals of the receiving side, the output of the adder of discrete signals is connected to the corresponding input of the decision threshold device, to the control input of which a threshold shaper is connected, while the synchronizing inputs of the impulse noise compensation device, interpolation device, amplitude normalizing device, decoder with correlation processing of orthogonal signals, source FM signal generator of the receiving side, discrete adder signals, a threshold decision device and a threshold shaper are connected to the corresponding output of the chronizer, control inputs/outputs of a pulse noise compensation device, an interpolation device, an amplitude normalizing device, a decoder with correlation processing of orthogonal signals, a discrete signal adder, a threshold decision device, a threshold shaper, the generator of the initial PM signals of the receiving side is connected to the first control bus of the central processor with an external input/output, the input of the impulse noise compensation device is connected to the first signal processor, the corresponding outputs of the decision threshold device are connected to the orthogonal code generator and the combining device,

the generator of orthogonal codes on the AS has n information inputs, and the generator of orthogonal codes on the DS has L information inputs, the device for combining the DS has n information outputs, and the device for combining the DS has (K+m)(n-3)L information outputs,

The transmitting and receiving antennas of all speakers of the system are connected via radio to each other and to the transmitting and receiving antenna of the CA.