×
14.06.2019
219.017.82de

Способ передачи информации широкополосными сигналами

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002691384
Дата охранного документа
13.06.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области радиотехники, в частности к системам обработки информации, использующим сложные широкополосные сигналы, и может найти применение в широкополосных помехозащищенных системах радиосвязи. Технический результат – повышение помехозащищенности системы связи при многолучевом распространении сигнала или воздействии узкополосных помех. Для этого на передающей стороне формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные псевдослучайные последовательности, сфазированные между собой: синхронизирующую, информационную и дополнительную; причем информационная и дополнительная последовательности квазиортогональны, а синхронизирующая последовательность совпадает с информационной, длины последовательностей одинаковы или длины информационной и дополнительной последовательности могут составлять целую часть результата деления длины синхронизирующей последовательности на целое число; причем информационную последовательность кодируют информацией, передаваемой за время, равное периоду ее повторения путем циклического сдвига относительно синхронизирующей или дополнительной последовательности на целое число тактов, определяемое передаваемым символом информации, и сложением по модулю два с дополнительным битом информации, кодированную последовательность складывают по модулю два с дополнительной последовательностью и манипулируют по фазе сигнал несущей частоты, сдвинутый по фазе на 90, который складывают с сигналом несущей частоты, манипулированный по фазе синхронизирующей последовательностью, полученный сигнал усиливают и передают по каналу связи; в приемном устройстве входной сигнал усиливают и преобразовывают по частоте, формируют сигнал тактовой частоты, из которого формируют сфазированнные между собой двоичные псевдослучайные последовательности: синхронизирующую, информационную и дополнительную; синхронизирующую последовательность фазируют с принимаемым сигналом, дополнительной последовательностью демодулируют усиленный и преобразованный по частоте входной сигнал, после чего определяют циклический сдвиг информационной последовательности и наличие инверсии, по которым определяют принятый символ информации и его дополнительный бит. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемый способ относится к области радиосвязи, использующей широкополосные фазоманипулированные сигналы на основе псевдослучайных последовательностей (ПСП). Способ может найти применение в системах радиосвязи, использующих подобные сигналы.

Общие принципы формирования и приема информации шумоподобными сигналами и устройства дискретной обработки ШПС неоднократно описаны в литературе, например, в [1, стр.341-354]. Способ передачи [1] по функциональности и алгоритму работы аналогичен заявляемому.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, описанный в [2], принятый за прототип.

Способ передачи заключается в следующем.

На передающей стороне формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют две квазиортогональные двоичные последовательности: синхронизирующую последовательность (СП) и информационную последовательность (ИП), сфазированные между собой; ИП кодируют путем циклического сдвига относительно СП на целое число тактов, определяемое символом информации, передаваемой за время, равное длительности одного периода ИП, и сложением по модулю два с дополнительным битом информации, полученной последовательностью манипулируют по фазе сигнал несущей частоты, сдвинутый по фазе на 900, и складывают с сигналом несущей частоты, манипулированным по фазе СП, после чего сигнал усиливают и передают по каналу связи;

в приемном устройстве входной сигнал усиливают, преобразуют по частоте, формируют сигнал тактовой частоты, из которого формируют две квазиортогональные двоичные псевдослучайные последовательности СП и ИП, сфазированные между собой, осуществляют фазирование СП с принимаемым сигналом, а также на каждом периоде повторения СП определяют циклический сдвиг ИП относительно СП и наличие инверсии ИП, по которым определяют принятый символ информации и его дополнительный бит.

Недостатком способа-прототипа являются последствия его технической реализации в системах связи, использующих широкополосные фазоманипулированные сигналы, а именно снижение помехозащищенности системы связи в радиоканалах с многолучевым распространением, а также при воздействии мощных узкополосных помех.

Известно, что в реальных приемных устройствах широкополосных фазоманипулированных сигналов для подавления узкополосных помех применяется метод режекции участков спектра, пораженных такими помехами. Эта операция приводит к расширению функции корреляции сигналов и, соответственно, снижению вероятности правильного определения его задержки, то есть передаваемой информации.

Кроме того, в радиоканалах с многолучевым распространением при отсутствии в приемном устройстве функции сложения лучей возможны ошибки в приеме информации за счет того, что приемное устройство синхронизировалось по одному (наибольшему по мощности) из лучей, а мощность другого луча впоследствии возрастает до уровня, соизмеримого или превышающего уровень мощности этого луча.

Исследуем функционирование способа-прототипа. Предположим, что на вход приемника помимо основного сигнала приходит отраженный, совпадающий с основным по фазе несущей частоты и задержанный на целое число элементов ПСП. Тогда входной сигнал в способе-прототипе можно представить в виде

(1)

где a – амплитуда основного сигнала;

aОТ – амплитуда отраженного сигнала;

τ –длительность элемента ПСП;

f – несущая частота;

kτ – задержка отражения луча;

– шумовая или помеховая составляющая.

Функция взаимной корреляции с информационной последовательностью имеет вид:

(2)

где П(n) – случайные величины;

R(n) – автокорреляционная функция последовательности ИП;

N – длина последовательности.

Из (2) видно, что функция взаимной корреляции имеет два пика:

(3)

Для остальных n можно считать

(4)

Нетрудно показать, что П(n) являются независимыми гауссовскими случайными величинами с нулевым средним и одинаковой дисперсией σ.

Правильный прием информации осуществляется только в том случае, если

(5)

В силу независимости П(n) вероятность такого события

(6)

где

(7)

Вычисляем далее и получим

(8)

где

(9)

Поэтому

(10)

Вероятность ошибки

(11)

Расчеты (1-11) поясняются фиг. 1, где показаны зависимости требуемого отношения сигнал/шум q (в децибелах) на входе решающей схемы от относительного уровня отраженного луча для обеспечения заданной вероятности ошибки Pош≤10-3 при длине последовательности N = 127 (для остальных N результаты получаются аналогичными).

Из фиг.1 видно увеличение требуемого отношения сигнал/шум при увеличении относительного уровня отраженного луча. Поскольку величина требуемого отношения сигнал/шум на входе решающей схемы определяет помехозащищенность системы связи, можно говорить о сниженной помехозащищенности при многолучевом распространении сигнала.

В заявляемом изобретении решается задача повышения помехозащищенности системы связи в результате снижения уровня ошибок, обусловленных указанными недостатками.

Достигаемый при использовании изобретения технический результат – повышение помехозащищенности системы связи при многолучевом распространении сигнала или воздействии узкополосных помех. Кроме того, заявленный способ позволяет использовать две одинаковые последовательности ИП и СП, использовать последовательности длиной 2n-1 элементов, использовать ИП, имеющую длину равную целой части результата деления длины СП на целое число, что позволяет повысить скорость передачи информации.

Для решения поставленной задачи в способе передачи, заключающемся в том, что на передающей стороне

формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют две квазиортогональные двоичные последовательности СП и ИП, сфазированные между собой; ИП кодируют путем циклического сдвига относительно СП на целое число тактов, определяемое символом информации, передаваемой за время, равное длительности одного периода ИП, и сложением по модулю два с дополнительным битом информации, кроме того, синхронизирующей последовательностью манипулируют фазу сигналом несущей частоты и складывают с манипулированным по фазе сигналом несущей частоты, сдвинутым по фазе на 900, усиливают и передают по каналу связи;

и дополнительно согласно изобретению, из сигнала тактовой частоты формируют дополнительную двоичную псевдослучайную последовательность (ДП) квазиортогональную ИП и сфазированную с СП, складывают ее по модулю два с кодированной ИП, после чего манипулируют по фазе сигнал несущей частоты, сдвинутый по фазе на 900,

на приемной стороне

входной сигнал усиливают, преобразуют по частоте, формируют сигнал тактовой частоты, из которого формируют две квазиортогональные двоичные псевдослучайные последовательности СП и ИП, сфазированные между собой, осуществляют фазирование СП с принимаемым сигналом, а также на каждом периоде повторения СП определяют циклический сдвиг ИП относительно СП и наличие инверсии ИП, по которым определяют принятый символ информации и его дополнительный бит,

и дополнительно согласно изобретению,

из сигнала тактовой частоты формируют дополнительную двоичную псевдослучайную последовательность (ДП), сфазированную с СП, а входной сигнал, усиленный и преобразованный по частоте, манипулируют по фазе дополнительной последовательностью, после чего осуществляют определение циклического сдвига ИП и ее инверсии.

Преимущества заявленного способа поясняются следующими расчетами.

Сигнал на входе приемника имеет вид (аналогично сигналу (1)):

(12)

где ДП(t) – дополнительная последовательность.

Соответственно, по аналогии с (2), функция взаимной корреляции с ИП имеет вид:

(13)

При использовании М-последовательностей вычисления упрощаются. Используем свойство М-последовательностей, заключающееся в том, что сумма по модулю два циклически сдвинутых М-последовательностей порождает ту же последовательность. Преобразуем:

(14)

Получим:

(15)

где ВИП, ДП – одно из значений функции взаимной корреляции ИП и ДП, гораздо меньшее, чем R(0) = N, и можно считать, что

.(16)

При этом вероятность ошибки при приеме составляет

, (17)

что соответствует начальным точкам кривых на фиг.1.

Таким образом, наличие многолучевого распространения сигнала не приводит к снижению помехозащищенности системы связи.

Кроме того, в заявленном способе передачи можно использовать две одинаковые основные последовательности, так как применение дополнительной последовательности делает СП и квазиортогональными.

Кроме того, в заявленном способе передачи можно использовать последовательности, имеющие длину 2n-1, поскольку при длине последовательности 2n-1 для одного 2n из информационных символов кодированную ИП можно преобразовывать в постоянную величину, равную дополнительному биту информации, так как последовательность из одинаковых элементов квазиортогональна ИП, и суммирование с дополнительной последовательностью сохраняет свойства шумоподобности сигнала.

Кроме того, в заявленном способе передачи можно использовать ИП и ДП, имеющие длину равную целой части результата деления длины СП на целое число, и на каждом периоде повторения ИП осуществлять ее циклический сдвиг относительно ДП, соответствующий новому передаваемому символу информации, и сложение по модулю два с новым дополнительным битом информации. Взаимное расположение синхронизирующей и дополнительной последовательностей показано на фиг.2. В этом случае повышается скорость передачи информации.

Таким образом, способ позволяет повысить помехозащищенность системы связи, находящейся в условиях многолучевого распространения сигнала. Кроме того, способ позволяет использовать две одинаковые основные последовательности, использовать последовательности длиной 2n-1 элементов, повысить скорость передачи информации.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. В.Б. Пестряков, В.П. Афанасьев, В.Л. Гурвиц и др. «Шумоподобные сигналы в системая передачи информации» – 1973, 424с.

2. Патент РФ №2279183 Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами: H04B 1/10, H04B 7/216 / Р.П. Николаев, А.Р. Попов; заявитель(и) и патентообладатель(и) Р.П. Николаев, А.Р. Попов. Заявка 2004126633/09, 06.09.2004, опубл.27.06.2006, Бюл.№18.


Способ передачи информации широкополосными сигналами
Способ передачи информации широкополосными сигналами
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 105 items.
20.04.2015
№216.013.4308

Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания перспективных радиосредств с программируемой архитектурой с цифровой обработкой сигналов непосредственно на радиочастоте в условиях воздействия блокирующих сигналов для обеспечения устойчивой радиосвязи в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548658
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.430a

Приемное устройство широкополосных сигналов

Изобретение относится к области приема широкополосных сигналов при воздействии сосредоточенных помех в полосе приема. Техническим результатом является минимизация искажения корреляционной функции принимаемого сигнала после прохождения сигнала через адаптивный фильтр при сохранении принципа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548660
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.44d6

Средство передачи данных телекоммуникационной сети и телекоммуникационная сеть

Изобретение относится к многопротокольным телекоммуникационным средствам передачи данных. Технический результат заключается в обеспечении построения сети передачи данных без задания частот вещания и параметров входящих в нее радиостанций. В системе с учетом навигационной информации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549120
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.06.2015
№216.013.5b42

Способ и устройство защиты подвижного объекта наземной военной техники

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано для защиты военной техники. Устройство защиты подвижного объекта наземной военной техники содержит приемные головки регистрации лазерного подсвета объекта, блок обработки информации и задания направления стрельбы, блок запуска гранат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554903
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.09.2015
№216.013.7861

Узконаправленная антенна увч-квч диапазонов на основе объемного рефлектора

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано, например, в системах мобильной, сотовой связи, а также в радиорелейных системах. Технический результат - упрощение схемы питания панельных антенн, уменьшение поперечных размеров и увеличение коэффициента усиления антенны. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562406
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.79e7

Радиоприемное устройство с непрерывной автоматической регулировкой восприимчивости

Изобретение относится к технике приема и обработки радиосигналов и может быть использовано для создания перспективных радиосредств с программируемой архитектурой с цифровой обработкой сигналов в условиях воздействия блокирующих сигналов с динамически изменяющимся уровнем и априорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562796
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.01.2016
№216.013.9ff0

Способ передачи энергии оптического излучения через неоднородную среду

Изобретение относится к области оптики. Технический результат состоит в увеличении дальности передачи энергии электромагнитного излучения оптического диапазона, снижении потерь передачи его через атмосферу. Для этого с помощью лазерного излучателя создают завихренное оптическое поле с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572586
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.04.2016
№216.015.36c8

Способ и устройство защиты радиолокационной станции

Заявляемые изобретения относятся к области вооружений, в частности к защите подвижных наземных радиолокационных станций (РЛС) от противорадиолокационных ракет (ПРР) постановкой отвлекающих помеховых передатчиков. Достигаемый технический результат - повышение вероятности защиты РЛС от ПРР....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581704
Дата охранного документа: 20.04.2016
12.01.2017
№217.015.5ade

Способ беспроводной связи в системе с распределенными входами и распределенными выходами

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для создания систем беспроводной связи с распределенными входами и распределенными выходами, содержащих базовую станцию с M приемопередатчиками и N абонентских устройств, где N меньше или равно M. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589850
Дата охранного документа: 10.07.2016
24.08.2017
№217.015.94f2

Способ выделения сигнала в условиях воздействия помех путем компенсации помехи за счет аппроксимации значения ее амплитуды

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах связи. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости систем связи в условиях воздействия помех и повышение скорости передачи информации. Способ выделения сигнала в условиях воздействия помех путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608553
Дата охранного документа: 23.01.2017
Showing 1-10 of 16 items.
20.03.2013
№216.012.3033

Устройство управления и мониторинга широкополосных помехозащищенных систем

Изобретение относится к области автоматизации процессов управления и мониторинга сложных радиотехнических систем и может найти применение в широкополосных помехозащищенных системах. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, заключающихся в возможности проверки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477874
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2014
№216.012.b0b9

Способ адаптивного управления по пид-закону и система для его реализации

Изобретения относятся к области автоматизированного управления сложными информационными устройствами, использующими ПИД-законы регулирования, и могут найти применение в радиотехнических системах с хаотической динамикой реализации своих целевых функций в условиях интенсивного информационного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510956
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.06.2019
№219.017.8c9c

Приёмное устройство широкополосных сигналов

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к системам обработки информации, использующим сложные широкополосные сигналы, и может найти применение в широкополосных помехозащищенных устройствах радиосвязи. Изобретение предназначено для уменьшения времени обнаружения сигнала и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691731
Дата охранного документа: 18.06.2019
20.06.2019
№219.017.8cd1

Устройство формирования и обработки широкополосных сигналов

Изобретение относится к помехозащищенным системам радиосвязи, использующим шумоподобные фазоманипулированные сигналы, и может найти применение в помехозащищенных системах радиосвязи. Достигаемый технический результат - возможность формировать и обрабатывать сигналы, объем алфавита и база...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691733
Дата охранного документа: 18.06.2019
26.07.2019
№219.017.b973

Способ защиты от узкополосных и импульсных помех для цифрового приёмника

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах радиосвязи для передачи данных по радиоканалу в условиях воздействия комплекса преднамеренных помех. Технический результат - обеспечение помехоустойчивого режима работы радиоприёмной аппаратуры. В способе защиты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695542
Дата охранного документа: 24.07.2019
01.08.2019
№219.017.bb49

Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к системам обработки информации, использующим сложные широкополосные сигналы, и может найти применение в широкополосных помехозащищенных системах радиосвязи. Достигаемый технический результат – повышение скорости передачи информации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696021
Дата охранного документа: 30.07.2019
12.09.2019
№219.017.ca20

Способ формирования сигналов с расширенным спектром

Изобретение относится к помехозащищённым системам связи и может быть использовано для формирования сигналов с расширенным спектром. Технический результат – повышение скорости передачи информации и разведзащищённости, снижение уровня внеполосного излучения. Способ формирования состоит в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699819
Дата охранного документа: 11.09.2019
12.09.2019
№219.017.ca5c

Способ формирования сигналов с расширенным спектром

Изобретение относится к помехозащищённым системам связи и может быть использовано для формирования сигналов с расширенным спектром. Технический результат – повышение скорости передачи информации и разведзащищенности, понижение уровня внеполосного излучения. Способ формирования заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699817
Дата охранного документа: 11.09.2019
12.09.2019
№219.017.ca73

Способ формирования сигналов с расширенным спектром

Изобретение относится к помехозащищённым системам связи и может быть использовано для формирования сигналов с расширенным спектром. Технический результат – повышение скорости передачи информации и разведзащищенности, понижение уровня внеполосного излучения. Способ формирования заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699818
Дата охранного документа: 11.09.2019
12.09.2019
№219.017.ca83

Способ расширения спектра сигналов

Изобретение относится к помехозащищённым системам связи и может быть использовано для формирования сигналов с расширенным спектром. Технический результат – повышение скорости передачи информации и разведзащищенности, понижение уровня внеполосного излучения. Способ формирования состоит в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699816
Дата охранного документа: 11.09.2019
+ добавить свой РИД