Способ связи с шумоподобной несущей и устройство для осуществления способа
Номер патента: 6043
Опубликовано: 25.08.2005
Авторы: Копейкин Владимир Васильевич, Васильев Андрей Гервасиевич
Формула / Реферат
1. Способ связи в системе связи с шумоподобной несущей, содержащей по меньшей мере одно передающее устройство и по меньшей мере одно приемное устройство, заключающийся в том, что
назначают по меньшей мере одной паре приемного и передающего устройств код шумоподобной несущей, однозначно определенный для упомянутой пары приемного и передающего устройств,
в передающем устройстве
принимают от внешнего устройства информационное сообщение в виде двоичной последовательности,
формируют последовательность коротких импульсов с заданной частотой повторения,
модулируют последовательность коротких импульсов двоичной последовательностью для получения последовательности разнополярных импульсов, полярность которых определяется соответствующим логическим уровнем элементов двоичной последовательности,
формируют спектр последовательности разнополярных импульсов путем формирования на каждый импульс в соответствии с его полярностью прямой или инвертированной псевдослучайной последовательности (ПСП), соответствующей назначенному коду шумоподобной несущей, для получения непрерывной последовательности прямых и обратных ПСП, образующих шумоподобную несущую сигнала информационного сообщения,
излучают сформированный сигнал информационного сообщения на шумоподобной несущей,
в приемном устройстве
принимают сигнал информационного сообщения на шумоподобной несущей,
анализируют помеховую обстановку в полосе рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, и при наличии монохроматических помех на участках полосы рабочих частот режектируют упомянутые помехи в принятом сигнале,
осуществляют свертку принятого очищенного от помех сигнала с назначенным кодом шумоподобной несущей для выделения последовательности разнополярных импульсов, соответствующей переданному информационному сообщению, и
демодулируют выделенную последовательность разнополярных импульсов для получения двоичного информационного сигнала, соответствующего принятому сообщению.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расширение спектра в передающем устройстве осуществляют с помощью коррелятора, при этом при подаче на вход коррелятора положительного или отрицательного импульса, являющегося элементом последовательности разнополярных импульсов, на выходе коррелятора формируется прямая или соответственно инвертированная ПСП, образующая шумоподобную несущую.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что формирование ПСП осуществляют путем задержки каждого импульса, подаваемого на вход коррелятора, с помощью набора параллельно включенных линий задержки, время задержки каждой из которых соответствует временной позиции каждого из элементов ПСП, и инвертирования выходов отдельных линий задержки в соответствии с назначенным кодом шумоподобной несущей.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что анализ помеховой обстановки в полосе рабочих частот осуществляют с помощью спектроанализатора, включающего в себя набор параллельно включенных полосовых фильтров, выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки, при этом согласование полосы рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, с полосой анализа помеховой обстановки обеспечивают использованием одинаковых максимального и минимального времени задержки линий задержки в спектроанализаторе и в корреляторе приемника.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что режекцию помех в принятом сигнале осуществляют путем сравнения каждого из сигналов с выходов полосовых фильтров спектроанализатора с порогом, формируемым в виде усредненной спектральной плотности помех во всем диапазоне частот, и вычитания выходного сигнала, превысившего установленный порог, из принятого сигнала.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что демодуляцию выделенной последовательности разнополярных импульсов осуществляют сравнением полярностей текущего и предшествующего импульсов выделенной последовательности разнополярных импульсов и определением знака текущего элемента принятого сообщения на основе относительных полярностей упомянутых текущего и предшествующего импульсов.
7. Устройство связи с шумоподобной несущей, содержащее
передающее устройство, включающее в себя
источник информационного сообщения, представляющего собой двоичную последовательность,
формирователь последовательности коротких импульсов с заданной частотой повторения,
модулятор для модуляции последовательности коротких импульсов двоичной последовательностью для получения последовательности разнополярных импульсов, полярность которых определяется соответствующим логическим уровнем элементов двоичной последовательности,
средство для формирования спектра последовательности разнополярных импульсов, выполненное с возможностью формирования на каждый импульс полученной последовательности разнополярных импульсов соответственно прямой или инвертированной псевдослучайной последовательности (ПСП), соответствующей назначенному коду шумоподобной несущей, для получения непрерывной последовательности прямых и обратных ПСП, образующих шумоподобную несущую сигнала информационного сообщения, и
передающую широкополосную антенну для передачи сформированного сигнала информационного сообщения на шумоподобной несущей,
приемное устройство, включающее в себя
приемную широкополосную антенну для приема сигнала информационного сообщения на шумоподобной несущей,
средство свертки, предназначенное для свертки поданного на него сигнала с назначенным кодом шумоподобной несущей для выделения последовательности разнополярных импульсов, соответствующей переданному информационному сообщению,
демодулятор, предназначенный для демодуляции выделенной последовательности разнополярных импульсов для получения двоичного информационного сигнала, соответствующего принятому сообщению, и
средство синхронизации, предназначенное для выделения тактовых импульсов принятого сигнала и обеспечивающее подключение выхода средства свертки к входу демодулятора в моменты окончания свертки кода шумоподобной несущей с принятым сигналом,
отличающееся тем, что дополнительно содержит адаптивный преселектор, выполненный с возможностью анализа помеховой обстановки в полосе рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, и режекции упомянутых помех в принятом сигнале, при этом на средство свертки подается принятый очищенный от помех сигнал с шумоподобной несущей.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средство для формирования спектра представляет собой коррелятор передающего устройства, выполненный с возможностью формирования на каждый подаваемый его вход положительный или отрицательный импульс прямой или соответственно инвертированной ПСП, образующей шумоподобную несущую.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что коррелятор передающего устройства содержит набор параллельно включенных линий задержки, время задержки каждой из которых соответствует временной позиции каждого из элементов ПСП, и инверторы, включенные на выходах отдельных линий задержки в соответствии с назначенным кодом шумоподобной несущей.
10. Устройство по. 9, отличающееся тем, что средство свертки представляет собой коррелятор приемного устройства, выполненный с возможностью формирования в ответ на подаваемую на его вход прямую или инвертированную ПСП, образующие шумоподобную несущую, на выходе соответственно положительного или отрицательного импульса.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что коррелятор приемного устройства содержит набор параллельно включенных линий задержки, время задержки которых соответствует временной позиции соответствующих элементов зеркального кода ПСП, и инверторы, включенные на выходах отдельных линий задержки в соответствии с зеркальным кодом шумоподобной несущей.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что адаптивный преселектор содержит спектроанализатор, включающий в себя подключенный к широкополосной приемной антенне набор параллельно включенных полосовых фильтров, выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки, причем максимальное и минимальное время задержки соответствующих лиэшщ задержки в спектроанализаторе и в корреляторах приемного и передающего устройств одинаково, сумматор помех, связанный с выходами полосовых фильтров, набор пороговых устройств, своими входами связанных соответственно с выходами полосовых фильтров и сумматора помех, и набор последовательно соединенных вычитающих устройств, первый вход первого из которых соединен с выходом приемной широкополосной антенны, выход последнего - с входом коррелятора приемника, а вторые входы вычитающих устройств соединены с выходами соответствующих пороговых устройств.
13. Устройство по любому из пп.7-12, отличающееся тем, что демодулятор выполнен с возможностью сравнения полярностей текущего и предшествующего импульсоввыделенной последовательности разнополярных импульсов и определения знака текущего элемента принятого сообщения на основе относительных полярностей упомянутых текущего и предшествующего импульсов.
Текст
006043 Изобретение относится к электросвязи и предназначено для передачи информации с помощью шумоподобных сигналов в сверхширокой полосе частот. Известны способы и устройства связи, основанные на использовании сигналов с расширенным спектром. В частности, известно устройство связи и реализованный в нем способ связи, предназначенные для работы в сверхширокой полосе с использованием кодовой несущей (патент RU 2185033). На передающей стороне формируется широкополосный шумоподобный сигнал, представляющий собой непрерывную последовательность коротких видеоимпульсов малой скважности. Структурирование сигнала осуществляют изменением знака или амплитуды составляющих его импульсов, например, путем изменения полярности импульсов в соответствии с кодом передаваемого сообщения. Сформированная псевдослучайная последовательность коротких видеоимпульсов непосредственно излучается широкополосной антенной без использования модулируемой несущей. На приемной стороне принимаемый сигнал обрабатывается в фильтре, согласованном с псевдослучайной последовательностью, реализующем алгоритм оптимального приема на фоне нормального белого шума, при этом на выходе согласованного фильтра к моменту окончания двоичного сообщения формируется величина, пропорциональная интегралу свертки принятого сигнала с копией псевдослучайной последовательности. В известном устройстве уменьшение скважности и чередование знаков видеоимпульсов приближают сигнал по параметрам к широкополосному шуму и, следовательно, позволяет повысить энергетическую и структурную скрытность сигнала. Вместе с тем, в реальной ситуации, характеризуемой наличием мощных узкополосных источников помех, например, вещательных радиостанций, предусматриваемая известным устройством обработка становится не оптимальной для спектра принимаемого сигнала и помехи. Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для связи, осуществляемой в сверхширокой полосе частот с использованием шумоподобной несущей, обеспечивающих повышение надежности связи, увеличение помехозащищенности и скрытности сигналов в канале связи. Указанный результат достигается тем, что в способе связи в системе связи с шумоподобной несущей, содержащей по меньшей мере одно передающее устройство и по меньшей мере одно приемное устройство, назначают по меньшей мере одной паре приемного и передающего устройств код шумоподобной несущей, однозначно определенный для упомянутой пары приемного и передающего устройств, при этом в передающем устройстве принимают от внешнего устройства информационное сообщение в виде двоичной последовательности, формируют последовательность коротких импульсов с заданной частотой повторения, модулируют последовательность коротких импульсов двоичной последовательностью для получения последовательности разнополярных импульсов, полярность которых определяется соответствующим логическим уровнем элементов двоичной последовательности, формируют спектр последовательности разнополярных импульсов путем формирования на каждый импульс, в соответствии с его полярностью, прямой или инвертированной псевдослучайной последовательности (ПСП), соответствующей назначенному коду шумоподобной несущей, для получения непрерывной последовательности прямых и обратных ПСП, образующих шумоподобную несущую сигнала информационного сообщения, и излучают сформированный сигнал информационного сообщения на шумоподобной несущей, а в приемном устройстве принимают сигнал информационного сообщения на шумоподобной несущей, анализируют помеховую обстановку в полосе рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, и при наличии монохроматических помех на участках полосы рабочих частот режектируют упомянутые помехи в принятом сигнале, осуществляют свертку принятого очищенного от помех сигнала с назначенным кодом шумоподобной несущей для выделения последовательности разнополярных импульсов, соответствующей переданному информационному сообщению, и демодулируют выделенную последовательность разнополярных импульсов для получения двоичного информационного сигнала, соответствующего принятому сообщению. Расширение спектра в передающем устройстве предпочтительно осуществляют с помощью коррелятора, при этом при подаче на вход коррелятора положительного или отрицательного импульса, являющегося элементом последовательности разнополярных импульсов, на выходе коррелятора формируется прямая или соответственно инвертированная ПСП, образующая шумоподобную несущую. При этом формирование ПСП осуществляют путем задержки каждого импульса, подаваемого на вход коррелятора,с помощью набора параллельно включенных линий задержки, время задержки каждой из которых соответствует временной позиции каждого из элементов ПСП, и инвертирования выходов отдельных линий задержки в соответствии с назначенным кодом шумоподобной несущей. Анализ помеховой обстановки в полосе рабочих частот предпочтительно осуществляют с помощью спектроанализатора, включающего в себя набор параллельно включенных полосовых фильтров, выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки, при этом согласование полосы рабочих частот,определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, с полосой анализа помеховой обстановки обеспечивают использованием одинаковых максимального и минимального времени задержки линий задержки в спектроанализаторе и в корреляторе приемника. При этом режекцию помех в принятом сигнале осуществляют путем сравнения каждого из сигналов с выходов полосовых фильтров спектроанализатора с порогом, формируемым в виде усредненной спектральной плотности помех во всем диапазоне частот, и-1 006043 вычитания выходного сигнала, превысившего установленный порог, из принятого сигнала. Демодуляцию выделенной последовательности разнополярных импульсов предпочтительно осуществляют сравнением полярностей текущего и предшествующего импульсов выделенной последовательности разнополярных импульсов и определением знака текущего элемента принятого сообщения на основе относительных полярностей упомянутых текущего и предшествующего импульсов. Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что устройство связи с шумоподобной несущей, содержащее передающее устройство, включающее в себя источник информационного сообщения, представляющего собой двоичную последовательность, формирователь последовательности коротких импульсов с заданной частотой повторения, модулятор для модуляции последовательности коротких импульсов двоичной последовательностью для получения последовательности разнополярных импульсов, полярность которых определяется соответствующим логическим уровнем элементов двоичной последовательности, средство для формирования спектра последовательности разнополярных импульсов, выполненное с возможностью формирования на каждый импульс полученной последовательности разнополярных импульсов соответственно прямой или инвертированной псевдослучайной последовательности (ПСП), соответствующей назначенному коду шумоподобной несущей, для получения непрерывной последовательности прямых и обратных ПСП, образующих шумоподобную несущую сигнала информационного сообщения, и передающую широкополосную антенну для передачи сформированного сигнала информационного сообщения на шумоподобной несущей, и приемное устройство, включающее в себя приемную широкополосную антенну для приема сигнала информационного сообщения на шумоподобной несущей, средство свертки, предназначенное для свертки поданного на него сигнала с назначенным кодом шумоподобной несущей для выделения последовательности разнополярных импульсов,соответствующей переданному информационному сообщению, демодулятор, предназначенный для демодуляции выделенной последовательности разнополярных импульсов для получения двоичного информационного сигнала, соответствующего принятому сообщению, и средство синхронизации, предназначенное для выделения тактовых импульсов принятого сигнала и обеспечивающее подключение выхода средства свертки к входу демодулятора в моменты окончания свертки кода шумоподобной несущей с принятым сигналом, дополнительно содержит адаптивный преселектор, выполненный с возможностью анализа помеховой обстановки в полосе рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, и режекции упомянутых помех в принятом сигнале, при этом на средство свертки подается принятый очищенный от помех сигнал с шумоподобной несущей. Средство для формирования спектра предпочтительно представляет собой коррелятор передающего устройства, выполненный с возможностью формирования на каждый подаваемый на его вход положительный или отрицательный импульс прямой или соответственно инвертированной ПСП, образующей шумоподобную несущую. При этом коррелятор передающего устройства содержит набор параллельно включенных линий задержки, время задержки каждой из которых соответствует временной позиции каждого из элементов ПСП, и инверторы, включенные на выходах отдельных линий задержки в соответствии с назначенным кодом шумоподобной несущей. Средство свертки предпочтительно представляет собой коррелятор приемного устройства, выполненный с возможностью формирования в ответ на подаваемую на его вход прямую или инвертированную ПСП, образующие шумоподобную несущую, на выходе соответственно положительного или отрицательного импульса. При этом коррелятор приемного устройства содержит набор параллельно включенных линий задержки, время задержки которых соответствует временной позиции соответствующих элементов зеркального кода ПСП, и инверторы, включенные на выходах отдельных линий задержки в соответствии с зеркальным кодом шумоподобной несущей. Адаптивный преселектор предпочтительно содержит спектроанализатор, включающий в себя подключенный к широкополосной приемной антенне набор параллельно включенных полосовых фильтров,выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки, причем максимальное и минимальное время задержки соответствующих линий задержки в спектроанализаторе и в корреляторах приемного и передающего устройств одинаково, сумматор помех, связанный с выходами полосовых фильтров, набор пороговых устройств, своими входами связанных соответственно с выходами полосовых фильтров и сумматора помех, и набор последовательно соединенных вычитающих устройств, первый вход первого из которых соединен с выходом приемной широкополосной антенны, выход последнего - с входом коррелятора приемника, а вторые входы вычитающих устройств соединены с выходами соответствующих пороговых устройств. Демодулятор предпочтительно выполнен с возможностью сравнения полярностей текущего и предшествующего импульсов выделенной последовательности разнополярных импульсов и определения знака текущего элемента принятого сообщения на основе относительных полярностей упомянутых текущего и предшествующего импульсов. Изобретение основывается на следующих предпосылках. Традиционно системы связи используют монохроматическую несущую частоту, изменение параметров (модуляция) которой используется для переноса информационных сообщений. Использование монохроматической функции (несущей) позволяет простыми средствами (колебательным контуром, состоящим из катушки индуктивности и конденса-2 006043 тора) выделять из всех сигналов только составляющие, частота которых близка к собственной частоте контура (несущей). Такие системы связи называют узкополосными, так как энергия сигнала сосредоточена в узкой (относительно несущей) полосе частот. Вместе с тем, теория оптимального приема, разработанная В.А. Котельниковым, не накладывает никаких ограничений на форму передаваемого сигнала. Например, в задаче приема сигнала на фоне аддитивного белого шума качество обнаружения зависит только от спектральной плотности шума и энергии сигнала и не зависит от его формы и, следовательно, от полосы частот. Согласно теории оптимального приема, основой оптимального приемника является коррелятор(или, что то же самое, согласованный фильтр), который осуществляет математическую операцию свертки принимаемого сигнала с ожидаемым. До последнего времени использование в системах связи различных (немонохроматических) базисных функций тормозилось отсутствием простых корреляторов. В настоящее время, с появлением быстродействующей элементной базы и компьютеров, операция свертки может быть реализована микропроцессором, который с одинаковым успехом может выполнять функцию коррелятора не только для монохроматических, но и для любых несущих. Использованный в изобретении тип шумоподобной несущей представляет собой шумоподобные сигналы, значительно более близкие к нормальному белому шуму, чем, например, в известном решении по патенту США 5363108, использующем шумоподобную несущую в виде последовательности одинаковых узких видеоимпульсов большой скважности, расстояние между которыми подчинено псевдослучайному закону, что является признаком шумоподобной несущей (т.е. окраской), по которому производится корреляционная обработка. В противоположность этому, в изобретении используется последовательность видеоимпульсов одинаковой формы, но различного знака, следующих без перерыва. Порядок следования знаков видеоимпульсов, подчиняющихся псевдослучайному закону, является признаком несущей. Данный тип шумоподобной несущей значительно более близок к нормальному белому шуму и,как следствие, обеспечивает преимущества по основным параметрам системы связи, таким как помехозащищенность, скорость передачи, скрытность. Изобретение поясняется на примерах его осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее: фиг. 1 - структурная схема передающего устройства системы связи с шумоподобной несущей; фиг. 2 - временная диаграмма работы передающего устройства по фиг. 1; фиг. 3 - структурная схема приемного устройства системы связи с шумоподобной несущей; фиг. 4 - структурная схема варианта осуществления адаптивного преселектора, предназначенного для использования в приемном устройстве по фиг. 3. Устройство связи с шумоподобной несущей состоит из передающего и приемного устройств. В состав передающего устройства (фиг. 1) входит широкополосная антенна 1, коррелятор 2, модулятор 3,источник 4 сообщения и задающий генератор 5 импульсов. Схема коррелятора передающего устройства конструктивно полностью совпадает со схемой коррелятора приемного устройства. Отличие их заключается только в порядке следования кодовой последовательности. Если на корреляторе передатчика реализована какая-либо кодовая последовательность, начиная с минимальной линии задержки, то на корреляторе приемника реализована та же самая кодовая последовательность, но начиная с максимальной линии задержки. Если вести отсчет времени по передатчику (с минимальной линии задержки), а код передатчика назвать прямым, то код приемника (так же начиная с минимальной линии задержки), будет зеркальным, т.е. читаемым с конца к началу. Такие корреляторы называются сопряженными по коду. Коррелятор содержит систему параллельных линий задержки разной длины. Длина каждой линии задержки соответствует временной позиции элементов псевдослучайной последовательности. В схему приемного устройства (фиг. 3) входит широкополосная антенна 6, адаптивный преселектор 7, широкополосный усилитель 8, коррелятор 9, сопряженный по коду коррелятору 2 передающего устройства, коммутатор 10, демодулятор 11 и выходной блок 12. Выходной блок 12 служит для сопряжения премного устройства с внешним потребителем информации. В его функции входит (в зависимости от внешнего потребителя) преобразование уровней напряжения информационного сообщения, возможная буферизация и синхронизация с внешним потребителем. Коммутатор 10 управляется тактовыми импульсами, сформированными в системе синхронизации 13, состоящей из выпрямителя 14, сумматора 15, линии задержки 16, широкополосного усилителя 17 и порогового блока 18. Линия задержки 16 имеет длину, соответствующую длительности шумоподобного сигнала. Возможный вариант адаптивного преселектора представлен на фиг. 4. Он включает в себя спектроанализатор 19, представляющий собой набор из n полосовых фильтров, выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки 20-120-n, аналогичных линиям задержки коррелятора 9 приемника(или коррелятора 2 передатчика) с использованием также сумматоров 21-121-n и усилителей 22-122-n обратной связи. Аналогичность линий задержки корреляторов приемника (или передатчика, поскольку они конструктивно одинаковы) и адаптивного преселектора заключается в технологии их изготовления(например, это могут быть отрезки коаксиального кабеля, полосковые линии на текстолите, микрополосковые линии на поликоре и т.д.). Кроме того, адаптивный преселектор включает в себя сумматор 23 помех, пороговые устройства 24-124-n и вычитающие устройства 25-125-n. Для согласования полосы-3 006043 приемного (или передающего, поскольку в соответствии с теорией оптимального приема их полосы должны быть одинаковы) устройства с полосой спектроанализатора максимальная и минимальная линии задержки спектроанализатора и коррелятора приемного (или передающего) устройства должны быть одинаковыми, поскольку они определяют диапазон рабочих частот устройства. Минимальная линия задержки определяет верхнюю границу рабочих частот, а максимальная - их нижнюю границу. Однако количество промежуточных линий задержки и, следовательно, временной шаг между ними могут в общем случае различаться. В спектроанализаторе 19 количество линий задержки определяется полосой частот пропускания каждого фильтра (образованного элементами 20, 21, 22) и условием непрерывного перекрытия всего диапазона частот. В свою очередь, полоса пропускания фильтра определяется полосой частот режектируемой помехи. Для нормального функционирования устройства достаточно 10-20 линий задержки спектроанализатора 19. Устройство связи с шумоподобной несущей работает следующим образом. В задающем генераторе 5 передающего устройства генерируются короткие импульсы (фиг. 2 а), которые в модуляторе 3 могут изменять полярность (фиг. 2 б) в зависимости от передаваемого сообщения источника 4 сообщения. Скорость передачи информации и частота выработки импульсов задающим генератором 5 одинаковы, т.е. одному информационному сигналу соответствует один импульс задающего генератора 5. Модулятор 3 представляет собой управляемый инвертор амплитуды. В соответствии с передаваемой информацией он может либо пропустить короткий импульс без изменений, либо его инвертировать по амплитуде, то есть умножить на -1. Промодулированные импульсы со скоростью передачи информации поступают на вход коррелятора 2, на выходе которого в соответствии с кодом коррелятора формируется прямая (если входной импульс положительный) или обратная (если входной импульс отрицательный) псевдослучайная последовательность (фиг. 2 в). Сформированная таким образом последовательность поступает в широкополосную антенну 1 и излучается. В приемном устройстве (фиг. 3) сигнал с широкополосной приемной антенны 6 поступает на адаптивный преселектор 7, который анализирует помеховую обстановку в полосе рабочих частот и при наличии мощных монохроматических помех в полосе рабочих частот подключает полосовые фильтры спектроанализатора 19, выполненные на линиях задержки по схеме рециркулятора, к вычитающему устройству 7. Тем самым комбинация полосового фильтра (элементы 20, 21, 22) спектроанализатора и вычитающее устройство (25) реализуют режекторный фильтр, который удаляет помеху из канала коррелятора. В адаптивном преселекторе выходные сигналы полосовых фильтров (т.е. напряжения в соответствующей фильтру полосе частот) подаются на сумматор 23 помех, который вырабатывает порог, соответствующий осредненной спектральной плотности помех во всем диапазоне частот. Превышение этого порога в каком-либо полосовом фильтре означает появление в этом участке спектра мощной монохроматической станции, сигнал которой следует подавить. В этом случае соответствующее пороговое устройство 24-124-n подключает выход соответствующего фильтра к соответствующему вычитающему устройству 25-125-n, который вычитает из общего сигнала, поступающего с антенны 6, сигнал мешающей станции. Вычитающее устройство является двухвходовым сумматором, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства 24-124-n и имеет коэффициент передачи -1. Если в пороговом устройстве нет превышения сигнала с соответствующего полосового фильтра (случай отсутствия помех), на его выходе напряжение равно нулю, и вычитающее устройство 25-125-n пропускает сигнал без изменений. При наличии превышения пороговое устройство 24-1 24-n соединяет выход соответствующего фильтра со вторым входом вычитающего устройства 25-125-n, в результате чего и происходит подавление помехи. Принятый сигнал, очищенный от мощных монохроматических помех, поступает после усиления в широкополосном усилителе 8 на коррелятор 9. Коррелятор 9 приемного устройства по конструкции аналогичен коррелятору 2 передающего устройства, но в его регистр инверторов занесен зеркальный код (в электронном виде). Коррелятор 9 формирует последовательность импульсов, полярность которых соответствует элементам принимаемого информационного сообщения и которые должны демодулироваться демодулятором 11 путем сравнения знаков текущего и предшествующего отсчетов и определения на основе относительных полярностей знака сообщения. Выход коррелятора 9 подключается к демодулятору 11 в момент появления на выходе коррелятора корреляционного максимума с помощью коммутатора 10, управляемого импульсами синхронизации,которые вырабатываются системой 13 синхронизации. В системе 13 синхронизации однополярный сигнал после выпрямителя 14 складывается с задержанным на время длительности сообщения значением с коэффициентом, определяемым широкополосным усилителем 17. Общий коэффициент усиления в цепи обратной связи линии задержки 16 должен быть меньше единицы, тогда на выходе сумматора 15 реализуется рекурсивное накопление сигналов. Накопленная периодическая последовательность импульсов поступает на пороговый блок 18, формирующий стробирующие импульсы для коммутатора 10.-4 006043 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ связи в системе связи с шумоподобной несущей, содержащей по меньшей мере одно передающее устройство и по меньшей мере одно приемное устройство, заключающийся в том, что назначают по меньшей мере одной паре приемного и передающего устройств код шумоподобной несущей, однозначно определенный для упомянутой пары приемного и передающего устройств,в передающем устройстве принимают от внешнего устройства информационное сообщение в виде двоичной последовательности,формируют последовательность коротких импульсов с заданной частотой повторения,модулируют последовательность коротких импульсов двоичной последовательностью для получения последовательности разнополярных импульсов, полярность которых определяется соответствующим логическим уровнем элементов двоичной последовательности,формируют спектр последовательности разнополярных импульсов путем формирования на каждый импульс в соответствии с его полярностью прямой или инвертированной псевдослучайной последовательности (ПСП), соответствующей назначенному коду шумоподобной несущей, для получения непрерывной последовательности прямых и обратных ПСП, образующих шумоподобную несущую сигнала информационного сообщения,излучают сформированный сигнал информационного сообщения на шумоподобной несущей,в приемном устройстве принимают сигнал информационного сообщения на шумоподобной несущей,анализируют помеховую обстановку в полосе рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, и при наличии монохроматических помех на участках полосы рабочих частот режектируют упомянутые помехи в принятом сигнале,осуществляют свертку принятого очищенного от помех сигнала с назначенным кодом шумоподобной несущей для выделения последовательности разнополярных импульсов, соответствующей переданному информационному сообщению, и демодулируют выделенную последовательность разнополярных импульсов для получения двоичного информационного сигнала, соответствующего принятому сообщению. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расширение спектра в передающем устройстве осуществляют с помощью коррелятора, при этом при подаче на вход коррелятора положительного или отрицательного импульса, являющегося элементом последовательности разнополярных импульсов, на выходе коррелятора формируется прямая или соответственно инвертированная ПСП, образующая шумоподобную несущую. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что формирование ПСП осуществляют путем задержки каждого импульса, подаваемого на вход коррелятора, с помощью набора параллельно включенных линий задержки, время задержки каждой из которых соответствует временной позиции каждого из элементов ПСП, и инвертирования выходов отдельных линий задержки в соответствии с назначенным кодом шумоподобной несущей. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что анализ помеховой обстановки в полосе рабочих частот осуществляют с помощью спектроанализатора, включающего в себя набор параллельно включенных полосовых фильтров, выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки, при этом согласование полосы рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, с полосой анализа помеховой обстановки обеспечивают использованием одинаковых максимального и минимального времени задержки линий задержки в спектроанализаторе и в корреляторе приемника. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что режекцию помех в принятом сигнале осуществляют путем сравнения каждого из сигналов с выходов полосовых фильтров спектроанализатора с порогом, формируемым в виде усредненной спектральной плотности помех во всем диапазоне частот, и вычитания выходного сигнала, превысившего установленный порог, из принятого сигнала. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что демодуляцию выделенной последовательности разнополярных импульсов осуществляют сравнением полярностей текущего и предшествующего импульсов выделенной последовательности разнополярных импульсов и определением знака текущего элемента принятого сообщения на основе относительных полярностей упомянутых текущего и предшествующего импульсов. 7. Устройство связи с шумоподобной несущей, содержащее передающее устройство, включающее в себя источник информационного сообщения, представляющего собой двоичную последовательность,формирователь последовательности коротких импульсов с заданной частотой повторения,модулятор для модуляции последовательности коротких импульсов двоичной последовательностью для получения последовательности разнополярных импульсов, полярность которых определяется соответствующим логическим уровнем элементов двоичной последовательности,средство для формирования спектра последовательности разнополярных импульсов, выполненное с-5 006043 возможностью формирования на каждый импульс полученной последовательности разнополярных импульсов соответственно прямой или инвертированной псевдослучайной последовательности (ПСП), соответствующей назначенному коду шумоподобной несущей, для получения непрерывной последовательности прямых и обратных ПСП, образующих шумоподобную несущую сигнала информационного сообщения, и передающую широкополосную антенну для передачи сформированного сигнала информационного сообщения на шумоподобной несущей,приемное устройство, включающее в себя приемную широкополосную антенну для приема сигнала информационного сообщения на шумоподобной несущей,средство свертки, предназначенное для свертки поданного на него сигнала с назначенным кодом шумоподобной несущей для выделения последовательности разнополярных импульсов, соответствующей переданному информационному сообщению,демодулятор, предназначенный для демодуляции выделенной последовательности разнополярных импульсов для получения двоичного информационного сигнала, соответствующего принятому сообщению, и средство синхронизации, предназначенное для выделения тактовых импульсов принятого сигнала и обеспечивающее подключение выхода средства свертки к входу демодулятора в моменты окончания свертки кода шумоподобной несущей с принятым сигналом,отличающееся тем, что дополнительно содержит адаптивный преселектор, выполненный с возможностью анализа помеховой обстановки в полосе рабочих частот, определяемой шириной спектра шумоподобной несущей, и режекции упомянутых помех в принятом сигнале, при этом на средство свертки подается принятый очищенный от помех сигнал с шумоподобной несущей. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средство для формирования спектра представляет собой коррелятор передающего устройства, выполненный с возможностью формирования на каждый подаваемый его вход положительный или отрицательный импульс прямой или соответственно инвертированной ПСП, образующей шумоподобную несущую. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что коррелятор передающего устройства содержит набор параллельно включенных линий задержки, время задержки каждой из которых соответствует временной позиции каждого из элементов ПСП, и инверторы, включенные на выходах отдельных линий задержки в соответствии с назначенным кодом шумоподобной несущей. 10. Устройство по. 9, отличающееся тем, что средство свертки представляет собой коррелятор приемного устройства, выполненный с возможностью формирования в ответ на подаваемую на его вход прямую или инвертированную ПСП, образующие шумоподобную несущую, на выходе соответственно положительного или отрицательного импульса. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что коррелятор приемного устройства содержит набор параллельно включенных линий задержки, время задержки которых соответствует временной позиции соответствующих элементов зеркального кода ПСП, и инверторы, включенные на выходах отдельных линий задержки в соответствии с зеркальным кодом шумоподобной несущей. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что адаптивный преселектор содержит спектроанализатор, включающий в себя подключенный к широкополосной приемной антенне набор параллельно включенных полосовых фильтров, выполненных по схеме рециркуляторов на линиях задержки, причем максимальное и минимальное время задержки соответствующих линий задержки в спектроанализаторе и в корреляторах приемного и передающего устройств одинаково, сумматор помех, связанный с выходами полосовых фильтров, набор пороговых устройств, своими входами связанных соответственно с выходами полосовых фильтров и сумматора помех, и набор последовательно соединенных вычитающих устройств, первый вход первого из которых соединен с выходом приемной широкополосной антенны, выход последнего - с входом коррелятора приемника, а вторые входы вычитающих устройств соединены с выходами соответствующих пороговых устройств. 13. Устройство по любому из пп.7-12, отличающееся тем, что демодулятор выполнен с возможностью сравнения полярностей текущего и предшествующего импульсов выделенной последовательности разнополярных импульсов и определения знака текущего элемента принятого сообщения на основе относительных полярностей упомянутых текущего и предшествующего импульсов.
МПК / Метки
МПК: H04L 27/32, H04B 15/00
Метки: способа, несущей, способ, связи, устройство, шумоподобной, осуществления
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-6043-sposob-svyazi-s-shumopodobnojj-nesushhejj-i-ustrojjstvo-dlya-osushhestvleniya-sposoba.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ связи с шумоподобной несущей и устройство для осуществления способа</a>
Предыдущий патент: Трубчатый элемент для формирования пакетов, используемых при вакуумном упаковывании продуктов
Следующий патент: Ярмо с выполненным за одно целое с ним держателем неподвижного контакта
Случайный патент: Унифицированный электронный тренажер пзрк типа "игла"