RU2699819C1 - Method of generating signals with a spread spectrum - Google Patents
Method of generating signals with a spread spectrum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699819C1 RU2699819C1 RU2018139831A RU2018139831A RU2699819C1 RU 2699819 C1 RU2699819 C1 RU 2699819C1 RU 2018139831 A RU2018139831 A RU 2018139831A RU 2018139831 A RU2018139831 A RU 2018139831A RU 2699819 C1 RU2699819 C1 RU 2699819C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sequences
- information
- synchronizing
- signals
- sequence
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 229920006261 self reinforced polyphenylene Polymers 0.000 claims description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009268 pathologic speech processing Effects 0.000 description 8
- 208000032207 progressive 1 supranuclear palsy Diseases 0.000 description 8
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 101001086861 Hydrogenobacter thermophilus (strain DSM 6534 / IAM 12695 / TK-6) Putative phosphoserine phosphatase 2 Proteins 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 101100148121 Caenorhabditis elegans rsp-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100148128 Caenorhabditis elegans rsp-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к помехозащищённым системам связи и позволяет формировать шумоподобные сигналы с повышенной скоростью передачи информации и разведзащищённостью, низким уровнем внеполосного излучения.The invention relates to noise-immune communication systems and allows you to generate noise-like signals with high speed information and intelligence, low level of out-of-band radiation.
Среди известных методов расширения спектра наибольшее распространение получили метод скачкообразной перестройки частоты (frequency hopping, FH) и метод прямой последовательности (direct sequence, DS) [1]. В отечественной литературе сигналы, формируемые методом DS, называют шумоподобными (широкополосными) фазоманипулированными сигналами (ШПС). Методы их формирования и приема достаточно хорошо исследованы. Им посвящено большое количество научных публикаций, например [2], и патентов. С другой стороны, так же хорошо исследованы методы их радиотехнической разведки (РТР). Разработаны методики определения несущей частоты сигналов, тактовой частоты и структуры модулирующих последовательностей [3]. Это снижает разведзащищенность радиосистем, использующих DS-сигналы, и в связи с этим значительно усложняет организационно-технические мероприятия при проведении испытаний таких радиосистем.Among the known methods of spectrum expansion, the most widely used method are frequency hopping (FH) and the direct sequence method (direct sequence, DS) [1]. In the domestic literature, signals generated by the DS method are called noise-like (broadband) phase-shifted signals (SHPS). The methods of their formation and reception are well studied. A large number of scientific publications, for example [2], and patents are devoted to them. On the other hand, the methods of their radio intelligence (RTR) are also well studied. Methods have been developed for determining the carrier frequency of signals, clock frequency and structure of modulating sequences [3]. This reduces the intelligence of radio systems using DS-signals, and therefore significantly complicates the organizational and technical measures during the testing of such radio systems.
Задачей изобретения является создание способа формирования сигналов, для которых методики РТР DS-сигналов непригодны, а скорость передачи информации значительно выше, чем у DS-сигналов. Достигаемый при использовании изобретения технический результат – повышение разведзащищенности систем связи и скорости передачи информации, а также снижение уровня внеполосного излучения передающих устройств.The objective of the invention is to provide a method for generating signals for which the RTP techniques of DS signals are unsuitable and the information transfer rate is much higher than that of DS signals. The technical result achieved by using the invention is to increase the intelligence of communication systems and the speed of information transfer, as well as to reduce the level of out-of-band radiation of transmitting devices.
Наиболее близким по количеству совпадающих признаков с заявляемым способом является способ расширения спектра, описанный в [4]. The closest in the number of matching signs with the claimed method is a method of expanding the spectrum described in [4].
Согласно этому способу формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют квазиортогональные или ортогональные псевдослучайные последовательности, одна из которых предназначена для синхронизации (СП), а вторая – для передачи информации (ИП). Последовательности фазируют между собой, после чего ИП циклически сдвигают относительно СП на количество элементов, определяемое цифровыми данными, поступающими от источника информации за время, равное периоду псевдослучайных последовательностей. Циклически сдвинутую последовательность ИП складывают по модулю два с дополнительным битом информации и манипулируют по фазе сигнал несущей частоты. Формируют второй сигнал несущей частоты, сдвинутый относительно первого по фазе на 90 градусов, который манипулируют по фазе последовательностью СП и складывают с манипулированным первым сигналом несущей частоты.According to this method, carrier and clock signals are generated, and quasi-orthogonal or orthogonal pseudorandom sequences are formed from the clock signal, one of which is intended for synchronization (SP), and the second for information transmission (IP). The sequences are phased among themselves, after which the PIs are cyclically shifted relative to the SP by the number of elements determined by the digital data coming from the information source for a time equal to the period of the pseudorandom sequences. The cyclically shifted sequence of IPs add modulo two with an additional bit of information and phase-shift the carrier signal. A second carrier signal is generated, 90 degrees shifted relative to the first in phase, which is phase-manipulated by a sequence of SPs and added to the manipulated first carrier signal.
Недостатком способа-прототипа является то, что формируемый сигнал принадлежит к классу шумоподобных фазоманипулированных сигналов (DS).The disadvantage of the prototype method is that the generated signal belongs to the class of noise-like phase-shifted signals (DS).
Для решения поставленной в изобретении задачи в способе формирования сигналов с расширенным спектром, заключающемся в том, что формируют две квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП), сфазированные между собой, синхронизирующую и информационную, информационную ПСП циклически сдвигают относительно синхронизирующей ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, а также формируют два радиочастотных сигнала, отличающихся только фазами, разность которых составляет 90 градусов, и, дополнительно, согласно изобретению формируют последовательностей путем сложения по модулю два циклически сдвинутых синхронизирующей и информационной ПСП, причем циклические сдвиги синхронизирующей ПСП фиксированы и различны, а циклические сдвиги информационной ПСП определяются символами передаваемой информации, двоичные символы этих последовательностей и синхронизирующей ПСП заменяют целыми противоположными числами, поэлементно суммируют из преобразованных последовательностей, а также поэлементно суммируют оставшиеся преобразованные последовательности и преобразованную синхронизирующую ПСП, из полученных суммарных последовательностей формируют последовательность комплексных чисел, действительная часть которых является элементом одной суммарной последовательности, а мнимая – элементом другой, последовательность комплексных чисел в начале и конце дополняют нулевыми элементами до получения общего количества элементов, равного целой степени числа два, и осуществляют её обратное дискретное преобразование Фурье, последовательности действительных и мнимых частей полученных отсчетов фильтруют в корректирующих фильтрах, преобразуют в аналоговые сигналы в цифроаналоговых преобразователях (ЦАП), фильтруют в фильтрах нижних частот (ФНЧ), умножают на радиочастотные сигналы и складывают.To solve the problem of the invention in a method for generating signals with a spread spectrum, which consists in the formation of two quasi-orthogonal pseudorandom sequences (PSP), phased between themselves, the synchronizing and informational, informational SRP are cyclically shifted relative to the synchronizing SRP by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and also form two radio frequency signals that differ only in phases, the difference of which is 90 degrees, and, additional itelno according to the invention are formed sequences by adding modulo two cyclically shifted synchronizing and information SRP, and the cyclic shifts of the synchronizing SRP are fixed and different, and the cyclic shifts of the information SRP are determined symbols of transmitted information, binary symbols of these sequences and synchronizing PSP are replaced by opposite integers, element-wise summarize of transformed sequences, and also element by element summarize the remaining the transformed sequences and the transformed synchronizing SRP form a sequence of complex numbers from the resulting sequences, the real part of which is an element of one total sequence, and the imaginary part is an element of another, the sequence of complex numbers at the beginning and end is supplemented with zero elements to obtain the total number of elements equal to an integer degree two, and carry out its inverse discrete Fourier transform, the sequences are valid x and imaginary parts of the resulting samples was filtered in correction filters are converted to analog signals in digital to analog converters (DAC), filtered in low pass filters (LPF) is multiplied by the frequency signals and folded.
Способ формирования сигналов с расширенным спектром заключается в последовательном выполнении следующих операций.The method of generating signals with an extended spectrum consists in sequentially performing the following operations.
1. Формируют две квазиортогональные ПСП, сфазированные между собой, синхронизирующую и информационную.1. Form two quasi-orthogonal PSP, phased between themselves, synchronizing and informational.
2. Формируют последовательностей путем сложения по модулю два циклически сдвинутых синхронизирующей и информационной ПСП. Циклический сдвиг синхронизирующей ПСП для каждой последовательности фиксирован и все они различны. Циклический сдвиг информационной ПСП для каждой последовательности определяется значением одного из символов передаваемого - символьного информационного блока.2. Form sequences by adding modulo two cyclically shifted synchronizing and information SRP. The cyclic shift of the synchronizing SRP for each sequence is fixed and they are all different. The cyclic shift of the information bandwidth for each sequence is determined by the value of one of the symbols transmitted - symbolic information block.
3. Двоичные символы синхронизирующей ПСП и сформированных последовательностей заменяют целыми противоположными числами (в общем случае они различны для синхронизирующей ПСП и остальных последовательностей, что позволяет изменять мощность синхронизирующего сигнала).3. Binary symbols of synchronizing SRP and formed sequences are replaced by opposite integers (in the general case, they are different for the synchronizing SRP and the rest sequences, which allows you to change the power of the synchronizing signal).
4. Поэлементно суммируют из преобразованных последовательностей, а также поэлементно суммируют оставшиеся преобразованных последовательностей и преобразованную синхронизирующую ПСП.4. Summarize element by element of transformed sequences, and also element by element summarize the remaining transformed sequences and transformed synchronizing SRP.
5. Формируют последовательность комплексных чисел, действительная часть которых является элементом одной суммарной последовательности, а мнимая – элементом другой.5. Form a sequence of complex numbers, the real part of which is an element of one total sequence, and the imaginary - an element of another.
6. В начале и конце дополняют последовательность нулевыми элементами до получения общего количества элементов, равного целой степени числа два.6. At the beginning and end, complement the sequence with zero elements to obtain the total number of elements equal to an integer power of two.
7. Осуществляют обратное дискретное преобразование Фурье полученной последовательности.7. Carry out the inverse discrete Fourier transform of the obtained sequence.
8. Последовательности действительных и мнимых частей полученных отсчетов фильтруют в корректирующих фильтрах (для выравнивания спектра сигналов после цифро-аналогово преобразования).8. The sequences of the real and imaginary parts of the obtained samples are filtered in corrective filters (to align the spectrum of the signals after digital-to-analog conversion).
9. Отфильтрованные последовательности преобразуют в аналоговые сигналы в ЦАП. 9. The filtered sequences are converted to analog signals in the DAC.
10. Выходные сигналы ЦАП фильтруют в ФНЧ (для подавления гармоник).10. The output signals of the DAC are filtered in the low-pass filter (to suppress harmonics).
11. Формируют два радиочастотных сигнала, отличающиеся только фазами, разность которых составляет 90 градусов.11. Form two radio frequency signals that differ only in phases, the difference of which is 90 degrees.
12. Выходные сигналы ФНЧ умножают на радиочастотные сигналы и складывают.12. The output signals of the low-pass filter are multiplied by radio-frequency signals and added.
Рассмотрим математическое описание процессов формирования сигнала.Consider the mathematical description of the processes of signal formation.
Элементы синхронизирующей ПСП обозначим как Elements of the synchronizing SRP are denoted as
, ,
где – длина (количество элементов) ПСП.Where - length (number of elements) PSP.
Элементы циклически сдвинутых синхронизирующих ПСП обозначим какElements of cyclically shifted synchronizing SRP are denoted as
. .
Элементы информационной ПСП, циклически сдвинутой на элементов, обозначим какElements of information SRP cyclically shifted to elements, denote as
. .
После преобразования символов элементы последовательностей принимают видAfter character conversion, sequence elements take the form
, ,
, где – целые числа. where - whole numbers.
Элементы последовательности комплексных чисел после дополнения её нулевыми элементами можно представить в виде Elements of a sequence of complex numbers after supplementing it with zero elements can be represented as
при ,at ,
при и ,at and ,
где – общее количество элементов последовательности .Where - total number of sequence elements .
Так как все дальнейшие операции являются линейными по отношению к последовательности , формируемый сигнал является суммой сигналов, образованных каждой составляющей последовательности . Рассмотрим результат преобразования одной из последовательностей входящих в действительную часть , положив остальные последовательности равными нулю.Since all further operations are linear with respect to the sequence , the generated signal is the sum of the signals formed by each component of the sequence . Consider the result of converting one of the sequences included in the real part , setting the remaining sequences equal to zero.
В результате обратного дискретного преобразования Фурье формируются отсчеты , имеющие видAs a result of the inverse discrete Fourier transform, samples are formed having the form
Действительные и мнимые части отсчетов имеют видThe real and imaginary parts of the samples have the form
Если эти отсчеты следуют с частотой W, то на выходах ФНЧ формируются сигналы If these samples follow with a frequency of W, then signals are formed at the outputs of the low-pass filter
где – длительность передачи одного информационного символа.Where - the duration of the transmission of one information symbol.
После умножения выходных сигналов ФНЧ на радиочастотные сигналы, частота которых равна а начальная фаза одного из них равна и сложения полученных произведений образуется сигналAfter multiplying the output signals of the low-pass filter by radio-frequency signals, the frequency of which is equal to and the initial phase of one of them is equal to and the addition of the resulting works produces a signal
S S
Аналогично можно показать, что из последовательностей, входящих в мнимую часть последовательности образуются сигналыSimilarly, it can be shown that of the sequences included in the imaginary part of the sequence signals are generated
Таким образом, формируемый сигнал можно представить в виде суммы Thus, the generated signal can be represented as a sum
Будем называть сигналы – информационными, а – синхронизирующим. Кроме того, будем называть сигналы, образованные последовательностями, входящими в действительную часть , синфазными, а в мнимую часть – квадратурными.We will call the signals - informational, and - synchronizing. In addition, we will call signals formed by sequences included in the real part in phase, and in the imaginary part - quadrature.
Весь набор сигналов обладает следующими свойствами.The entire set of signals has the following properties.
1. На интервале времени синфазные и квадратурные сигналы ортогональны.1. At a time interval in-phase and quadrature signals are orthogonal.
Синфазные сигналы имеют вид Common-mode signals have the form
а квадратурные –and quadrature -
поэтому их взаимная корреляция на интервале therefore, their mutual correlation in the interval
2. Энергия информационных сигналов на интервале времени равна , а синхронизирующего – .2. The energy of information signals in the time interval is equal to , and synchronizing - .
Энергия синфазных сигналов равна Common-mode energy is
Для синфазных информационных сигналов For common mode information signals
поэтому их энергия равна . therefore their energy is equal .
Такое же значение можно получить для квадратурных информационных сигналов, а заменой на определить энергию синхронизирующего сигнала.The same value can be obtained for quadrature information signals, and by replacing on determine the energy of the clock signal.
3. Синфазные сигналы на интервале времени квазиортогональны 3. Common-mode signals on a time interval quasi-orthogonal
где Where
Функция зависит от автокорреляционных и взаимокорреляционных свойств синхронизирующей и информационной ПСП. Рассмотрим случай, когда ПСП являются М-последовательностями. Тогда сумма по модулю два двух циклически сдвинутых последовательностей образует ту же последовательность с другим циклическим сдвигом. Для таких ПСП при Function depends on the autocorrelation and cross-correlation properties of the synchronizing and information SRP. Consider the case when PSPs are M-sequences. Then the sum modulo two of two cyclically shifted sequences forms the same sequence with a different cyclic shift. For such SRP at
а при and when
В обоих случаях 1, что означает In both
. .
Таким образом, модуль значения взаимной корреляции двух сигналов гораздо меньше их энергии. Это определяющее условие их квазиортогональности.Thus, the absolute value of the cross-correlation of two signals is much less than their energy. This is the determining condition for their quasi-orthogonality.
4. Аналогично можно показать, что квадратурные сигналы квазиортогональны на интервале времени 4. Similarly, it can be shown that quadrature signals are quasi-orthogonal in the time interval
Таким образом, формируемый сигнал представляет собой сумму синхронизирующего сигнала и информационных сигналов, которые ортогональны или квазиортогональны между собой на интервале времени передачи одного блока, состоящего из символов информации. Если передаваемые символы информации независимы, их оптимальный прием также независим. Это означает, что для приема -го символа информации осуществляется сравнение принимаемого сигнала с синхронизированными копиями путем вычисления их взаимной корреляции для всех возможных значений циклических сдвигов информационной ПСП. Из полученных значений выбирается максимальное и по соответствующему ему значению циклического сдвига определяется значение -го информационного символа. Thus, the generated signal is the sum of the clock signal and information signals that are orthogonal or quasi-orthogonal to each other on the transmission time interval of one block, consisting of characters of information. If the transmitted information symbols are independent, their optimal reception is also independent. This means that for admission character of information is compared to the received signal with synchronized copies by calculating their cross-correlation for all possible values of the cyclic shifts of the information bandwidth. From the obtained values, the maximum is selected and the value of the cyclic shift is determined by the value information symbol.
Возможен также некогерентный прием информации. В этом случае формируются две копии информационных сигналов.Incoherent information is also possible. In this case, two copies of information signals are formed.
Вычисляются корреляции входного сигнала с каждой из них, и квадраты их значений складываются. Далее все как для когерентного приема.The correlations of the input signal with each of them are calculated, and the squares of their values are added up. Further, all as for coherent reception.
5. Ширина спектра сигналов5. The width of the spectrum of the signals
База сигналов Signal Base
6. Суммарная спектральная плотность мощности информационных сигналов в полосе рабочих частот 6. The total spectral power density of information signals in the operating frequency band
а синхронизирующего сигналаa clock signal
где – дельта-функция Дирака.Where - Dirac delta function.
7. Сравним скорости передачи информации в заявляемом способе и способе-прототипе. Для корректного сравнения будем считать, что база сигналов и полоса рабочих частот одинаковы. В способе-прототипе ширина полосы рабочих частот , измеренная по первым нулям спектра сигнала, равна удвоенной тактовой частоте ПСП, а база сигнала равна длине ПСП .7. Compare the speed of information transfer in the claimed method and the prototype method. For a correct comparison, we assume that the signal base and the operating frequency band are the same. In the prototype method, the operating frequency bandwidth measured at the first zeros of the signal spectrum is equal to twice the clock frequency of the SRP, and the signal base is equal to the length of the SRP .
Время передачи одного информационного символа , а количество передаваемых бит информации равно , поэтому скорость передачи информации Transmission time of one information symbol , and the number of transmitted bits of information is equal to therefore the information transfer rate
В заявленном способе время передачи информационных символов In the claimed method, the transmission time information symbols
а количество передаваемых бит информации равно , поэтому скорость передачи информации and the number of transmitted bits of information is equal therefore the information transfer rate
если , то if then
Таким образом, увеличение скорости передачи информации в заявленном способе составляет более раз, а при больших базах приближается к величине раз.Thus, the increase in the speed of information transfer in the claimed method is more times, and with large bases it approaches the value time.
8. Уровень внеполосного излучения определяется информационными сигналами. Относительный уровень суммарной спектральной плотности мощности этих сигналов при отстройке от крайних рабочих частот на величину составляет 8. The out-of-band emission level is determined by information signals. The relative level of the total spectral power density of these signals during the detuning from the extreme operating frequencies by makes up
При базе сигналов уже при отстройке частоты на 10% полосы спектральная плотность мощности падает на 30 дБ.With a signal base already at a frequency offset of 10% of the band power spectral density drops by 30 dB.
Для сравнения, ослабление спектральной плотности мощности фазоманипулированного ШПС составляет всего 13 дБ при отстройке на 25% полосы рабочих частот. For comparison, the attenuation of the power spectral density of the phase-shifted SHPS is only 13 dB with an offset of 25% of the operating frequency band.
9. Формируемые сигналы относятся к классу сигналов с расширенным спектром, так как выполняются следующие условия [1], распространённые на случай недвоичных ансамблей сигналов:9. The generated signals belong to the class of signals with a spread spectrum, since the following conditions [1] are fulfilled, which are common for the case of non-binary ensembles of signals:
– для передачи информации используется ансамбль сигналов с большой базой;- to transmit information, an ensemble of signals with a large base is used;
– прием информации осуществляется путем сопоставления полученного сигнала с синхронизированными копиями ансамбля сигналов.- information is received by comparing the received signal with synchronized copies of the ensemble of signals.
10. Существующие методы РТР, применимые к фазоманипулированным ШПС, для заявляемых сигналов непригодны. Более того, для них не существуют понятия тактовая частота ПСП и несущая частота сигнала. Можно говорить о центральной частоте спектра сигнала, но определить её простыми нелинейными преобразованиями сигнала и фильтрацией невозможно. Любой метод точной оценки параметров сигналов потребует сложного анализа спектра сигналов, причем при очень высоком отношении сигнал/шум.10. Existing RTR methods applicable to phase-shifted SHPS are not suitable for the claimed signals. Moreover, for them there is no concept of the clock frequency of the memory bandwidth and the carrier frequency of the signal. We can talk about the central frequency of the signal spectrum, but it is impossible to determine it with simple nonlinear signal transformations and filtering. Any method for accurate estimation of signal parameters will require complex analysis of the signal spectrum, and with a very high signal to noise ratio.
Таким образом, сигналы, формируемые согласно заявляемому способу, обладают более высокой разведзащищенностью, чем DS - сигналы.Thus, the signals generated according to the claimed method have a higher intelligence than DS - signals.
11. Автокорреляционная функция синхронизирующего сигнала имеет вид11. The autocorrelation function of the clock signal has the form
. .
Как видно, огибающая этой функции имеет основной пик шириной уровень которого на 13 дБ превышает уровень соседних пиков, что позволяет с высокой помехозащищенностью осуществлять обнаружение сигнала, а также определять его задержку , отслеживать её изменение и изменение фазы . As you can see, the envelope of this function has a main peak with a width of the level of which is 13 dB higher than the level of neighboring peaks, which makes it possible to detect the signal with high noise immunity, as well as determine its delay track its change and phase change .
Пример технической реализации устройства формирования сигнала согласно заявляемому способу для значений приведен на фиг.1. Устройство содержит:An example of a technical implementation of a signal conditioning apparatus according to the claimed method for values shown in figure 1. The device contains:
1 – последовательно-параллельный преобразователь;1 - series-parallel converter;
2, 3, 4 – генераторы информационной ПСП;2, 3, 4 - generators of informational memory bandwidth;
5 – генератор синхронизирующей ПСП;5 - generator synchronizing SRP;
6, 7, 8 – сумматоры по модулю два;6, 7, 8 - adders modulo two;
9, 10, 11, 12 – преобразователи кода;9, 10, 11, 12 - code converters;
13, 14 – сумматоры;13, 14 - adders;
15, 16 – умножители;15, 16 - multipliers;
17 – счетчик-распределитель;17 - distribution counter;
18 – блок обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ);18 - block inverse discrete Fourier transform (ODPF);
19, 20 – фильтры-корректоры;19, 20 - corrector filters;
21, 22 – цифроаналоговые преобразователи (ЦАП);21, 22 - digital-to-analog converters (DAC);
23 – синтезатор частот;23 - frequency synthesizer;
24, 25 – фильтры нижних частот (ФНЧ);24, 25 - low-pass filters (low-pass filters);
26 – фазовращатель;26 - phase shifter;
27, 28 – перемножители;27, 28 - multipliers;
29 – сумматор.29 - adder.
Устройство работает следующим образом. Передаваемая двоичная информация поступает на последовательно- параллельный преобразователь 1, в котором разбивается на блоки, которые поступают на входы начальной установки генераторов информационной ПСП 2, 3, 4. В качестве информационной ПСП используется М-последовательность, а ее генераторы выполнены по схеме с вынесенными сумматорами. Синтезатор частот 23 вырабатывает гармонический сигнал частоты и тактовые импульсы частоты , которые поступают на тактовые входы генераторов ПСП 2, 3, 4, 5, фильтров-корректоров 19, 20, блока ОДПФ 18 и счетчика-распределителя 17. Счетчик-распределитель 17 осуществляет счет импульсов, следующих с частотой , по модулю и вырабатывает импульсы синхронизации в момент своего последнего состояния , которые поступают на блок ОДПФ 18. Кроме того, он вырабатывает импульсы разрешения работы генераторов ПСП длительностью от -го состояния счетчика до -го состояния, поступающие на входы разрешения записи начального состояния генераторов ПСП 2, 3, 4, 5, входы умножителей 15, 16 и вход последовательно-параллельного преобразователя 1. Пока эти импульсы отсутствуют, генераторы ПСП находятся в начальном состоянии, причем генератор синхронизирующей ПСП 5 – в фиксированном состоянии, а генераторы информационной ПСП 2, 3, 4 – в состоянии, определяемом двоичным кодом на выходах последовательно-параллельного преобразователя 1. Выходы умножителей 15, 16 в это время находятся в состоянии, соответствующем нулевым числам, поэтому в блок ОДПФ 18 записываются нулевые комплексные числа с частотой .The device operates as follows. The transmitted binary information is fed to a serial-to-
После появления импульсов разрешения работы генераторов генераторы ПСП 2, 3, 4, 5 начинают формировать последовательности с частотой . Синхронизирующая ПСП поступает в блок преобразования кода 12, где преобразуется в последовательность чисел и минус . Информационные ПСП складываются по модулю два с выходными сигналами триггеров регистра сдвига генератора синхронизирующей ПСП 5, формирующего линейную рекуррентную последовательность, в сумматорах по модулю два 6, 7, 8 и преобразуются в последовательности чисел и минус в преобразователях кода 9, 10, 11. Выходные сигналы преобразователей кода 9, 10 суммируются в сумматоре 13, умножаются на единицу в умножителе 15 и поступают на вход действительной части данных блока ОДПФ 18. Выходные сигналы преобразователей кода 11, 12 суммируются в сумматоре 14, умножаются на единицу в умножителе 16 и поступают на вход мнимой части данных блока ОДПФ 18. Входные данные записываются в блок ОДПФ 18 с частотой . After the appearance of the impulses for resolving the operation of the generators,
После окончания импульса разрешения работы генераторов на выходах последовательно-параллельного преобразователя 1 устанавливается новый блок информации, а блок ОДПФ 18 продолжает записывать уже нулевые данные до появления импульса синхронизации с выхода счетчика-распределителя 17. После прихода этого импульса начинается процесс записи следующей комплексной последовательности данных, а записанная последовательность подвергается преобразованию. Преобразованные данные выдаются на выход блока ОДПФ 18 с той же частотой , что и записываются, но с некоторой задержкой. Последовательность действительных частей выходных данных блока ОДПФ 18 поступает на фильтр-корректор 19, а мнимых частей – на фильтр-корректор 20. Функцией этих фильтров является коррекция искажения спектра сигналов после преобразования в ЦАП. Точнее, их частотная характеристика должна быть близка к функции вида в диапазоне частот от до .After the end of the enable pulse of the generators, a new information block is installed at the outputs of the serial-
Выходные сигналы фильтров-корректоров 19, 20 преобразуются в аналоговую форму в ЦАП 21, 22, после чего фильтруются в ФНЧ 24, 25. Фильтры нижних частот 24, 25 имеют полосу пропускания не менее, чем , и частоту задерживания не более . Выходные сигналы фильтров поступают на перемножители 27, 28, где умножаются на гармонические сигналы частоты , разность фаз которых составляет 90 градусов. На перемножитель 28 гармонический сигнал поступает непосредственно с выхода синтезатора частот 23, а на перемножитель 27 – с выхода фазовращателя 26, в котором выходной сигнал синтезатора частот 23 сдвигается по фазе на 90 градусов. Выходные сигналы перемножителей 27, 28 складываются в сумматоре 29, выход которого является выходом формирователя.The output signals of the corrector filters 19, 20 are converted into analog form in the
ИСТОЧНИКИ ИНФОМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1.Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. – 1104с., с.733-819.1. Sklyar B. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Williams Publishing House, 2004. - 1104p., P. 733-819.
2.Борисов В. И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью – М.: Радио и связь, 2003. – 641с.2. Borisov V.I. et al. Interference immunity of radio communication systems with expanding the spectrum of signals by modulation of the carrier pseudorandom sequence - M .: Radio and communications, 2003. - 641с.
3. Смирнов Ю. А. Радиотехническая разведка. – М: Воениздат, 2001. – 452с.3. Smirnov Yu. A. Radio engineering intelligence. - M: Military Publishing House, 2001 .-- 452s.
4. Патент RU 2279 183 С2. Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами. Опубликован 27.06.2006 Бюл. №18.4. Patent RU 2279 183 C2. A method of transmitting information in a communication system with broadband signals. Published on June 27, 2006 Bull.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139831A RU2699819C1 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Method of generating signals with a spread spectrum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139831A RU2699819C1 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Method of generating signals with a spread spectrum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699819C1 true RU2699819C1 (en) | 2019-09-11 |
Family
ID=67989778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018139831A RU2699819C1 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Method of generating signals with a spread spectrum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699819C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734230C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-10-13 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method of forming noise-like phase-shift keyed signals |
RU2791223C1 (en) * | 2022-09-09 | 2023-03-06 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Noise-like phase-manipulated signals generating method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5956328A (en) * | 1995-11-30 | 1999-09-21 | Nec Corporation | Spread spectrum communications system |
RU2221344C2 (en) * | 2001-12-24 | 2004-01-10 | ООО "Кедах Электроникс Инжиниринг" | Device for code-division transmission and reception of digital information using broadband noise-like signals |
RU2279183C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-06-27 | Роберт Петрович Николаев | Method for transferring information in communication system with broadband signals |
RU114243U1 (en) * | 2011-06-28 | 2012-03-10 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (ФГОБУ ВПО МТУСИ) | DEVICE FOR SQUARE FORMATION OF A WIDE BAND PHASOMANIPULATED SIGNAL |
-
2018
- 2018-11-13 RU RU2018139831A patent/RU2699819C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5956328A (en) * | 1995-11-30 | 1999-09-21 | Nec Corporation | Spread spectrum communications system |
RU2221344C2 (en) * | 2001-12-24 | 2004-01-10 | ООО "Кедах Электроникс Инжиниринг" | Device for code-division transmission and reception of digital information using broadband noise-like signals |
RU2279183C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-06-27 | Роберт Петрович Николаев | Method for transferring information in communication system with broadband signals |
RU114243U1 (en) * | 2011-06-28 | 2012-03-10 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (ФГОБУ ВПО МТУСИ) | DEVICE FOR SQUARE FORMATION OF A WIDE BAND PHASOMANIPULATED SIGNAL |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВИШНЕВСКИЙ В.М. и др Широкополосные беспроводные системы передачи информации. М.: Техносфера, 2005, с. 117-122. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734230C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-10-13 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method of forming noise-like phase-shift keyed signals |
RU2791223C1 (en) * | 2022-09-09 | 2023-03-06 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Noise-like phase-manipulated signals generating method |
RU2791224C1 (en) * | 2022-09-09 | 2023-03-06 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Noise-like signals generating method |
RU2801873C1 (en) * | 2023-03-03 | 2023-08-17 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for forming noise-like signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4769270B2 (en) | Spread spectrum communication system and method using chaotic sequences | |
CN100479339C (en) | Spread spectrum communication device and spread spectrum communication method | |
US3497625A (en) | Digital modulation and demodulation in a communication system | |
US6026117A (en) | Method and apparatus for generating complex four-phase sequences for a CDMA communication system | |
EP0542894A1 (en) | Novel spread spectrum codec apparatus and method | |
KR19990022148A (en) | Frequency Tracking for Communications Signals Using the M-Arxy Orthogonal Walsh Modulation | |
RU2362273C2 (en) | Method of transmitting information using pseudonoise signals and device to this end | |
RU2699819C1 (en) | Method of generating signals with a spread spectrum | |
US6023488A (en) | Spread spectrum modulation | |
RU2699817C1 (en) | Method of generating signals with a spread spectrum | |
RU2699818C1 (en) | Method of generating signals with a spread spectrum | |
RU2699816C1 (en) | Method for spreading signals spectrum | |
RU2714300C1 (en) | Method for spreading signals spectrum | |
RU2500069C1 (en) | Method of generating codes for generating signal ensembles in telecommunication networks | |
RU2731681C1 (en) | Method of forming noise-like phase-shift keyed signals | |
RU2475961C2 (en) | Method to transfer information in systems with code division of channels and device for its implementation | |
Chakrabarti et al. | Design of sequences with specified autocorrelation and cross correlation | |
RU2646353C1 (en) | Transmitter of increased structural and energetic concealment | |
RU2734230C1 (en) | Method of forming noise-like phase-shift keyed signals | |
RU2801873C1 (en) | Method for forming noise-like signals | |
RU2696021C1 (en) | Method of transmitting information in a communication system with broadband signals | |
Sestaсova et al. | Analysis of the correlation properties of direct and inverse composite Walsh functions | |
JP3179554B2 (en) | Spread spectrum communication system | |
RU2782343C1 (en) | Method for generating noise-like phase-manipulated signals | |
RU2236086C2 (en) | Device for receiving and transmitting phase-keyed code signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20191120 |