[go: up one dir, main page]

RU2731681C1 - Method of forming noise-like phase-shift keyed signals - Google Patents

Method of forming noise-like phase-shift keyed signals Download PDF

Info

Publication number
RU2731681C1
RU2731681C1 RU2020106871A RU2020106871A RU2731681C1 RU 2731681 C1 RU2731681 C1 RU 2731681C1 RU 2020106871 A RU2020106871 A RU 2020106871A RU 2020106871 A RU2020106871 A RU 2020106871A RU 2731681 C1 RU2731681 C1 RU 2731681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
psp
information
synchronizing
phase
signal
Prior art date
Application number
RU2020106871A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Николаевич Асосков
Ольга Петровна Воронова
Татьяна Александровна Жуковская
Юрий Владимирович Левченко
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2020106871A priority Critical patent/RU2731681C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731681C1 publication Critical patent/RU2731681C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20Modulator circuits; Transmitter circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and communication.
SUBSTANCE: method of generating noise-like phase-shift keyed signals involves generation of two binary quasi-orthogonal pseudo-random sequences of maximum length: synchronizing (SS) and information (IS). At each repetition period of IS, modulated PRS (MS) is formed by cyclic shift of IS of initial length by number of elements, determined by transmitted information symbol, and additionally modulo two addition with another bit of information. IS and MS are shortened or elongated by one element. MS and delayed by several cycles SS are summed by modulo two. Result of addition is summed majority with SS and IS, and phase shift keying of the carrier frequency signal carry out by received signal. Phase-shift keyed signal is additionally shifted in phase by 0 degrees or 90 degrees with a signal generated by modulo two addition of SS and IS. SS periodically phased with IS. MS and IS are preferably M-sequences which form a Gold sequence.
EFFECT: invention can be used in radio communication systems with noise-like signals to increase their noise immunity and reconnaissance immunity.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи с шумоподобными сигналами для повышения их помехоустойчивости и разведзащищенности.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in radio communication systems with noise-like signals to increase their noise immunity and intelligence protection.

Применение шумоподобных сигналов обеспечивает высокую помехоустойчивость систем радиосвязи к воздействию целого ряда помех, создаваемых средствами радиоэлектронного подавления (РЭП). К ним, например, относятся прицельные и заградительные помехи [1, стр.16]. Для нарушения радиосвязи мощность таких помех должна на один-два порядка превышать мощность передаваемого сигнала.The use of noise-like signals ensures high noise immunity of radio communication systems to the effects of a number of interference created by means of electronic suppression (REP). These include, for example, sighting and barrage interference [1, p.16]. To disrupt radio communications, the power of such interference should be one to two orders of magnitude higher than the power of the transmitted signal.

В то же время имитирующие помехи, применяемые средствами РЭП [1, стр.14], могут нарушать радиосвязь при мощности помехового сигнала, соизмеримой с мощностью передаваемого сигнала.At the same time, imitating interference, used by means of electronic warfare [1, p. 14], can disrupt radio communication with the power of the interference signal, commensurate with the power of the transmitted signal.

Рассмотрим воздействие имитирующих помех на системы радиосвязи, использующие шумоподобные сигналы. Для синхронизации приемника с передатчиком используются, как правило, непрерывно передаваемые синхронизирующие шумоподобные сигналы [2]. Они представляют собой сигнал несущей частоты, манипулированный по фазе периодической двоичной псевдослучайной последовательностью (СП). Имитирующая помеха содержит такой же синхронизирующий сигнал, но с изменяющейся во времени задержкой относительно передаваемого сигнала. В результате СП помехи и сигнала периодически совпадают. Схема слежения за задержкой СП в приемном устройстве (СС3), называемая так же схемой автоподстройки времени (АПВ) [3, стр.302] в такие моменты времени может переключиться на слежение за задержкой СП помехи и рассинхронизироваться с передатчиком. Вероятность такого события тем ниже, чем ниже частота совпадений СП помехи и сигнала, которая, в свою очередь, уменьшается при увеличении длительности периода повторения СП.Consider the impact of simulated interference on radio communication systems using noise-like signals. To synchronize the receiver with the transmitter, as a rule, continuously transmitted synchronizing noise-like signals are used [2]. They represent a carrier signal phase-keyed with a periodic binary pseudo-random sequence (PS). Simulated interference contains the same timing signal, but with a time-varying delay relative to the transmitted signal. As a result, the SP noise and signal periodically coincide. The scheme for tracking the delay of the SP in the receiving device (SS3), also called the automatic time control (APT) scheme [3, p.302], at such moments of time can switch to tracking the delay of the SP of the interference and become out of sync with the transmitter. The probability of such an event is the lower, the lower the frequency of coincidences of the SP of the interference and the signal, which, in turn, decreases with an increase in the duration of the repetition period of the SP.

Отсюда следует вывод, что для повышения помехоустойчивости системы радиосвязи к имитирующим помехам необходимо увеличивать период повторения СП. Но так как СП также используется для обнаружения сигнала [2], увеличение периода повторения, а следовательно, количества элементов СП, неизбежно приводит к увеличению времени поиска сигнала. В свою очередь, время поиска сигнала ограничивается требованием к задержке передачи информации.Hence, it follows that in order to increase the noise immunity of the radio communication system to simulating interference, it is necessary to increase the repetition period of the SP. But since the SP is also used for signal detection [2], an increase in the repetition period, and, consequently, the number of SP elements, inevitably leads to an increase in the signal search time. In turn, the signal search time is limited by the requirement for information transmission delay.

Задачей изобретения является снижение вероятности срыва синхронизации при воздействии имитирующих помех без существенного увеличения времени поиска сигнала. Достигаемый при использовании изобретения результат – повышение помехоустойчивости и разведзащищенности системы радиосвязи.The object of the invention is to reduce the likelihood of loss of synchronization when exposed to imitating interference without significantly increasing the signal search time. The result achieved when using the invention is an increase in noise immunity and intelligence protection of the radio communication system.

Наиболее близким по количеству совпадающих признаков к заявленному способу является способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, описанный в [4].The closest in terms of the number of coinciding features to the claimed method is the method of forming noise-like phase-shift keyed signals, 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 суммируют 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, quasi-orthogonal or orthogonal pseudo-random sequences are formed from the clock signal, one of which is intended for synchronization (SP), and the second is for information transmission (IP). The sequences are phased with each other, after which the IP is 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 pseudo-random sequences. The cyclically shifted IP sequence is added modulo two with an additional bit of information and the carrier signal is phase-keyed. A second carrier signal is generated, which is phase-shifted by 90 degrees relative to the first, which is phase-keyed by the SP sequence and added to the keyed first carrier signal.

Недостатком способа-прототипа является то, что формируемые сигналы не обеспечивают высокую помехоустойчивость системы радиосвязи при воздействии имитирующих помех.The disadvantage of the prototype method is that the generated signals do not provide high noise immunity of the radio communication system when exposed to imitating interference.

Для решения поставленной в изобретении задачи в способе формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, заключающемся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП) максимальной длины, сфазированные между собой, синхронизирующую и информационную, на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига информационной ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с еще одним битом информации, согласно изобретению, модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а результат мажоритарно суммируют с синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, а фазоманипулированный сигнал дополнительно смещают по фазе на ноль или девяносто градусов последовательностью, которую формируют сложением по модулю два синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, при этом информационную ПСП и модулированную ПСП укорачивают или удлиняют на один элемент, а фазирование синхронизирующей ПСП с информационной ПСП осуществляют периодически с периодом, равным произведению числа элементов синхронизирующей ПСП, числа элементов информационной ПСП и длительности периода тактовой частоты.To solve the problem posed in the invention in the method of forming noise-like phase-shift keyed signals, which consists in the fact that signals of the carrier and clock frequencies are generated, binary quasi-orthogonal pseudo-random sequences (PSP) of the maximum length are formed from the clock signal, phased among themselves, synchronizing and informational, on each the repetition period of the information PSP, modulated PSP is formed by cyclically shifting the information PSP by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and additional addition modulo two with one more bit of information, according to the invention, the modulated PSP is summed modulo two with a clock frequency delayed by an integer number of periods synchronizing PSP, and the result is majority-summed with the synchronizing PSP and information PSP, the received binary sequence is phase-shift keyed of the carrier signal, and the phase-shift keyed signal of the complementary but are shifted in phase by zero or ninety degrees by a sequence, which is formed by adding modulo two synchronizing PSP and information PSP, while the information PSP and modulated PSP are shortened or lengthened by one element, and phasing of the synchronizing PSP with information PSP is carried out periodically with a period equal to the product of the number of elements of the synchronizing PSP, the number of elements of the information PSP and the duration of the clock frequency period.

Способ формирования шумоподобных сигналов заключается в последовательном выполнении следующих операций:The method for generating noise-like signals consists in sequentially performing the following operations:

- Формируют сигналы несущей и тактовой частот.- Generate carrier and clock signals.

- Из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные ПСП, синхронизирующую и информационную, причем синхронизирующая ПСП является М-последовательностью, а информационная ПСП - также М-последовательность, но укороченная или удлиненная на один элемент. - From the clock signal, binary quasi-orthogonal PSPs are formed, synchronizing and informational, and the synchronizing PSP is an M-sequence, and the information PSP is also an M-sequence, but shortened or lengthened by one element.

- Периодически с периодом, равным произведению числа элементов синхронизирующей ПСП, числа элементов информационной ПСП и длительности периода тактовой частоты, осуществляют фазирование синхронизирующей ПСП с информационной ПСП, то есть устанавливают генераторы ПСП в начальные фиксированные состояния. - Periodically, with a period equal to the product of the number of elements of the synchronizing PSP, the number of elements of the information PSP and the duration of the clock frequency period, the synchronizing PSP is phased with the information PSP, that is, the PSP generators are set to the initial fixed states.

- На каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига информационной ПСП с неизмененной длиной на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с еще одним битом информации. - At each repetition period of the information PSP, a modulated PSP is formed by cyclic shifting the information PSP with an unchanged length by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and additionally adding modulo two with one more bit of information.

- Суммируют по модулю два модулированную ПСП и задержанную на целое число периодов тактовой частоты синхронизирующую ПСП, а результат мажоритарно суммируют с синхронизирующей ПСП и информационной ПСП. Под мажоритарным сложением логических сигналов понимается операция вычисления мажоритарной функции «два из трех».- The modulated PSP and the synchronizing PSP delayed by an integer number of clock periods are summed modulo two, and the result is majority-summed with the synchronizing PSP and the information PSP. Majority addition of logical signals is understood as the operation of calculating the majority function "two out of three".

- Полученной двоичной последовательностью манипулируют по фазе сигнал несущей частоты.- The received binary sequence is phase-manipulated carrier signal.

- Суммируют по модулю два синхронизирующую ПСП и информационную ПСП, а полученной двоичной последовательностью осуществляют дополнительный сдвиг фазы фазоманипулированного сигнала на ноль или девяносто градусов.- The synchronizing PSP and the information PSP are summed modulo two, and an additional phase shift of the phase-shift keyed signal by zero or ninety degrees is carried out with the resulting binary sequence.

Пример технической реализации устройства формирования сигнала согласно заявляемому способу приведен на фиг. 1. Устройство содержит:An example of the technical implementation of a signal conditioning device according to the claimed method is shown in FIG. 1. The device contains:

1 – формирователь сигналов несущей и тактовой частот (ФНТЧ);1 - carrier and clock frequency signal generator (LPTCH);

2 – делитель частоты на

Figure 00000001
;2 - frequency divider by
Figure 00000001
;

3, 4 – генератор информационной ПСП (генератор ИП);3, 4 - generator of information PSP (generator of IP);

5 – параллельный регистр;5 - parallel register;

6 – делитель частоты на

Figure 00000002
;6 - frequency divider
Figure 00000002
;

7 – сумматор по модулю два;7 - adder modulo two;

8 – генератор синхронизирующей ПСП (генератор СП);8 - generator of synchronizing PSP (SP generator);

9, 10 – сумматор по модулю два;9, 10 - adder modulo two;

11 – мажоритарный элемент;11 - majority element;

12 – перемножитель;12 - multiplier;

13 – коммутатор;13 - switch;

14 – фазовращатель на 90°.14 - 90 ° phase shifter.

Устройство работает следующим образом. Сигнал тактовой частоты, формируемый ФНТЧ 1, поступает на тактовые входы делителя частоты на

Figure 00000003
2, генератора СП 8, генераторов ИП 3 и 4. Делитель частоты на
Figure 00000004
2 формирует импульсы длительностью, равной одному периоду
Figure 00000005
тактовой частоты, и с периодом повторения
Figure 00000006
равным
Figure 00000001
периодам тактовой частоты. Эти импульсы поступают на входы разрешения начальной установки генератора ИП 3 и генератора ИП 4, а также тактовые входы параллельного регистра 5 и делителя частоты на
Figure 00000007
6. В результате генератор ИП 3 формирует периодически повторяющуюся информационную ПСП с количеством элементов равным
Figure 00000001
. Делитель частоты на
Figure 00000007
6, где
Figure 00000002
равно
Figure 00000008
или
Figure 00000009
, формирует импульсы длительностью
Figure 00000005
и с периодом повторения
Figure 00000010
которые поступают на вход разрешения начальной установки генератора СП 8.The device works as follows. The clock signal generated by the LPTF 1 is fed to the clock inputs of the frequency divider at
Figure 00000003
2, generator SP 8, generators IP 3 and 4. Frequency divider on
Figure 00000004
2 generates pulses with a duration equal to one period
Figure 00000005
clock frequency, and with a repetition period
Figure 00000006
equal
Figure 00000001
clock periods. These pulses are fed to the enable inputs of the initial setting of the IP generator 3 and the generator IP 4, as well as the clock inputs of the parallel register 5 and the frequency divider by
Figure 00000007
6. As a result, the IP generator 3 generates a periodically repeating information PSP with the number of elements equal to
Figure 00000001
... Frequency divider by
Figure 00000007
6 where
Figure 00000002
equally
Figure 00000008
or
Figure 00000009
, generates pulses with a duration
Figure 00000005
and with a repetition period
Figure 00000010
which go to the permission input of the initial setting of the SP 8 generator.

В качестве генераторов ПСП 3, 4 и 8 используются генераторы линейных рекуррентных последовательностей, выполненные на основе универсальных регистров с сумматором по модулю два в цепи обратной связи выхода со входом. Входами начальной установки генераторов являются входы параллельной записи регистров. Тактовый вход генератора является тактовым входом регистра, а вход разрешения начальной установки – входом выбора режима параллельной записи регистра. По приходу на вход разрешения начальной установки импульса длительностью

Figure 00000005
очередным фронтом тактовых импульсов происходит запись кода начальной установки в регистр. В дальнейшем, работая в режиме регистра сдвига, он формирует линейную рекуррентную последовательность.As generators of PSP 3, 4 and 8, generators of linear recurrent sequences are used, made on the basis of universal registers with an adder modulo two in the feedback loop of the output with the input. The inputs of the initial setting of the generators are the inputs of parallel register writing. The generator clock input is the register clock input, and the initial setting enable input is the parallel register write mode selection input. Upon arrival at the enable input of the initial setting of a pulse with a duration
Figure 00000005
the next edge of clock pulses writes the initial setting code to the register. Later, working in the shift register mode, it forms a linear recurrent sequence.

На входах начальной установки генератора ИП 3 и генератора СП 8 установлены фиксированные двоичные коды, которые не показаны на фиг.1. На входы начальной установки генератора ИП 4 поступает код передаваемого информационного символа с выходов параллельного регистра 5. Таким образом, разным информационным символам соответствуют разные циклические сдвиги информационной ПСП, формируемой генератором ИП 4, относительно информационной ПСП, формируемой генератором ИП 3. Передаваемая информация в виде многоразрядных двоичных слов поступает на входы параллельного регистра 5, куда записывается импульсами разрешения начальной установки генератора ИП 3 и генератора ИП 4. Один бит информации с выхода регистра 5 поступает на вход сумматора по модулю два 7, в котором складывается с циклически сдвинутой информационной ПСП, формируемой генератором ИП 4. Модулированная ПСП с выхода сумматора по модулю два 7 поступает на вход сумматора по модулю два 9, в котором складывается с синхронизирующей ПСП, поступающей с выхода одного из разрядов регистра генератора СП 8. Выходной сигнал сумматора по модулю два 9 поступает на один из входов мажоритарного элемента 11, на два других входа которого подаются: синхронизирующая ПСП с выхода генератора СП 8 и информационная ПСП с выхода генератора ИП 3. На выходе мажоритарного элемента 11 формируется сигнал с уровнем логической единицы только при наличии на его входе двух или трех сигналов с уровнем логической единицы. Выходной сигнал мажоритарного элемента поступает на один из входов перемножителя 12, на второй вход которого подается сигнал несущей частоты с выхода ФНТЧ 1. На выходе перемножителя формируется фазоманипулированный сигнал, поступающий на один из входов коммутатора 13 непосредственно, а на второй вход – после сдвига по фазе на 90 градусов в фазовращателе 14. Управление коммутатором 13 осуществляется сигналом, полученным в результате сложения в сумматоре по модулю два 10 информационной ПСП с выхода генератора ИП 3 и синхронизирующей ПСП с выхода генератора СП 8. На выходе коммутатора 13 образуется выходной сигнал формирователя, представляющий собой шумоподобный сигнал с квадратурной фазовой манипуляцией.At the inputs of the initial setting of the generator SP 3 and the generator SP 8 fixed binary codes are installed, which are not shown in Fig. 1. At the inputs of the initial setting of the generator IP 4, the code of the transmitted information symbol is received from the outputs of the parallel register 5. Thus, different information symbols correspond to different cyclic shifts of the information PSP generated by the PS generator 4 relative to the information PSP generated by the PS generator 3. The transmitted information in the form of multi-bit binary words are fed to the inputs of the parallel register 5, where it is recorded by the pulses of permission of the initial setting of the generator IP 3 and generator 4. One bit of information from the output of register 5 is fed to the input of the adder modulo two 7, in which it is added to the cyclically shifted information PSP generated by the generator SP 4. The modulated PSP from the output of the adder modulo two 7 is fed to the input of the adder modulo two 9, in which it is added to the synchronizing PSP coming from the output of one of the bits of the SP generator register 8. The output signal of the adder modulo two 9 is fed to one of the inputs in major element 11, the other two inputs of which are fed: synchronizing PSP from the output of the generator SP 8 and information PSP from the output of the generator IP 3. At the output of the majority element 11, a signal with a logic-one level is generated only if there are two or three signals at its input with a level logical unit. The output signal of the majority element is fed to one of the inputs of the multiplier 12, to the second input of which the carrier signal is fed from the output of the low-pass filter 1. At the output of the multiplier, a phase-shift keyed signal is formed, which is fed to one of the inputs of the switch 13 directly, and to the second input after phase shift by 90 degrees in the phase shifter 14. The switch 13 is controlled by the signal obtained as a result of the addition in the modulo two adder 10 of the information PSP from the output of the PS generator 3 and the synchronizing PSP from the output of the SP generator 8. At the output of the switch 13, the output signal of the shaper is formed, which is noise-like signal with quadrature phase shift keying.

С целью обеспечения низкого уровня взаимной корреляции синхронизирующей ПСП и информационной ПСП для их формирования целесообразно выбирать М-последовательности, образующие последовательность Голда [3, стр.119].In order to ensure a low level of cross-correlation of the synchronizing bandwidth and information bandwidth for their formation, it is advisable to choose M-sequences that form the Gold sequence [3, p. 119].

Надо отметить, что генератор СП 8, формирующий последовательность максимальной длины, не требует начальной установки в каждом периоде формирования ПСП. Выходной сигнал делителя частоты на

Figure 00000007
6 обеспечивает начальную установку генератора СП 8 каждые
Figure 00000001
периодов формируемой ПСП. В тот же момент времени происходит начальная установка генератора ИП 3, тем самым осуществляется фазирование информационной ПСП и синхронизирующей ПСП. Так как число элементов информационной ПСП на единицу больше или меньше числа элементов синхронизирующей ПСП, формируемой генератором СП 8, через каждый период синхронизирующей ПСП происходит сдвиг на один элемент информационной ПСП относительно синхронизирующей ПСП и меняется их сумма по модулю два. Поэтому последовательность на выходе сумматора по модулю два 10 является периодической с числом элементов, равным
Figure 00000011
It should be noted that the PS generator 8, which forms a sequence of maximum length, does not require an initial setting in each period of the formation of the PSP. Output signal of the frequency divider
Figure 00000007
6 provides the initial installation of the SP 8 generator every
Figure 00000001
periods of the generated bandwidth. At the same moment in time, the initial installation of the IP generator 3 occurs, thereby phasing the information PSP and synchronizing PSP. Since the number of elements of the information PSP is by one more or less than the number of elements of the synchronizing PSP generated by the SP generator 8, after each period of the synchronizing PSP there is a shift by one element of the information PSP relative to the synchronizing PSP and their sum modulo two changes. Therefore, the sequence at the output of the adder modulo two 10 is periodic with the number of elements equal to
Figure 00000011

Для доказательства достигаемого положительного результата в заявленном способе рассмотрим математическое представление формируемого сигнала:To prove the achieved positive result in the claimed method, consider the mathematical representation of the generated signal:

Figure 00000012
Figure 00000012

где

Figure 00000013
– амплитуда сигнала;Where
Figure 00000013
- signal amplitude;

Figure 00000014
– несущая частота;
Figure 00000014
- carrier frequency;

Figure 00000015
– синхронизирующая ПСП;
Figure 00000015
- synchronizing bandwidth;

Figure 00000016
– информационная ПСП;
Figure 00000016
- informational PSP;

Figure 00000017
– модулированная ПСП;
Figure 00000017
- modulated PSP;

Figure 00000018
– модулированная ПСП, сложенная по модулю два с задержанной на n тактов синхронизирующей ПСП;
Figure 00000018
- modulated PSP, added modulo two with a synchronizing PSP delayed by n clock cycles;

Figure 00000019
– мажоритарная сумма трех логических переменных.
Figure 00000019
- the majority sum of three logical variables.

Методом перебора значений переменных

Figure 00000020
можно доказать тождествоBy iterating over the values of variables
Figure 00000020
one can prove the identity

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Используя это соотношение, формируемый сигнал можно представить в видеUsing this ratio, the generated signal can be represented as

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Таким образом, он представляет собой сумму следующих сигналов:Thus, it is the sum of the following signals:

- сигнала несущей частоты, манипулированного по фазе синхронизирующей ПСП;- carrier signal, phase-keyed by the synchronizing PSP;

- сигнала несущей частоты, манипулированного по фазе информационной ПСП;- carrier signal, keyed by the phase of the information PSP;

- сигнала несущей частоты, сдвинутого по фазе на 90 градусов и манипулированного по фазе модулированной ПСП и задержанной синхронизирующей ПСП;- carrier signal, phase-shifted by 90 degrees and keyed in phase of modulated PSP and delayed synchronizing PSP;

- сигнала несущей частоты, сдвинутого по фазе на 90 градусов и манипулированного по фазе синхронизирующей ПСП, информационной ПСП, модулированной ПСП и задержанной синхронизирующей ПСП.- a carrier signal, phase-shifted by 90 degrees and phase-keyed by the synchronizing PSP, the information PSP, modulated PSP and the delayed synchronizing PSP.

В силу квазиортогональности синхронизирующей ПСП и информационной ПСП все четыре сигнала слабо коррелированы между собой и могут обрабатываться отдельно корреляционными методами. Due to the quasi-orthogonality of the synchronizing PSP and information PSP, all four signals are weakly correlated with each other and can be processed separately by correlation methods.

Таким образом, в приемном устройстве может быть реализован отдельный поиск синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, после обнаружения которых, осуществляется автоподстройка несущей и тактовой частот и прием информации. Так как информационная ПСП имеет практически такое же количество элементов, что и синхронизирующая ПСП, время поиска увеличивается всего в два раза.Thus, in the receiving device, a separate search for the synchronizing PSP and information PSP can be implemented, after detecting which, the carrier and clock frequencies are automatically tuned and information is received. Since the information bandwidth has practically the same number of elements as the synchronizing bandwidth, the search time is only doubled.

Для защиты от имитирующих помех слежение за задержкой принимаемого сигнала в приемнике (автоподстройки времени) [3, стр.302] необходимо осуществлять на основе оценок задержек как принимаемой синхронизирующей ПСП, так и принимаемой информационной ПСП относительно ПСП, формируемых в приемнике. При этом из этих двух оценок необходимо выбирать минимальную по абсолютной величине. Если задержка имитирующей помехи такова, что задержка синхронизирующей ПСП совпала с задержкой синхронизирующей ПСП принимаемого сигнала, то после того, как они станут отличаться на некоторую часть длительности элемента ПСП, схема слежения за задержкой автоматически переключится на работу с оценкой задержки информационной ПСП принимаемого сигнала, имеющей меньшее значение по абсолютной величине.To protect against imitating interference, tracking the delay of the received signal in the receiver (automatic time control) [3, p. 302] should be based on the estimates of the delays of both the received synchronizing bandwidth and the received information bandwidth relative to the bandwidth generated in the receiver. At the same time, of these two estimates, it is necessary to choose the minimum in absolute value. If the delay of the simulating interference is such that the delay of the synchronizing PRP coincided with the delay of the synchronizing PRP of the received signal, then after they begin to differ by some part of the duration of the PRP element, the delay tracking circuit will automatically switch to work with an estimate of the informational PRP delay of the received signal having smaller value in absolute value.

Аналогично, если задержка информационной ПСП имитирующей помехи совпадает с задержкой информационной ПСП принимаемого сигнала, через некоторое время схема слежения за задержкой переключится на работу с оценкой задержки синхронизирующей ПСП принимаемого сигнала.Similarly, if the delay of the informational PRP of the simulating interference coincides with the delay of the informational PRP of the received signal, after some time the delay tracking circuit will switch to work with the estimation of the delay of the synchronizing PRP of the received signal.

Только в том случае, когда совпадут задержки синхронизирующих ПСП и информационных ПСП имитирующей помехи и принимаемого сигнала, возможно появление ошибок в приеме информации и срыв синхронизации. Это происходит, когда задержка имитирующей помехи относительно принимаемого сигнала составляет целое число периодов

Figure 00000025
выходной последовательности сумматора по модулю два 10. Вероятность такого события, а следовательно и вероятность срыва синхронизации, обратно пропорциональна
Figure 00000026
. По сравнению со способом-прототипом, при одинаковой длительности периода повторения синхронизирующей ПСП вероятность срыва синхронизации уменьшается в число раз, равное отношению
Figure 00000026
к длительности периода повторения синхронизирующей ПСП
Figure 00000027
, то есть в
Figure 00000001
раз. Например, при
Figure 00000028
вероятность уменьшается более чем в тысячу раз. Only in the case when the delays of the synchronizing PSP and information PSP of the simulating interference and the received signal coincide, errors in the reception of information and synchronization may occur. This occurs when the delay of the simulated interference relative to the received signal is an integer number of periods
Figure 00000025
the output sequence of the adder modulo two 10. The probability of such an event, and hence the probability of synchronization failure, is inversely proportional to
Figure 00000026
... Compared with the prototype method, with the same duration of the repetition period of the synchronizing PSP, the probability of synchronization failure decreases by a number of times equal to the ratio
Figure 00000026
to the duration of the repetition period of the synchronizing PSP
Figure 00000027
, that is in
Figure 00000001
time. For example, for
Figure 00000028
the probability decreases more than a thousand times.

Прием информации при заявляемом способе формирования сигнала может осуществляться так же, как в способе-прототипе. А именно, путем вычисления значения взаимной корреляции принимаемого сигнала, умноженного на

Figure 00000029
с последовательностями, образованными всеми возможными циклическими сдвигами информационной ПСП, и определения циклического сдвига с максимальным по абсолютной величине значением взаимной корреляции. По значению циклического сдвига определяют передаваемый информационный символ, а по знаку соответствующего значения взаимной корреляции определяют значение еще одного бита информации. Можно показать, что для получения наибольшего отношения сигнал/шум принимаемый сигнал необходимо предварительно обнулить на интервалах времени совпадений значений синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, то есть умножить на сигнал
Figure 00000030
, так как в эти моменты времени фаза сигнала зависит только от значения синхронизирующей ПСП. При одинаковой мощности принимаемого сигнала соотношение сигнал/шум для максимального по абсолютной величине значения взаимной корреляции такое же, как в способе-прототипе. Кроме того, применение при формировании сигнала нелинейной мажоритарной функции значительно повышает криптостойкость сигнала, а следовательно – разведзащищенности системы радиосвязи.Reception of information with the claimed method of signal shaping can be carried out in the same way as in the prototype method. Namely, by calculating the cross-correlation value of the received signal multiplied by
Figure 00000029
with the sequences formed by all possible cyclic shifts of the information PRS, and determining the cyclic shift with the maximum value of cross-correlation in absolute value. The transmitted information symbol is determined from the cyclic shift value, and the value of one more bit of information is determined from the sign of the corresponding cross-correlation value. It can be shown that in order to obtain the highest signal-to-noise ratio, the received signal must first be zeroed at time intervals of coincidence of the values of the synchronizing bandwidth and information bandwidth, that is, multiply by the signal
Figure 00000030
, since at these moments of time the phase of the signal depends only on the value of the synchronizing PSP. With the same power of the received signal, the signal-to-noise ratio for the maximum absolute value of the cross-correlation is the same as in the prototype method. In addition, the use of a nonlinear majority function in signal generation significantly increases the cryptographic strength of the signal, and, consequently, the intelligence protection of the radio communication system.

ИСТОЧНИКИ ИНФОМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Военно-техническая подготовка. Военно-технические основы построения средств и комплексов РЭП: учебник /А.С. Осипов; под науч. ред. Е.Н. Гарина. – Красноярск: Сиб. Федер. ун-т, 2013. – 344с.1. Military-technical training. Military-technical foundations of building electronic means and complexes: textbook / A.S. Osipov; under scientific. ed. E.N. Garina. - Krasnoyarsk: Sib. Feder. un-t, 2013 .-- 344p.

2. Патент RU 2115 236 С1. Система связи с широкополосными сигналами. Опубликован 10.07.1998.2. Patent RU 2115 236 C1. Communication system with broadband signals. Published on July 10, 1998.

3. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. – М.: Радио и связь, 1985. – 384с.3. Varakin L.E. Communication systems with noise-like signals. - M .: Radio and communication, 1985. - 384p.

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 for transmitting information in a communication system with broadband signals. Published on June 27, 2006. Bul. No. 18.

Claims (2)

1. Способ формирования шумоподобных фазоманипулированных сигналов, заключающийся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют двоичные квазиортогональные псевдослучайные последовательности (ПСП) максимальной длины, сфазированные между собой, синхронизирующую и информационную, на каждом периоде повторения информационной ПСП формируют модулированную ПСП путем циклического сдвига информационной ПСП на количество элементов, определяемое передаваемым информационным символом, и дополнительного сложения по модулю два с еще одним битом информации, отличающийся тем, что модулированную ПСП суммируют по модулю два с задержанной на целое число периодов тактовой частоты синхронизирующей ПСП, а результат мажоритарно суммируют с синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, полученной двоичной последовательностью осуществляют фазовую манипуляцию сигнала несущей частоты, а фазоманипулированный сигнал дополнительно смещают по фазе на ноль или девяносто градусов последовательностью, которую формируют сложением по модулю два синхронизирующей ПСП и информационной ПСП, при этом информационную ПСП и модулированную ПСП укорачивают или удлиняют на один элемент, а фазирование синхронизирующей ПСП с информационной ПСП осуществляют периодически с периодом, равным произведению числа элементов синхронизирующей ПСП, числа элементов информационной ПСП и длительности периода тактовой частоты.1. A method of generating noise-like phase-shift keyed signals, which consists in the fact that signals of the carrier and clock frequencies are generated, binary quasi-orthogonal pseudo-random sequences (PSP) of the maximum length are formed from the clock signal, phase-phased among themselves, synchronizing and informational, at each repetition period of the information PSP, modulated PSP by cyclically shifting the information PSP by the number of elements determined by the transmitted information symbol, and additional addition modulo two with one more bit of information, characterized in that the modulated PSP is summed modulo two with a clock frequency delayed by an integer number of periods of the synchronizing PSP, and the result is majority-summed with the synchronizing PSP and the information PSP, the resulting binary sequence is phase-shift keyed on the carrier signal, and the phase-shift keyed signal is additionally shifted in phase by zero or ninety gram dus sequence, which is formed by adding modulo two synchronizing PSP and information PSP, while the information PSP and the modulated PSP are shortened or lengthened by one element, and the synchronizing PSP is phased with the information PSP periodically with a period equal to the product of the number of elements of the synchronizing PSP, the number of elements informational bandwidth and duration of the clock frequency period. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве информационной ПСП и синхронизирующей ПСП выбирают последовательности максимальной длины, образующие последовательность Голда. 2. The method according to claim 1, characterized in that the maximum length sequences forming the Gold sequence are selected as the information PRS and the synchronizing PRS.
RU2020106871A 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals RU2731681C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106871A RU2731681C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106871A RU2731681C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731681C1 true RU2731681C1 (en) 2020-09-07

Family

ID=72421483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020106871A RU2731681C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Method of forming noise-like phase-shift keyed signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731681C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769378C1 (en) * 2021-08-09 2022-03-30 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for packet data transmission with noise-like signals
RU2778439C1 (en) * 2021-12-15 2022-08-18 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for transmission of radio control commands with spread spectrum signals

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US621577A (en) * 1899-03-21 Furnace-shield
RU2279183C2 (en) * 2004-09-06 2006-06-27 Роберт Петрович Николаев Method for transferring information in communication system with broadband signals
RU2691384C1 (en) * 2018-07-23 2019-06-13 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of transmitting information by wideband signals

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US621577A (en) * 1899-03-21 Furnace-shield
RU2279183C2 (en) * 2004-09-06 2006-06-27 Роберт Петрович Николаев Method for transferring information in communication system with broadband signals
RU2691384C1 (en) * 2018-07-23 2019-06-13 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method of transmitting information by wideband signals

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769378C1 (en) * 2021-08-09 2022-03-30 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for packet data transmission with noise-like signals
RU2778439C1 (en) * 2021-12-15 2022-08-18 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for transmission of radio control commands with spread spectrum signals
RU2782343C1 (en) * 2021-12-15 2022-10-26 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for generating noise-like phase-manipulated signals
RU2801461C1 (en) * 2023-03-03 2023-08-08 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for forming noise-like phase-keyed signals
RU2801875C1 (en) * 2023-03-03 2023-08-17 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for packet data transmission by noise-like phase key signals
RU2803622C1 (en) * 2023-03-03 2023-09-18 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for packet data transmission with noise-like signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05509213A (en) SAWC phase detection method and device
US3916313A (en) PSK-FSK spread spectrum modulation/demodulation
JP2008256568A (en) Pulse compression radar device and method of phase modulation of the pulse compression radar device
RU2279183C2 (en) Method for transferring information in communication system with broadband signals
RU2731681C1 (en) Method of forming noise-like phase-shift keyed signals
US3510595A (en) Impulse autocorrelation function multiplex system
Abel et al. Chaotic codes for CDMA application
US4697186A (en) Velocity discrimination radar
RU2734230C1 (en) Method of forming noise-like phase-shift keyed signals
RU2691384C1 (en) Method of transmitting information by wideband signals
RU186407U1 (en) Relative phase modulation adaptive pseudo random signal demodulator
RU2782343C1 (en) Method for generating noise-like phase-manipulated signals
RU2791223C1 (en) Noise-like phase-manipulated signals generating method
RU2791224C1 (en) Noise-like signals generating method
RU2699819C1 (en) Method of generating signals with a spread spectrum
RU2699817C1 (en) Method of generating signals with a spread spectrum
RU2829900C1 (en) Method of expanding spectrum of signals
RU2803622C1 (en) Method for packet data transmission with noise-like signals
RU2801875C1 (en) Method for packet data transmission by noise-like phase key signals
RU2769378C1 (en) Method for packet data transmission with noise-like signals
RU2699818C1 (en) Method of generating signals with a spread spectrum
RU2193278C1 (en) Radio communication link
RU2778439C1 (en) Method for transmission of radio control commands with spread spectrum signals
JPH0951289A (en) Spread spectrum communication system
RU2801873C1 (en) Method for forming noise-like signals