ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)RU
(11)2401515
(13)C1
(51) МПК
H04L27/28 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 08.11.2010 - действует
(21), (22) Заявка: 2009104879/09, 12.02.2009 (72) Автор(ы):
Мелешков Геннадий Андреевич (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действия
патента:
(73) Патентообладатель(и):
12.02.2009
Открытое акционерное общество
"Российская корпорация ракетно(46) Опубликовано: 10.10.2010
космического приборостроения и
информационных систем" (ОАО
"Российские космические системы") (RU)
(56) Список документов, цитированных в
отчете о
поиске: ВАРАКИН Л.Е. Системы связи с
шумоподобными сигналами. - М.: Радио и
связь, 1985, с.16-19. RU 2248095 C1,
10.03.2005. WO 94/03002 A1, 03.02.1994. EP
0157692 A2, 09.10.1985. EP 0774842 A2,
21.05.1997.
Адрес для переписки:
111250, Москва, ул. Авиамоторная, 53,
Открытое акционерное общество
"Российская корпорация ракетнокосмического приборостроения и
информационных систем" (ОАО
"Российские космические системы")
(54) МОДУЛЯЦИОННАЯ СХЕМА НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ
(57) Реферат:
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах с фазовым
методом модуляции для скрытной передачи цифровой высокоскоростной информации по радиоканалу
космической связи при отсутствии организованных помех. Техническим результатом заявленного
технического решения является помехоустойчивое кодирование сигналов радиолинии, уменьшающее
возможности несанкционированного доступа к информации в радиоканале, что достигается врезкой
модуляционной схемой скачковой частоты в несущую частоту. Модуляционная схема несущей частоты
содержит модулятор, генератор несущей частоты, цифровой синтезатор частоты, генератор кодовой
последовательности,
синхронизатор,
переключатель,
выход
которого
является
выходом
модуляционной схемы несущей частоты. 4 ил.
Настоящее изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в
радиосистемах с фазовым методом модуляции для скрытной передачи высокоскоростной
информации от
512 кбит/с до
150 Мбит/с по радиоканалу космической связи при
отсутствии организованных помех.
Из уровня техники известны характеристики помехоустойчивого кодирования в
системах управления и связи, уменьшающие возможности несанкционированного доступа
к информации в радиоканале, которые определяются базой (В) сигнала /см. 1, стр.22/.
Излучение
сигналов
с
большой
базой
(В››1)
дает
уменьшение
возможности
несанкционированного доступа к информации в радиосигналах. Для создания большой
базы радиосигнала используют передающие устройства с шумоподобными сигналами с
бинарной фазовой модуляцией и сигналы с псевдослучайной перестройкой рабочей
частоты.
Из уровня техники известны два варианта модуляционных схем несущей частоты
передатчиков информации потребителю радиосигналами с большой базой /см. 2, стр.16/.
Первый вариант модуляционной схемы несущей частоты обеспечивает
защиту
информации кодами псевдо-шумового сигнала (ПШС), второй вариант схемы выполняет
защиту кодами частотно манипулированных ШПС — «прыгающей частотой».
По первому варианту структура модуляционной схемы несущей частоты содержит
соединенные последовательно блок сложения по модулю кодовых последовательностей
(БСМ) цифровой информации (ЦИ) и псевдо-шумового сигнала (ПШС) с блоком фазовой
манипуляции несущей (C D Q).
На первый вход блока сложения по модулю (БСМ) 1 поступает последовательность
двоичных символов (данных), на второй вход может поступать ПСП (например, М последовательность,
последовательность Голда). Выход блока фазовой манипуляции
несущей (C D Q) 2 является выходом модуляционной схемы. Структурная модуляционная
схема содержит два режима работы, режим, когда ПСП подается на второй вход (В»1) или
не подается (В=1).
Модуляционная схема работает следующим образом. Цифровая информация (ЦИ)
в виде двоичных сигналов (битов информации) складывается по модулю 2 с двоичными
битами псевдо-шумового сигнала—псевдо-шумовой последовательности (ПШС). На
выходе блока сложения получается широкополосный сигнал (ШПС) псевдошумового
расширения (ПШС).
В настоящее время имеются рекомендации национального космического агентства
Международного Консультативного Комитета по космическим системам передачи
данных (CCSDS) для создания международных космических систем. В совместных
космических программах постановка преднамеренных помех исключается.
Рекомендациями
руководствуются
Российское
космическое
агентство
и
зарубежные космические агентства NASA, ESA, NASDA при создании совместных
космических программ. В совместных космических программах членов клуба CCSDS в
радиолинии ожидается воздействие естественных случайных помех, для борьбы с
которыми в радиотехнике разработаны методы фильтрации и помехоустойчивое
кодирование. При этом задача несанкционированного доступа к передаваемым сигналам в
радиолинии остается актуальной, так как научный характер информации должен быть
доступен одному потребителю и без его согласия передаваемая информация не должна
быть доступна другим потребителям. Эти особенности должны учитываться при
разработке аппаратуры.
В рекомендациях CCSDS содержится рекомендуемая многослойная уровневая
архитектура передачи данных, на уровнях которого—передачи данных и физическом
уровне обеспечивается передача блоков двоичной информации с использованием схем
помехоустойчивого кодирования.
CCSDS предусматривает передачу информации в
радиолинии блоками данных, называемых TC Transfer Frames (TC Фреймы). Размеры ТС
Фрейма позволяют парировать ошибки, используя циклический код - Cyclic Redundancy
Code (CRC) и автоматический запрос на переповтор - Automatic Request for Retransmission
(ARQ). Возможны другие виды кодирования, которые
обеспечивают возможность
обнаружения и коррекции ошибок, без чего передача информации оказывается низкого
качества из-за ошибок, наводимых шумами радиоканала.
Рекомендуемая псевдошумовая модуляция (ПШС) с тактовой частотой ПСП порядка
3 МГц, уменьшает возможности несанкционированного доступа к передаваемой команднопрограммной информации для скорости передачи до 512 кбит/с.
Второй режим работы (В=1) образуется из модуляционной схемы ПШС
из-за
затруднительного создания ПШС с тактовыми частотами, коды которых можно применить
совместно с кодами сигналов, скорость передачи которых от 512 кбит/с до 150 Мбит/с. При
приеме высокоскоростных сигналов цифровой информации (ЦИ) КА при скорости потоков
выше 512 кбит/с, модуляция несущей псевдослучайной последовательностью отключается
по внешним командам, в результате чего возникает переход на передачу информации в
незащищенном виде от несанкционированного доступа. Биты блока информации,
закодированные кодером помехоустойчивого кодирования, или не закодированные,
оказываются незащищены для несанкционированного приема, что является недостатком
модуляционной схемы. Примером использования модуляционных схем может служить
одноплатный вариант Space LinkNGT SE985 подсистемы с возможностью
одновременной
обработки
работающих
с
различными
достижения
в
области
реконфигурируемая
нескольких
информационных
скоростями. Эта
интегрированной
архитектура
удовлетворяющие различным
SE985
потоков
подсистема
программируемой
позволяет
запрос/ответ,
использует
логики.
создавать
последние
Уникальная
приложения,
индустриальным стандартам, например, CCSDS/ESA
NV/NC стандартам кодирования канала). Скорость передачи информации от 512 кбит/с до
150
Мбит/с
в
реальном
времени
оказывается
в
незащищенном
виде
от
несанкционированного доступа.
В
другом
варианте
модуляционной
схемы
применяются
коды
частотно
манипулированного ШПС с В››1. Сигналы с дискретной частотной модуляцией (ДЧМ
сигналы) получаются в результате скачкообразного изменения несущей частоты по закону
некоторой периодической числовой последовательности при неизменных амплитуде и шаге
квантования по частоте и времени /см. 1, стр. 34/. Блоки информации целиком переносятся
в разные участки выделенного частотного диапазона при смене несущей частоты.
Вторая модуляционная схема несущей частоты /см. 2, стр.19/ принята за прототип.
Модуляционная схема изображена на фиг.1 и содержит следующие блоки:
1 - первый модулятор (Мод1);
2 - частотный манипулятор (ЧМ);
3 - генератор сетки частот (ГСЧ);
4 - синхронизатор (С);
5 - генератор кодовой последовательности ЧМ ШПС (ГЧМ);
6 – второй модулятор (Мод2);
7 - генератор несущей частоты (ГНЧ).
Входом модуляционной схемы несущей частоты, на который поступает цифровая
информация, является вход первого модулятора (Мод1) 1, первый модулятор (Мод1) 1 и
второй модулятор (Мод2) 6 соединены последовательно, выход второго модулятора
(Мод2) 6 является выходом модуляционной схемы, второй вход второго модулятора
(Мод2) 6 подключен к генератору несущей частоты (ГНЧ) 7, вход которого подключен к
второму выходу генератора сетки частот (ГСЧ) 3, первый выход синхронизатора (С) 4
подключен к генератору кодовой последовательности ЧМ ШПС (ГЧМ) 5, выход которого
подключен к второму входу частотного манипулятора (ЧМ) 2, первый вход которого
соединен с первым выходом генератора сетки частот (ГСЧ) 3, вход которого подключен к
второму выходу синхронизатора (С) 4, выход частотного манипулятора (ЧМ) 2
подключен к второму входу первого модулятора (Мод1) 1.
Первым модулятором (Мод1) 1 производится модуляция частоты частотного
манипулятора (ЧМ) 2, полученной из сетки частот генератора сетки частот (ГСЧ) 3 по
коду частоты кодовой последовательности (ГЧМ) 5. ЧМ ШПС представляет собой сигнал,
состоящий их М импульсов, несущие частоты которых принимают одно из возможных
значений от f0 до f0 +(М-1)/Т с интервалом между соседними значениями ∆f = 1/Т. База
такого сигнала В=М2. При приеме информации модуляционные частоты снимаются.
(ГЧМ) 5 определяет порядок изменения частот ЧМ ШПС. В модуляторе (Мод2) 6
производится перенос ЧМ ШПС на несущую частоту. Работой (ГСЧ) 3, (ГЧМ) 5 и (ГНЧ) 7
управляет синхронизатор (С) 4.
Недостаток известной схемы заключается в том, что требуется продолжительное
вхождение в связь при необходимости поиска сигнала по частоте в широком диапазоне
частот, зависящим от величины базы сигнала (В»1), и задержке при синхронизации
несущей частоты при доплеровском смещении несущей частоты.
Техническим результатом заявленного изобретения является помехоустойчивое
кодирование сигналов радиолинии, уменьшающее возможности несанкционированного
доступа к информации в радиоканале, что достигается врезкой модуляционной схемой
скачковой частоты в несущую частоту, более быстрое вхождение в связь по сравнению с
прототипом, а также возможность выбора параметров защиты от несанкционированного
доступа при организации связи.
Технический результат достигается тем, что модуляционная схема несущей
частоты
содержит
генератор
несущей
частоты,
модулятор,
генератор
кодовой
последовательности и синхронизатор, первый вход модулятора является входом
модуляционной схемы, на который поступает цифровая информация, а второй вход
соединен с выходом генератора несущей частоты, кроме того, в нее введены цифровой
синтезатор частоты, переключатель, выход которого является выходом модуляционной
схемы, первый вход которого соединен с выходом модулятора и первым входом
цифрового синтезатора частоты, выход которого подключен к второму входу
переключателя, первый управляющий вход которого подключен ко второму выходу
синхронизатора, а второй
управляющий вход подключен к третьему выходу
синхронизатора, первый выход которого подключен к входу генератора кодовой
последовательности и третьему входу цифрового синтезатора частоты, второй вход
которого подключен к выходу генератора кодовой последовательности, на первые четыре
входа
синхронизатора
подаются
соответственно
сигналы
синхронизации
бит,
длительности скачка, задержки скачка и старта скачка, причем скачек несущей частоты
должен происходить во время передачи цифровой информации, длительность скачка
должна быть существенно меньше времени излучения кодовой посылки примененного
кодового блока.
Признаки
последующем
и
сущность
детальном
описании,
настоящего
изобретения
иллюстрируемом
поясняются
чертежами,
следующее:
фиг.1 – модуляционая схема несущей частоты (прототип),
фиг.2 – заявленная модуляционная схема несущей частоты,
где
в
показано
фиг.3 – возможные режимы работы модуляционной схемы
фиг.4 – двоичное представление последовательностей кода Уолша с N=32.
На Фиг.2 представлена заявленная модуляционная схема несущей частоты,
содержащая следующие блоки:
1 - модулятор (Мод),
2 - генератор несущей частоты (ГНЧ);
3- переключатель (ПР);
4 - цифровой синтезатор частоты (ЦСЧ);
5 - генератор кодовой последовательности (ГЧМ);
6 - синхронизатор (С).
Входы синхронизатора (6):
6-1 - синхроимпульсы бит;
6-2 - длительность действия скачковой частоты (ДЛСКЧ);
6-3 - задержка скачковой частоты в блоке (ЗДСКЧ);
6-4 - старт скачковой частоты (СТСКЧ).
Выходы синхронизатора (6):
6-5 - старт скачковой частоты (СТСКЧ);
6-6 - сигнал «скачковая частота включена» (СКЧВКЛ);
6-7 - сигнал «скачковая частота выключена» (СКЧВЫКЛ).
Входы цифрового синтезатора частоты (4):
4-1 - радиосигнал высокой частоты;
4-2 - коды скачковой частоты (КОД);
4-3 - сигнал «старт скачковой частоты» (СТСКЧ).
Модуляционная схема несущей частоты работает следующим образом.
Модуляционная схема несущей частоты начинает работать после вхождения в
связь приемной стороны с передающей стороной, где применена модуляционная схема.
На модуляционную схему подаются блоки
высокоскоростной
(спектра частот ВН)
цифровой информации (ЦИ), сигнал тактовой частоты (FТАКТ) следования бит
информации и другие синхросигналы. Блоку цифровой информации (ЦИ) предшествует
цифровая «последовательность заполнения» в виде меандра (М).
Цифровая информация передается блоками, цифровая информация кодируется
помехоустойчивым кодированием. Применим систематический код, циклический CRC
кодер, R-S кодер и др. «Последовательность заполнения» не кодируется.
На фиг.3 обозначена длительность последовательности заполнения ТМ (меандр не
менее одного октета), длительность кодового блока (Т).
Кодовые блоки содержат биты информации в виде «единиц» и «нулей»,
синхронизуемые синхроимпульсами (СБИТ) тактовой частоты FТАКТ и закодированные
кодами помехоустойчивого кодирования.
Последовательность двоичных символов ЦИ поступает на вход блока сложения
модулятора (Мод) 1, на второй вход модулятора (Мод) 1 поступает несущая частота ƒнес.
от генератора несущей частоты (ГНЧ) 2. С выхода модулятора (Мод) 1 модулированная
несущая частота подается на переключатель (ПР) 3 и цифровой синтезатор частоты (ЦСЧ)
4. При подаче на переключатель (ПР) 3 сигнала СКЧВЫК на выход модуляционной схемы
(выход переключателя 3) проходит модулированная несущая частота. При подаче на
переключатель (ПР) 3 сигнала СКЧВКЛ в модулированную несущую частоту врезается
скачковая
частота
(на
время
длительности
скачка
ДЛСКЧ
происходит
модулированной несущей частоты) и на выходе модуляционной схемы
скачек
оказывается
несущая частота, содержащая скачок частоты (ДЛСКЧ <Т).
Во время прохождения последовательности заполнения на синхронизатор (С) 6
приходит стартовая посылка
(СТСКЧ), по которой формируется скачковая частота ƒСК
цифровым синтезатором частоты (ЦСЧ) 4. Номинал скачковой частоты определяется
генератором кодовой последовательности (ГЧМ) 5 и подается на второй вход 4 -2
синтезатора (ЦСЧ) 4.
Включение скачковой частоты (врезка скачковой частоты) может быть в начале,
конце или в любом другом месте внутри кадра, определяемом заданной задержкой
включения скачковой частоты ЗДСКЧ. Выключение скачка выполняется командой СКЧВЫКЛ.
(см. фиг. 3 А, Б, В).
Врезкой
скачковой
частоты
достигается
увеличение
помехоустойчивости
передаваемой информации в радиолинии, так как к постоянным характеристикам
кодирования, заложенным в схему прототипа, добавляются характеристики, которые могут
изменяться
в
процессе
подготовки
сеанса.
При
этом
используется
эффект,
предусматривающий выработку статуса ошибки информации, что влечет ее стирание
(предусмотрено CCSDS). Врезанная скачковая частота, без снятия ее при приеме, приводит
к сдвигу фазы фазового сигнала, что вызывает появление ошибочных символов в работе
фазового детектора. При превышении числа ошибочных бит числа допустимых бит
вырабатывается статусная информация и
происходит стирание содержания блока
информации, исключается доступ к информации.
Работа модуляционной схемы предусматривает передачу цифровой информации
(ЦИ) потребителю при условии снятия скачковой частоты на приемной стороне.
Постоянные характеристики схем передачи и приема:
-
характеристики
помехоустойчивого
кодирования
прототипа
(параметры
кодирования CRC, R-S и др.);
- период следования синхроимпульсов бит (СБИТ);
- величина опережения запуска генератора скачковой частоты (ОСТ, см. фиг.3).
Изменяющиеся характеристики, которые позволяют снять скачковую частоту:
- ƒСК - номинал скачковой частоты, сформированной синтезатором (ЦСЧ) 5 в
кодовом блоке;
- ДЛСКЧ - длительность излучения скачковой частоты;
- ЗДСКЧ - задержка включения скачковой частоты.
Пояснение
работы модуляционной схемы представлено на фиг. 3 (А, Б и В).
Скачковая частота может включиться в начале (А), в конце (Б) или в любом (В) месте (tв),
установленном передающей стороной. Включение и выключение скачковой частоты
синхронизируется синхроимпульсами бит информации (СБИТ).
Работа модуляционной схемы предусматривает, что на приемной стороне будет
стирание цифровой информации (ЦИ) при неправильной установке одной из величин ƒСК
, ДЛСКЧ, ЗДСКЧ
или их не установке.
Возможные соотношения используемых величин:
- время передачи блока информации (Т), Т= n/V1, где V1 скорость передачи
информации, а n – число символов кодового блока;
- длительность излучения скачковой частоты (ДЛСКЧ ),
ДЛСКЧ ≈0,1*Т (что дает
излучение на несущей частоте порядка 90% излученной мощности и время вхождения в
связь близко к времени вхождения в связь при отсутствии ПШС, при В=1);
- задержка включения скачковой частоты (ЗДСКЧ ), ЗДСКЧ ≈0,2*Т;
- интервал «последовательности заполнения» между блоками (Тм), Тм≥1 октет;
- период смены скачковой частоты ТСКЧ=ТМ+Т;
- численные значения характеристик скачковой частоты (ТСКЧ, Т, ДЛСКЧ, ЗДСКЧ , Тм ,
ОСТ) округляются целым числом тактов бит.
Работа модуляционной схемы иллюстрируется примерами передачи ЦИ из
множества чисел от 1 до 324294967295=232-1.
Передаются любые числа большой
разрядности (первый пример) или из множества может передаваться группа чисел (второй
пример).
Одно число передается в 4 октетах и содержит 32 пользовательских разряда.
Пусть при модуляции КИМ-ФМ каждому разряду, содержащему “0” соответствует 0
град., - “1” соответствует 180 град. Числа записываются старшими разрядами вперед. Так,
десятичное число 15=24-1 запишется в 4 октетах: 00000000 00000000 00000000 00001111.
Тогда для сигналов:
11111111 11111111 11111111 11111111,
00000000 0000 0000 11111111 11111111,
00000000 00000000 00000000 11111111,
00000000 00000000 00000000 00001111,
00000000 00000000 00000000 00000011,
00000000 00000000 00000000 00000001
спектры определяются длительностью генерируемых серий 32τ, 16τ, 8τ, 4τ, 2τ, τ.
Спектр импульса (для 90% энергии импульса) полосы частот Вн определяется
Вн=KR, где К=1,25÷2, R–скорость передачи, Гц при фазовой модуляции QPSK. Импульс
характеризуется серией, содержащей один, два, три и более символов. Символы серии
могут содержать “1” и “0”, в первом случае серия единичная, во втором — нулевая. После
единичной серии используется нулевая серия.
Первый пример.
В первом примере показана передача цифровой информации (ЦИ) числами, когда
помехоустойчивое
кодирование
исключает
передачу
информации
с
ошибками,
зашумленность (от работы радиостанций, занимающих часть выделенной полосы частот,
и др. причин) канала связи не вызывает ошибок передачи. Скорость передачи 80 Мбит/с.
Передаваемая
цифровая
информация
(ЦИ)
кодируется
кодовым
блоком
R-S
кодирование/исправление (IL 1-8)(255,223) E=16, где 223 разряда информационные, 32
разряда проверочные. Первый разряд из числа информационных содержит “1”, далее
следуют 23 разряда “0”, которые используются для установки нулевого уровня
детектируемого фазового сигнала. Далее в кодовом блоке следуют числа передаваемой
информации (ЦИ). Одно число (ЦИ) передается четырьмя октетами. Одно число может
быть от 1 до 324294967295=232-1. Число символов кодового блока n=2040. Один кодовый
блок передает 55 чисел. Все передаваемые числа размещаются в 220 октетах.
Спектральная
характеристика.
Спектры
передаваемых
чисел
занимают
диапазоны частот от 3,23 МГц до 100 МГц. Числа, содержащие посылку одного разряда
двоичного кода,
τ=0,0125 мкс, лежат в полосе частот 100 МГц. Число, содержащие
посылку 31τ имеет длительность 0,39 мкс и лежит в полосе частот 3,23 МГц.
Период излучения Т кодового блока включая предшествующую ему
посылку
излучения ТМ последовательности заполнения составляют период повторения ТП, что
изображено на Фиг.3. ТМ=0,2 мкс, ТП=ТМ+Т=25,7мкс.
Параметры модуляционной схемы. Длительность излучения скачковой частоты
(ДЛСКЧ ) 2,4 мкс. Период смены скачковой частоты (ТСКЧ) 25,7 мкс. Задержка включения
скачковой частоты в блоке (ЗДСКЧ ) 0,3 мкс. Период тактовой частоты синхроимпульсов
бит (СБИТ) 0,0125 мкс.
Второй пример.
Показывает
применение
модуляционной
схемы
при
радиосигнала к области излучаемых частот, не содержащей
адаптации
передачи
зашумленности. Выбор
диапазона частот с помощью сигналов Уолша.
Функции Уолша (ФУ)
/см. 2, стр.101/, содержат 2m символов максимальной
длины, где m номер диады. В кодовый блок может поместиться 2m-1 функций. При
обозначении длительности элементарного символа
функций Уолша
через τ0, то
выражение для периода функций имеет вид ТФУ=2mτ0.
Так, спектры сигналов Уолша /1, стр.57/ сдвинуты относительно друг друга по
частоте. Сдвиг характеризуют как положение максимума спектральной плотности
мощности, так и эффективной шириной спектра. Чем больше число блоков µ, тем больше
сдвиг спектра. Если обратиться к спектру кодовой последовательности, то спектр кодовой
последовательности
с
µ=1
имеет
максимум
при
ω=0,
а
спектр
кодовой
последовательности с µ=N максимум при ω=/τ0. Оба максимума равны N. Соответственно
максимум спектральной плотности мощности равен N2.
На Фиг.4 приведено двоичное представление последовательностей кода Уолша с
N=32.
Каждой кодовой последовательности, размещаемой в четырех октетах,
соответствует одно число. Передаваться может 31 число, каждое из которых занимает
четыре октета.
Выбранный кодовый блок R-S кодирование/исправление (IL 1-8)(255,223) E=16
составляет
223 байта позволяет разместить в нем 55 последовательностей длиной по
четыре байта.
Из фиг.4 видно, что кодовые последовательности УО количеством N=31
образуются сериями символов 1τ0, 2τ0, 4τ0. 8τ0, 16τ0. Формируемые частоты лежат в
полосах частот 100, 50, 25, 12,5МГц и 6,25 МГц. Формируемые спектры частот 31
сигналом функций ФУ группируются вблизи этих частот. Если разбить 31 функцию на 5
групп примыкающих друг
к другу по частоте (первые четыре по 6 чисел, пятая из семи чисел) и поместить каждую
группу в свой кодовый блок R-S , то те передаваемые числа, которые окажутся в
зашумленной (шестой ) полосе будут стерты при приеме. Принятых чисел в четырех
кодовых блоках окажется 24. Кодовый блок допускает передачу 55 чисел, в четырех
кодовых блоках может быть принято 220 чисел. Каким образом можно увеличить
количество передаваемых чисел?
Обратим внимание (см. фиг.4) на то, что ФУ содержит во многих случаях серии,
отличающиеся длиной на несколько разрядов с границами разрядов. Серии, имеющие
длину между границ разрядов, имеют спектры между граничных спектров, поэтому они
будут также приняты безошибочно и чтобы получить число, годное для передачи в этом
кодовом блоке, достаточно образовать передаваемые коды (числа) заменой одной или
нескольких серий на серии, содержащие больше или меньше разрядов, чтобы они
находились внутри границ. В результате получаем расширение объема передаваемых
чисел за счет введения нескольких кодовых последовательностей из числа 3τ0, 5τ0, 6τ0.
7τ0, 9τ0 10τ0 ..., 15τ0. Количество передаваемых чисел в блоке может быть доведено до 55.
Характеристики передаваемых кодов, при этом, отличны от характеристик функций
Уолша, но задача передачи чисел решается.
Спектральная
характеристика.
Спектры
передаваемых
чисел
занимают
диапазоны частот от 6,25 МГц до 100 МГц. Числа, содержащие посылку одного разряда
двоичного кода, τ0=0,0125 мкс, лежат в полосе частот 100 МГц. Число, содержащие
посылку 15τ0 имеет длительность 0,1875 мкс и лежит в полосе частот 6.7 МГц.
Период излучения ТП4 четырех кодовых блоков, включая предшествующие им
посылки
последовательности заполнения ТМ составляют период повторения
ТП4=4(ТМ+Т)=102,8 мкс.
Параметры модуляционной схемы. Длительность излучения скачковой частоты
(ДЛСКЧ ) 2,4 мкс. Период смены скачковой частоты (ТСКЧ) 25,7 мкс. Задержка включения
скачковой частоты в блоке (ЗДСКЧ ) 0,3 мкс. Период тактовой частоты синхроимпульсов
бит (СБИТ) 0,0125 мкс.
Предложенная модуляционная схема несущей частоты увеличивает возможности
помехоустойчивого кодирования, позволяет
передавать цифровую высокоскоростную
информацию в радиоканале с фазовым методом модуляции в системах, создаваемых по
рекомендациям
CCSDS
с
блочной
передачей
информации,
применением
помехоустойчивого кодирования с требованием приема только тех блоков, в которых не
обнаружено ошибок.
Модуляционная схема применима для адаптации
передачи
числовых сообщений к частотным диапазонам, не содержащих организованных помех.
Источники информации, принятые во внимание.
1. Г.И. Тузов и др., Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами.,
Москва, Радио и связь, 1985, стр.22, 34.
2. Л.Е. Варакин, «Системы связи с шумоподобными сигналами», Москва, Радио и
связь, 1985, стр.16-19, стр.372 (прототип).
3. А.И. Жодзишский и др., Формирователь сигналов с многоуровневой фазовой
модуляцией, авторское свидетельство СССР № 663069,
оп. 01.07.1977.
Формула изобретения
Модуляционная схема несущей частоты, содержащая генератор несущей частоты,
модулятор, генератор кодовой последовательности и синхронизатор, первый вход
модулятора является входом модуляционной схемы, на который поступает цифровая
информация, а второй вход соединен с выходом генератора несущей частоты,
отличающаяся тем, что в нее введены цифровой синтезатор частоты, переключатель,
выход которого является выходом модуляционной схемы, первый вход которого соединен
с выходом модулятора и первым входом цифрового синтезатора частоты, выход которого
подключен к второму входу переключателя, первый управляющий вход которого
подключен ко второму выходу синхронизатора, а второй управляющий вход подключен к
третьему выходу синхронизатора, первый выход которого подключен к входу генератора
кодовой последовательности и третьему входу цифрового синтезатора частоты, второй
вход которого подключен к выходу генератора кодовой последовательности, первый вход
синхронизатора служит для подачи на него сигнала синхронизации бит, второй вход – для
подачи сигнала длительности скачка, третий вход – для подачи сигнала задержки скачка, а
четвертый вход – для подачи сигнала старта скачка соответственно.