RU2562769C1 - Method of transmitting information in communication system with noise-like signals - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: method includes, during transmission, dividing a stream of transmitted data into blocks of l bits and k additional beats each; generating a pseudorandom sequence with cyclic time shift, defined in accordance with the selected coding method; performing phase-shift keying according to the law of the generated pseudorandom sequence with cyclic time shift; performing code modulation of the resultant phase-shift keyed signal, thereby generating each noise-like signal to be transmitted; transmitting the generated noise-like signal; during reception, based on the result of determining the maximum of said correlation, determining the cyclic time shift value in the received block as applied to that code modulation alternative based on which a combination of k additional bits of said block is determined; from said cyclic time shift value in accordance with a method which is the reverse of the selected coding method, determining a combination of l bits of each received block; the set of bits of each received block is formed taking into account said l bits and k additional bits.

EFFECT: high rate of transmitting digital information.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области передачи цифровой информации и предназначено для применения в приемопередающих устройствах систем связи.The invention relates to the field of transmission of digital information and is intended for use in transceiver devices of communication systems.

Далее считаем, что в свете решаемой заявляемым способом задачи словосочетания «цифровая информация», «данные» и «дискретная информация» являются синонимами»; считаем также синонимами термины «сообщение» и «поток».Further, we believe that in the light of the problem solved by the claimed method, the phrases “digital information”, “data” and “discrete information” are synonyms ”; We also consider the terms “message” and “stream” to be synonyms.

На сегодня наиболее предпочтительно кодирование цифровой информации с использованием шумоподобных сигналов (ШПС) (см. [1], с. 3), причем, как правило, в качестве таких сигналов используются сигналы, фазовая манипуляция которых осуществляется m-последовательностями (см. [1], раздел 3.3. с. 49). Как отмечено в [1], системы связи с ШПС обладают преимуществами перед прочими системами связи как в части помехоустойчивости, так и скрытности.Today, it is most preferable to encode digital information using noise-like signals (SHPS) (see [1], p. 3), moreover, as a rule, signals are used as such signals whose phase manipulation is carried out by m-sequences (see [1 ], section 3.3. p. 49). As noted in [1], communication systems with SHPS have advantages over other communication systems both in terms of noise immunity and stealth.

Алфавит передаваемых сообщений, как правило, содержит N_c>>1 символов. При кодировании каждого передаваемого символа соответствующей ему m-последовательностью приемник системы связи содержит N_c корреляторов в каждом пространственном и доплеровском каналах приема. При этом реализация декодера требует значительных вычислительных ресурсов, т.е. она сравнительно сложна. В связи с этим в [2] предложен вариант способа кодирования, предусматривающего операции формирования единственной m-последовательности, преобразования передаваемого символа (например, С_υ) в циклический временной сдвиг (ЦВС) на υ отсчетов и введение в эту m-последовательность указанного ЦВС. Устройство декодирования при таком способе кодирования, кроме [2], описано, например, в [3]. Достоинством такого способа кодирования является наличие всего одной m-последовательности, потенциально обеспечивающей возможность передачи каждого из всех N_c символов алфавита; при этом декодер в каждом пространственном и доплеровском каналах приема содержит всего один коррелятор; реализация такого декодера сравнительно проста.The alphabet of transmitted messages, as a rule, contains N _c >> 1 characters. When encoding each transmitted symbol with the corresponding m-sequence, the receiver of the communication system contains N _c correlators in each spatial and Doppler reception channels. Moreover, the implementation of the decoder requires significant computational resources, i.e. it is relatively complex. In this regard, in [2], a variant of the encoding method was proposed, which provides for the operation of generating a single m-sequence, converting the transmitted symbol (for example, C _υ ) into a cyclic time shift (CVC) by υ samples and introducing the specified CVC into this m-sequence. The decoding device with this encoding method, in addition to [2], is described, for example, in [3]. The advantage of this encoding method is the presence of only one m-sequence, potentially providing the ability to transmit each of all N _c characters in the alphabet; wherein the decoder in each spatial and Doppler reception channels contains only one correlator; the implementation of such a decoder is relatively simple.

Недостаток указанного аналога состоит в следующем. Для того чтобы одна m-последовательность обеспечивала возможность передачи каждого из всех N_c символов алфавита, необходимо, чтобы ее период N_m был равен (или превышал) N_c. Период всякой m-последовательности прямо пропорционален ее длительности, т.е. произведению Т_с=N_m·τ количества импульсов N_m (терминология по [1], раздел 3.3) на длительность каждого и них τ≥ΔF^-1, где ΔF - ширина рабочей полосы частот системы связи. Однако скорость передачи данных обратно пропорциональна указанному произведению. Количество бит, приходящееся на один передаваемый символ, равно log₂N_c, а время передачи одного символа обратно пропорционально величине N_c. В итоге с ростом параметра N_m=N_c обеспечиваемая аналогом скорость передачи убывает как (log₂N_с)/N_c. Так, например, при переходе в указанном аналоге от N_c=8 к N_c=32 имеем снижение скорости передачи в 2.4 раза (т.е. (3:8)/(5:32)=2.4).The disadvantage of this analogue is as follows. In order for one m-sequence to provide the possibility of transmitting each of all N _c characters in the alphabet, it is necessary that its period N _m be equal to (or exceed) N _c . The period of any m-sequence is directly proportional to its duration, i.e. the product T _c = N _m · τ of the number of pulses N _m (terminology according to [1], Section 3.3) by the duration of each of them τ≥ΔF ^-1 , where ΔF is the working frequency bandwidth of the communication system. However, the data transfer rate is inversely proportional to the specified product. The number of bits per one transmitted symbol is log ₂ N _c , and the transmission time of one symbol is inversely proportional to the value of N _c . As a result, as the parameter N _m = N _c increases, the transmission rate provided by the analog decreases as (log ₂ N _s ) / N _c . So, for example, when switching from N _c = 8 to N _c = 32 in the indicated analogue, we have a decrease in the transmission rate by 2.4 times (i.e. (3: 8) / (5:32) = 2.4).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ передачи информации в системах связи с ШПС по патенту РФ №2277760 [4] (прототип). Прототип включает следующие операции: при передаче - разделения потока передаваемых символов информационного сигнала (далее для краткости именуем его блоком данных), преобразования k бит (далее называем их дополнительными битами) каждого из передаваемых блоков данных в одну из заранее заданных псевдослучайных последовательностей (ПСП), формирования каждой из указанных ПСП с ЦВС, определяемым комбинацией из оставшихся n-k бит соответствующего передаваемого блока и в соответствии с выбранным методом кодирования, а также фазовой модуляции по закону каждой из сформированных ПСП с указанным ЦВС, в результате чего формируется поток передаваемых ШПС, а также передачи полученной при таком преобразовании последовательности ШПС; при приеме - осуществления оптимального приема по максимуму корреляции принимаемого сигнала с каждым опорным ШПС, сформированным путем фазовой модуляции по закону соответствующей этому ШПС одной из заранее заданных ПСП, определения k дополнительных бит каждого переданного символа по номеру того ШПС, с которым указанная корреляция максимальна, определения величины ЦВС по каждому принимаемому символу на основе указанной корреляции и определение по величине указанного ЦВС (в соответствии с методом, обратным выбранному методу кодирования) комбинации из n-k бит передаваемого блока. Операция фазовой модуляции в формуле прототипа не упомянута, но она показана на фиг. 5 его описания как совокупность блока генерации несущей частоты 10 и перемножителя 13.The closest in technical essence to the claimed object is a method of transmitting information in communication systems with ShPS according to the patent of the Russian Federation No. 2277760 [4] (prototype). The prototype includes the following operations: during transmission, splitting the stream of transmitted symbols of the information signal (hereinafter referred to as a data block for brevity), converting k bits (hereinafter, referred to as additional bits) of each of the transmitted data blocks into one of a predetermined pseudorandom sequence (PSP), the formation of each of these memory bandwidths with a DAC determined by a combination of the remaining nk bits of the corresponding transmitted block and in accordance with the selected coding method, as well as phase modulation according to the law of each of the generated memory bandwidths with the indicated DAC, as a result of which a stream of transmitted BSCs is formed, as well as the transmission of the BSS sequence obtained during such a conversion; at reception, the implementation of optimal reception to the maximum of the correlation of the received signal with each reference HFB formed by phase modulation according to the law of the corresponding HFB of one of the predetermined bandwidths, determining k additional bits of each transmitted symbol by the number of that BSC with which the indicated correlation is maximum, determining the DAC value for each received symbol based on the specified correlation and the determination by the value of the indicated DAC (in accordance with the method opposite to the selected encoding method ) Combinations of n-k bits of the transmitted block. The phase modulation operation is not mentioned in the prototype formula, but it is shown in FIG. 5 of its description as a combination of a carrier frequency generation unit 10 and a multiplier 13.

Принцип действия прототипа состоит в следующем. Каждый блок передаваемого сообщения, содержащий n бит, разделяется на подблоки из n-k бит и k бит (эти k бит далее именуются дополнительными битами). Подблок из k дополнительных бит кодируется путем формирования соответствующей ему ПСП (в частности, m-последовательности), а подблок из (n-k) бит - введением ЦВС в эту ПСП. Последнее (т.е. введение ЦВС) полностью аналогично тому, как это реализуется в [2]. (Здесь и далее под операцией формирования ПСП подразумевается совокупность операций выбора этой ПСП из Q=2^k возможных и собственно ее формирование, причем последнее может осуществляться путем чтения выбранной ПСП из памяти, хранящей массивы временных отсчетов всех Q возможных ПСП). Процесс формирования передаваемого сигнала в прототипе завершается путем фазовой манипуляции сигнала несущей частоты, причем закон этой манипуляции соответствует сформированной ПСП с введенным в нее ЦВС. В итоге этот сигнал содержит n бит информации, k бит из которых закодированы выбранной ПСП и (n-k) бит - ЦВС, введенным в эту ПСП. При равной длине ПСП в прототипе и аналоге [2] количество передаваемых бит на интервале длительности этой ПСП (т.е. в равных условиях) в прототипе составляет n, а в указанном в аналоге - только (n-k). Следует заметить, что аналогичный прототипу результат достигается и в принципиально эквивалентном ему объекте, описанном в [5].The principle of operation of the prototype is as follows. Each block of a transmitted message containing n bits is divided into subblocks of nk bits and k bits (these k bits are hereinafter referred to as additional bits). A subblock of k extra bits is encoded by forming the corresponding memory bandwidth (in particular, an m-sequence), and a subblock of (nk) bits is encoded by introducing a DAC into this memory bandwidth. The latter (ie, the introduction of CVS) is completely analogous to how this is implemented in [2]. (Hereinafter, the operation of generating the memory bandwidth means the totality of operations for selecting this bandwidth from Q = 2 ^k possible and its actual formation, the latter can be done by reading the selected bandwidth from a memory that stores arrays of time samples of all Q possible bandwidths). The process of generating the transmitted signal in the prototype is completed by phase manipulation of the carrier frequency signal, and the law of this manipulation corresponds to the generated memory bandwidth with the input of the DAC. As a result, this signal contains n bits of information, k bits of which are encoded by the selected memory bandwidth and (nk) bits are the DACs entered into this memory bandwidth. With the equal length of the SRP in the prototype and analogue [2], the number of transmitted bits on the interval of the duration of this SRP (ie, under equal conditions) in the prototype is n, and in the analogue specified only (nk). It should be noted that a result similar to the prototype is achieved in a fundamentally equivalent object described in [5].

Недостаток прототипа состоит в следующем. Для передачи к дополнительных бит информации путем кодирования этой информации выбором используемой для передачи ПСП необходимо иметь совокупность из 2^k квазиортогональных ПСП (т.е. ПСП с низким уровнем взаимной функции неопределенности). Для получения максимального количества квазиортогональных ПСП необходимо использование в качестве ПСП m-последовательностей. Однако и в этом случае количество ПСП существенно ограничено. Так, при базе ПСП (количестве возможных переключений фазы), например, В_ПСП=64, 256 и 1024 соответствующее этим значениям базы количество ПСП при бинарном кодировании фазы составляет всего Q=6, 16 и 60 штук (см. [1], таблица 3.10). В связи с этим существенно ограничена величина k, и тогда обеспечиваемый прототипом выигрыш в скорости передачи информации весьма мал. Таким образом, недостатком прототипа является сравнительно низкая скорость передачи информации.The disadvantage of the prototype is as follows. In order to transmit information to additional bits by encoding this information by choosing the SRP used to transmit, it is necessary to have a combination of 2 ^k quasi-orthogonal SRP (i.e., SRP with a low level of mutual uncertainty function). To obtain the maximum number of quasi-orthogonal SRPs, it is necessary to use m-sequences as SRP. However, in this case, the number of SRP is significantly limited. So, when the base bandwidth (the number of possible phase switching), for example, In _bandwidth = 64, 256 and 1024, the number of bandwidth corresponding to these base values for binary phase encoding is only Q = 6, 16 and 60 pieces (see [1], table 3.10). In this regard, the value of k is significantly limited, and then the gain in the information transfer rate provided by the prototype is very small. Thus, the disadvantage of the prototype is the relatively low speed of information transfer.

Далее внесем следующие уточнения в использованные в описании прототипа обозначения: число бит, кодируемых введением ЦВС, - l (в прототипе оно обозначено как n-k), а общее число бит в блоке - k+l (в прототипе оно обозначено как n), что не приводит к изменению ни обеспечиваемой прототипом скорости передачи данных, ни его принципа действия. Как отмечено выше, k бит называем дополнительными.Next, we introduce the following refinements into the notation used in the description of the prototype: the number of bits encoded by the introduction of the DAC is l (in the prototype it is denoted by nk), and the total number of bits in the block is k + l (in the prototype it is denoted by n), which is not leads to a change in neither the data transfer rate provided by the prototype, nor its operating principle. As noted above, k bits are called complementary.

Целью заявляемого способа является повышение скорости передачи информации.The aim of the proposed method is to increase the speed of information transfer.

Цель достигается тем, что в способе передачи информации в системе связи с ШПС, предусматривающем следующие операции:The goal is achieved by the fact that in the method of transmitting information in a communication system with a ShPS, providing the following operations:

при передаче:upon transfer:

- разделяют поток передаваемых данных на блоки, содержащие по l бит и по k дополнительных бит;- divide the stream of transmitted data into blocks containing l bits and k additional bits;

- формируют заранее заданную ПСП с ЦВС, определяемым комбинацией из l бит соответствующего передаваемого блока в соответствии с выбранным методом кодирования;- form a predetermined memory bandwidth with the DAC, determined by a combination of l bits of the corresponding transmitted block in accordance with the selected encoding method;

- реализуют фазовую модуляцию по закону сформированной ПСП с ЦВС;- implement phase modulation according to the law of the formed memory bandwidth with the central digital center;

- передают сформированный ШПС,- transmit formed SHPS,

причем входными данными операции разделения потока подлежащих передаче данных являются входные последовательности этих данных, а операция формирования ПСП с ЦВС осуществляется над результатами выполнения операции разделения потока передаваемых данных,moreover, the input sequences of the data to be transmitted are the input sequences of the data to be divided, and the operation of forming the SRP with the DAC is performed on the results of the operation of the separation of the stream of transmitted data,

при приеме:upon admission:

- преобразуют принимаемые сигналы в электрические;- convert the received signals into electrical;

- по каждому принимаемому блоку определяют максимум корреляции принятого сигнала с ШПС, сформированный путем фазовой модуляции по закону заранее заданной ПСП с нулевым ЦВС;- for each received block, the maximum correlation of the received signal with the SHPS is determined, formed by phase modulation according to the law of a predetermined bandwidth with zero CVS;

- на основе результата определения максимума указанной корреляции определяют величину ЦВС в каждом принимаемом блоке;- based on the result of determining the maximum of the indicated correlation, the DAC value in each received block is determined;

- по величине указанного ЦВС в соответствии с методом, обратным выбранному методу кодирования, определяют комбинацию из l бит каждого принятого блока;- the value of the specified DAC in accordance with the method inverse to the selected encoding method, determine the combination of l bits of each received block;

- совокупность бит каждого принятого блока формируют с учетом указанных l бит, а также k дополнительных бит,- the set of bits of each received block is formed taking into account the specified l bits, as well as k additional bits,

дополнительно вводят следующие операцииadditionally introduce the following operations

при передаче:upon transfer:

- реализуют кодовую модуляцию (КМ) сформированного фазомодулированного сигнала, определяемую комбинацией из k дополнительных бит соответствующего передаваемого блока данных в соответствии с выбранным методом кодирования, в результате чего формируется каждый подлежащий передаче ШПС,- implement code modulation (CM) of the generated phase-modulated signal, determined by a combination of k additional bits of the corresponding transmitted data block in accordance with the selected encoding method, as a result of which each NPS to be transmitted is formed,

при приеме:upon admission:

- максимум корреляции принятого сигнала с ШПС, сформированный путем фазовой модуляции по закону заранее заданной ПСП с нулевым ЦВС, определяют по совокупности из 2^k возможных альтернатив КМ;- the maximum correlation of the received signal with the BBA, formed by phase modulation according to the law of a predetermined bandwidth with zero DAC, is determined by a combination of 2 ^k possible alternatives to CM;

- по номеру той альтернативы КМ, при которой имеет место максимум корреляции, в соответствии с методом, обратным выбранному методу кодирования, определяют комбинацию из k дополнительных бит принятого данного блока данных,- by the number of the alternative CM, in which there is a maximum of correlation, in accordance with the method inverse to the selected encoding method, a combination of k additional bits of the received data block is determined,

причем операция определения величины ЦВС в каждом принятом блоке выполняется применительно к той альтернативе КМ, по которой определена комбинация из k дополнительных бит данного блока.moreover, the operation of determining the value of the DAC in each received block is performed in relation to the alternative CM, which determined the combination of k additional bits of this block.

Блок-схема, иллюстрирующая совокупность операций заявляемого способа кодирования, представлена на фиг. 1, где обозначены:A flowchart illustrating the combination of operations of the proposed encoding method is shown in FIG. 1, where are indicated:

- 1 - операция разделения потока подлежащих передаче данных;- 1 - the operation of splitting the stream to be transmitted data;

- 2 - операция формирования ПСП с ЦВС;- 2 - the operation of the formation of the SRP with the DAC;

- 3 - операция фазовой манипуляции;- 3 - phase manipulation operation;

- 4 - операция кодовой модуляции;- 4 - code modulation operation;

- 5 - операция передачи ШПС;- 5 - transmission operation of the NPS;

- 6 - операция преобразования принимаемых сигналов в электрические;- 6 - the operation of converting the received signals into electrical;

- 7.1…7.Q - операции определения максимума корреляции принятого сигнала с ШПС с нулевым ЦВС при q-й (q=1…Q) альтернативе KM;- 7.1 ... 7.Q - operations to determine the maximum correlation of the received signal with the BPS with zero DAC with q-th (q = 1 ... Q) alternative KM;

- 8 - операция определения комбинации k дополнительных бит принятого блока данных;- 8 - the operation of determining the combination of k additional bits of the received data block;

- 9 - операция определения величины ЦВС;- 9 - operation for determining the value of the CVS;

- 10 - операция определения комбинации l бит принятого блока данных;- 10 - the operation of determining the combination of l bits of the received data block;

- 11 - операция формирования совокупности k+l бит принятого блока данных.- 11 - the operation of forming the aggregate k + l bits of the received data block.

Все операции заявляемого способа, фигурирующие также и прототипе (т.е. операции 1…3, 5, 6, 9…11), могут быть реализованы полностью аналогично соответствующим операциям прототипа.All operations of the proposed method, which also appear in the prototype (i.e., operations 1 ... 3, 5, 6, 9 ... 11), can be implemented completely analogously to the corresponding operations of the prototype.

Операция разделения потока подлежащих передаче данных 1 реализуется, например, следующим образом. Осуществляется запоминание фрагмента потока (блока данных или символа), содержащего k+1 бит подлежащей передаче информации. При указанном запоминании этот блок записывается в оперативную память емкостью k+l бит (здесь и далее упоминаются компоненты цифровых аппаратно-программных средств, реализующих заявляемый способ). Из указанных k+l бит l бит передаются для выполнения операции формирования ПСП с ЦВС (т.е. операции 2), а остальные k бит - для выполнения операции кодовой модуляции 4. (Управление чтением передаваемой информации осуществляется программными средствами). Далее запоминается следующий блок из k+l бит подлежащей передаче информации и указанные функции повторяются. Период однократной реализации совокупности указанных функций при выполнении операции 1, т.е. период их повторения равен длительности интервала времени Т_с, в течение которого передается один (k+l)-битовый блок данных (символ). Последнее относится и ко всем прочим операциям заявляемого способа, которые реализуются последовательно во времени с пренебрежимо малыми задержками, обусловленными конечным быстродействием выполняющих их цифровых аппаратных средств.The operation of dividing the stream to be transmitted data 1 is implemented, for example, as follows. The fragment of the stream (data block or symbol) containing k + 1 bits of the information to be transmitted is stored. With the indicated storage, this block is written into RAM with a capacity of k + l bits (hereinafter, the components of digital hardware and software that implement the inventive method are mentioned). Of the indicated k + l bits, l bits are transmitted to perform the operation of forming the memory bandwidth with the DAC (i.e., operation 2), and the remaining k bits are transmitted to perform the code modulation operation 4. (The reading of the transmitted information is controlled by software). Next, the next block of k + l bits of the information to be transmitted is stored and the indicated functions are repeated. The period of a single implementation of the totality of these functions during operation 1, i.e. their repetition period is equal to the duration of the time interval T _s , during which one (k + l) -bit data block (symbol) is transmitted. The latter applies to all other operations of the proposed method, which are implemented sequentially in time with negligible delays due to the finite speed of their digital hardware.

Операция формирования ПСП с ЦВС 2 реализуется путем, например, чтения из памяти заранее записанной в нее ПСП (далее для конкретности в качестве ПСП рассматриваем m-последовательность) и введения в нее ЦВС, величина которого соответствует комбинации из l бит передаваемого блока (символа). Соответствие между вводимым ЦВС и указанной комбинацией из l бит может быть, например, следующим: выраженный в единицах, равных ΔF^-1 (где ΔF - ширина полосы частот канала связи), ЦВС есть двоичный код, представленный комбинацией из l дополнительных бит; так, при комбинации, например, l=6 бит вида 001010 (или в десятичной системе - 10) вводится ЦВС величиной 10ΔF^-1. Этот ЦВС может вводиться в m-последовательность непосредственно в момент ее чтения, при этом чтение начинается с ячейки памяти, номер которой равен указанному двоичному коду.The operation of forming a memory bandwidth with DAC 2 is implemented, for example, by reading from a memory a memory bandwidth previously recorded in it (for the sake of concreteness, we consider the m-sequence as a memory bandwidth) and introducing a MCC into it, the value of which corresponds to a combination of l bits of the transmitted block (symbol). The correspondence between the input DAC and the indicated combination of l bits can be, for example, the following: expressed in units equal to ΔF ^-1 (where ΔF is the bandwidth of the communication channel), DAC is a binary code represented by a combination of l additional bits; so, with a combination, for example, l = 6 bits of the form 001010 (or in the decimal system - 10), a DAC of 10ΔF ^-1 is introduced. This DAC can be entered into the m-sequence directly at the time of its reading, while reading begins with a memory cell whose number is equal to the specified binary code.

Операция фазовой манипуляции 3 по закону ПСП с введенным в нее ЦВС предусматривает умножение временной реализации этой ПСП на тональный сигнал несущей частоты. Эта операция в прототипе реализуется совокупностью блоков 10, 13 и 14 на фиг. 3 его описания.The operation of phase manipulation 3 according to the law of the SRP with the introduced DAC provides for the multiplication of the temporary implementation of this SRP by a tone of the carrier frequency. This operation in the prototype is implemented by a combination of blocks 10, 13 and 14 in FIG. 3 of his descriptions.

Содержание операции кодовой модуляции 4 в варианте ее выполнения путем введения в спектр передаваемого сигнала циклического сдвига иллюстрируется блок-схемой реализующего ее устройства, приведенной на фиг. 2, где обозначены:The content of the code modulation operation 4 in its embodiment by introducing into the spectrum of the transmitted cyclic shift signal is illustrated by the block diagram of the device implementing it, shown in FIG. 2, where are indicated:

- 4.1 - полосовой фильтр;- 4.1 - band-pass filter;

- 4.2 и 4.4 - процессоры дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и обратного ДПФ;- 4.2 and 4.4 - processors of discrete Fourier transform (DFT) and inverse DFT;

- 4.3 - блок циклического сдвига спектра.- 4.3 - block cyclic shift of the spectrum.

Полосовой фильтр 4.1. выполняет функцию формирования (выделения) сигнала в рабочей полосе частот с понижением частоты дискретизации (т.е. с децимацией). Он реализуется, например, в соответствии с алгоритмом быстрой свертки, т.е. посредством вычисления ДПФ от входного сигнала, умножения полученного спектра на результат ДПФ от импульсной реакции фильтра и вычисления обратного ДПФ от результата указанного перемножения. В связи с реализуемой децимацией формируемый на выходе фильтра 4.1. сигнал является низкочастотным и расположен в диапазоне частот, например, 0…ΔF. Процессоры 4.2 и 4.3. выполняют функции, соответствующие их названиям. Следует заметить, что последовательная реализация формально взаимно компенсирующих функций обратного ДПФ в составе фильтра 4.1. и (прямого) ДПФ в блоке 4.2 оправдана тем, что эти две функции разделяются не показанными на фиг. 2. операциями децимации и удаления из результатов имеющегося в составе фильтра 4.1. обратного ДПФ отсчетов, соответствующих циклической свертке (см. [6], разделы 2.24 и 2.25). Блок 4.3. осуществляет ЦСС, величина которого соответствует комбинации из k дополнительных бит передаваемого блока (символа). Соответствие между вводимым ЦСС и указанной комбинацией из k дополнительных бит может быть, например, следующим: выраженный в единицах, равных $$T_c^{-1}$$

(где Т_с - длительность символа), ЦСС совпадает с двоичным кодом, представленным комбинацией из k дополнительных бит; так, при комбинации, например, k=4 бит вида 0110 (или в десятичной системе - 6) вводится ЦСС на $$6T_c^{-1}$$

. Этот ЦСС может вводиться в формируемый блоком 4.2 спектр непосредственно в момент чтения для последующей его передачи в блок 4.4. При нумерации спектральных отсчетов на выходе блока 4.2 от 0-го до N - 1-го процедура ЦСС на q отсчетов спектра предусматривает коррекцию нумерации указанных отсчетов следующим образом: отсчетам с номерами в диапазоне 0…N - 1-q присваиваются номера соответственно q…N-1, а отсчетам с номерами в диапазоне N-q…Ν-1 - соответственно 0…q-1.Band-pass filter 4.1. performs the function of forming (highlighting) the signal in the working frequency band with decreasing sampling frequency (i.e., with decimation). It is implemented, for example, in accordance with the fast convolution algorithm, i.e. by calculating the DFT from the input signal, multiplying the resulting spectrum by the DFT from the impulse response of the filter, and computing the inverse DFT from the result of said multiplication. In connection with the implemented decimation, formed at the output of the filter 4.1. the signal is low frequency and is located in the frequency range, for example, 0 ... ΔF. Processors 4.2 and 4.3. perform functions corresponding to their names. It should be noted that the consistent implementation of formally mutually compensating functions of the inverse DFT in the filter 4.1. and the (direct) DFT in block 4.2 is justified by the fact that these two functions are separated by those not shown in FIG. 2. by operations of decimation and removal from the results of the filter 4.1. inverse DFT samples corresponding to cyclic convolution (see [6], sections 2.24 and 2.25). Block 4.3. provides a DSS, the value of which corresponds to a combination of k additional bits of the transmitted block (symbol). The correspondence between the inputted DSS and the indicated combination of k additional bits can be, for example, the following: expressed in units equal to $$T_c^{-\mathrm{one}}$$

(where T _c is the symbol duration), the DSS is the same as the binary code represented by a combination of k extra bits; so, with a combination, for example, k = 4 bits of the form 0110 (or in the decimal system - 6), the DSS is entered $$6T_c^{-\mathrm{one}}$$

. This DSS can be introduced into the spectrum formed by block 4.2 directly at the time of reading for its subsequent transfer to block 4.4. When numbering the spectral samples at the output of block 4.2 from the 0th to N - 1st, the DSS procedure for q spectrum samples provides for the correction of the numbering of these samples as follows: samples with numbers in the range 0 ... N - 1-q are assigned q ... N numbers, respectively -1, and for samples with numbers in the range Nq ... Ν-1, respectively 0 ... q-1.

Операция передачи ШПС 5 реализуется путем преобразования сформированных в результате выполнения операции 4 цифровых сигналов в аналоговые с помощью цифроаналогового преобразователя и преобразования аналоговых электрических сигналов, например (в случае системы звукоподводной или гидроакустической связи) в акустические колебания водной среды. В этом случае для последнего преобразования используется гидроакустический излучатель.The SHPS 5 transmission operation is implemented by converting the digital signals generated as a result of the operation 4 to analog ones using a digital-to-analog converter and converting analog electrical signals, for example (in the case of a sound underwater or hydroacoustic communication system) into acoustic vibrations of the aquatic environment. In this case, a sonar emitter is used for the last conversion.

Операция преобразования принимаемых сигналов в электрические 6 в рассматриваемом примере системы звукоподводной связи предусматривает преобразование акустических колебаний водной среды в электрические сигналы. В этом случае она реализуется гидрофоном или в более сложном случае антенной решеткой, содержащей совокупность гидрофонов, совокупность линий задержки и сумматор (см. [7], рис. 1.5б, 1.6 и 1.7). При этом между выходом каждого из гидрофонов и входом соответствующей ему цифровой линии задержки включен аналого-цифровой преобразователь.The operation of converting the received signals to electric 6 in the considered example of a sound supply system involves the conversion of acoustic vibrations of the aqueous medium into electrical signals. In this case, it is realized by a hydrophone or, in a more complicated case, an antenna array containing a set of hydrophones, a set of delay lines and an adder (see [7], Fig. 1.5b, 1.6 and 1.7). Moreover, between the output of each of the hydrophones and the input of the corresponding digital delay line, an analog-to-digital converter is turned on.

Содержание каждой q-й операции (из совокупности операций 7.1…7.Q) определения максимума корреляции принятого сигнала с ШПС с нулевым ЦВС при q-й альтернативе КМ иллюстрируется блок-схемой реализующего ее устройства, приведенной на фиг. 3, где обозначены:The content of each q-th operation (from the sum of the operations 7.1 ... 7.Q) of determining the maximum correlation of the received signal with the BPS with zero DAC with the qth alternative to the CM is illustrated by the block diagram of the device implementing it, shown in FIG. 3, where are indicated:

- 7.q.1 и 7.q.4 - процессоры ДПФ и обратного ДПФ;- 7.q.1 and 7.q.4 - DFT and reverse DFT processors;

- 7.q.2 - блок обратного циклического сдвига спектра;- 7.q.2 - block of the inverse cyclic shift of the spectrum;

- 7.q.3 - блок умножения спектра сигнала на спектр опорной функции;- 7.q.3 - block multiplying the signal spectrum by the spectrum of the reference function;

- 7.q.5 - блок определения максимума корреляционной функции.- 7.q.5 - block for determining the maximum of the correlation function.

Каждая q-я из операций 7.1…7.Q в случае нулевого ЦСС реализуется посредством вычисления циклической корреляционной функции (ЦКФ) между входным сигналом и опорной функцией, совпадающей по форме с ПШС с нулевом ЦВС или, что то же самое, циклической свертки между входным сигналом и указанной опорной функцией, прочитанной в обратном времени (т.е., если эта функция имеет вид S(t) при значениях аргумента времени t в диапазоне 0…N_m·τ, то эта же функция, прочитанная в обратном времени, имеет вид S(N_m·τ-t)). Опорная функция, используемая при вычислении свертки в каждом q-м блоке, от индекса q не зависит. Указанная операция вычисления ЦКФ выполняется классически как операция быстрой свертки [6] совокупностью блоков 7.q.1, 7.q.3 и 7.q.4. Результат вычисления ДПФ от упомянутой опорной функции хранится в памяти блока 7.q.3 (эта память может быть для всех блоков 7.q.3 при q=1…Q общей).Each qth of operations 7.1 ... 7.Q in the case of a zero DSS is realized by calculating a cyclic correlation function (CCF) between the input signal and a reference function that coincides in form with a PNS with zero DAC or, what is the same, a cyclic convolution between the input the signal and the specified reference function read in reverse time (i.e., if this function has the form S (t) with values of the time argument t in the range 0 ... N _m · τ, then this same function, read in reverse time, has form S (N _m · τ-t)). The support function used in the calculation of convolution in each qth block does not depend on the index q. The indicated operation of calculating the CCF is performed classically as the operation of fast convolution [6] by the combination of blocks 7.q.1, 7.q.3 and 7.q.4. The result of calculating the DFT from the mentioned support function is stored in the memory of block 7.q.3 (this memory can be for all blocks 7.q.3 with q = 1 ... Q common).

Рассчитанная на общий случай ненулевого ЦСС каждая q-я из операций 7.1…7.Q включает в дополнение к описанным выше функцию обратного ЦСС, выполняемую блоком 7.q.2. При выполнении каждой q-й из операций 7.1…7.Q на нижний на фиг. 3. вход блока 7.q.2 подается величина ЦСС, равного (в единицах, равных $$T_c^{-1}$$

) q. Тем самым в том канале обработки, который настроен на прием ШПС при альтернативе ЦСС q₀, совпадающей с альтернативой ЦСС, введенного в данный ШПС при передаче, кодовая модуляция компенсируется. Тогда принимаемый ШПС при одном из значений ЦВС (определяемом l битами передаваемого символа) становится коррелированным с упомянутой выше опорной функцией. При этом во всех прочих q-x при q≠q₀ каналах обработки КМ не компенсируется, поэтому принимаемый ШПС в них не коррелирован с упомянутой выше опорной функцией ни при одном из значений ЦВС.Designed for the general case of a nonzero DSS, each qth of operations 7.1 ... 7.Q includes, in addition to the above, the inverse DSS function performed by block 7.q.2. When performing each qth of operations 7.1 ... 7.Q to the lower one in FIG. 3. the input of block 7.q.2 serves the value of the DSS equal to (in units equal to $$T_c^{-\mathrm{one}}$$

) q. Thus, in the processing channel that is configured to receive SHPS with an alternative to DSS q ₀ , which coincides with the alternative of DSS introduced into this ShSS during transmission, the code modulation is compensated. Then, the received SHPS for one of the values of the DAC (determined by the l bits of the transmitted symbol) becomes correlated with the above-mentioned reference function. Moreover, in all other qx at q ≠ q _0, the CM processing channels are not compensated, therefore, the received BSS in them is not correlated with the aforementioned reference function for any of the DAC values.

Возможен и эквивалентный вариант реализации каждой q-й из операций 7.1…7.Q, отличающийся от описанного выше тем, что в нем отсутствует блок обратного циклического сдвига спектра 7.q.2, а вместо него соответствующий ЦСС вводится в спектр опорной функции, используемой в блоке 7.q.3.An equivalent implementation option for each qth of operations 7.1 ... 7.Q is possible, which differs from the one described above in that it does not have a block for the inverse cyclic shift of the spectrum 7.q.2, and instead the corresponding DSS is introduced into the spectrum of the support function used in block 7.q.3.

Далее в блоке 7.q.5 находится максимум вычисленной ЦКФ. Указанный максимум A_q и сама ЦКФ_q (т.е. ЦКФ, вычисленная при выполнении операции 7.q) формируются соответственно на нижнем и верхнем выходах блока 7.q.5 на фиг. 3, являющихся и соответствующими выходами каждой операции 7.q на фиг. 1 (т.е. сформированный каждым блоком 7.q.4 массив временных отсчетов ЦКФ_q передается через блок 7.q.5 для его дальнейшей обработки в блоке, реализующем операцию 8).Next in block 7.q.5 is the maximum calculated CCF. The indicated maximum A _q and the CCF _q itself (i.e., the CCF calculated in step 7.q) are formed respectively at the lower and upper outputs of block 7.q.5 in FIG. 3, which are the respective outputs of each operation 7.q in FIG. 1 (i.e., the array of time samples of the CCF _q generated by each block 7.q.4 is transmitted through block 7.q.5 for further processing in the block that implements step 8).

Операция определения комбинации k дополнительных бит принятого блока данных 8 предусматривает нахождение того значения q=q₀, при котором величина А_q максимальна. Для этого на входы блока, выполняющего операцию 8, поступает массив значений A_q, формируемый в итоге выполнения совокупности операций 7.1…7.Q; указанные значения формируются на верхних выходах блоков, выполняющих операции 7.1…7.Q. При этом совокупность k дополнительных бит принятого символа, определяется, например, как бинарный код числа q₀. Эта совокупность k дополнительных бит формируется на нижнем выходе блока, реализующего операцию 8; на верхнем выходе указанного блока формируется та из поступивших на его вход ЦКФ_q, которая соответствует индексу q=q₀.The operation of determining the combination of k additional bits of the received data block 8 involves finding the value q = q ₀ at which the value of A _{q is} maximum. To do this, the inputs of the block performing operation 8 receive an array of values A _q formed as a result of the execution of a set of operations 7.1 ... 7.Q; the indicated values are formed at the upper outputs of the blocks performing operations 7.1 ... 7.Q. In this case, the set k of additional bits of the received symbol is determined, for example, as a binary code of q ₀ . This set of k additional bits is formed at the lower output of the block that implements operation 8; at the upper output of the indicated block, one of the CDF _q received at its input is formed, which corresponds to the index q = q ₀ .

Операция определения величины ЦВС 9 реализуется путем чтения на вход реализующего ее блока массива временных отсчетов ЦКФ_q=q0, сформированного при выполнении операции 8 при том индексе q=q₀, который соответствует индексу при максимальной из величин A_q, и определения того аргумента времени ЦКФ n_q0, при котором ЦКФ_q=q0 максимальна.The operation of determining the value of DAC 9 is implemented by reading the input of the block of time samples of the CCF _{q = q0} generated at step 8 at the index q = q ₀ , which corresponds to the index at the maximum of the values of A _q , and determining the CCF time argument n _q0 at which the CCF _{q = q0 is} maximum.

Операция определения комбинации l бит принятого блока данных 10 предусматривает, например, преобразование поступающей на вход реализующего ее блока величины n_q0 в модифицированную величину ЦВС l_q0 по формуле l_q0=[n_q0·(t_д·ΔF)^-1], где t_д - период частоты дискретизации ЦКФ, а квадратные скобки означают округление стоящего в них результата до целого. Далее в качестве совокупности l бит принятого блока данных фиксируется бинарный код величины l_q0.The operation of determining the combination of l bits of the received data block 10 provides, for example, the conversion of the quantity n _q0 received at the input of the block realizing it to the modified value of the DAC l _q0 according to the formula l _q0 = [n _q0 · (t _d · ΔF) ^-1 ], where t _d is the period of the CCF sampling rate, and square brackets mean rounding the result in them to the nearest whole. Further, as a set of l bits of the received data block, a binary code of the quantity l _q0 is fixed.

Операция формирования совокупности k+l бит принятого блока данных 11 предусматривает формирование слова, первые l бит которого совпадают с l битами, сформированными в результате выполнения операции 10, а последующие k (дополнительных) бит - с k битами, сформированными в результате выполнения операции 8.The operation of generating a set of k + l bits of the received data block 11 provides for the formation of a word, the first l bits of which coincide with l bits generated as a result of operation 10, and the subsequent k (additional) bits with k bits generated as a result of operation 8.

Возможен и эквивалентный вариант реализации заявляемого способа, при котором в блоке 7.q.5 находится как максимум вычисленной q-й ЦКФ, так и тот аргумент времени ЦКФ, при котором этот максимум имеет место. Указанный максимум A_q и соответствующий ему аргумент ЦКФ n_q (последний - в единицах, равных ΔF^-1) формируются соответственно на нижнем и верхнем выходах блока 7.q.5 на фиг. 3, являющихся и соответствующими выходами каждой операции 7.q на фиг. 1. При этом функция операции 8 уточняется как нахождение не только индекса q=q₀, но и индекса n_q0. Все эти варианты реализации заявляемого способа эквивалентны между собой и, предусматривая выполнение одних и тех же операций, отличаются лишь их компоновкой в блок-схеме.An equivalent embodiment of the proposed method is also possible, in which, in block 7.q.5, there is both the maximum of the calculated q-th CCF and the time argument of the CCF at which this maximum takes place. The indicated maximum A _q and the corresponding CCF argument n _q (the latter in units equal to ΔF ^-1 ) are formed respectively at the lower and upper outputs of block 7.q.5 in FIG. 3, which are the respective outputs of each operation 7.q in FIG. 1. In this case, the function of operation 8 is specified as finding not only the index q = q ₀ , but also the index n _q0 . All these options for implementing the proposed method are equivalent to each other and, providing for the execution of the same operations, differ only in their layout in the flowchart.

Заявляемый объект рассчитан на использование в синхронной системе связи. В такой системе на приемном конце известны моменты начала прихода каждого информационного блока (сигнала или символа). Принципиально возможен, например, вариант работы передатчика и приемника в системе единого времени. При этом синхронизация работы устройств, реализующих операции обработки сигналов на приемном конце, осуществляется за счет того, что время распространения сигнала от передатчика до приемника известно, а в состав аппаратуры, реализующей операции приема, входит таймер, выдающий сигнал синхронизации, управляющий выполнением всех реализуемых при приеме операций (кроме операции 6 преобразования принимаемых сигналов в электрические) в момент начал прихода очередного фрагмента передаваемого потока. Операции синхронизации в состав заявляемого объекта не включены, поскольку подавляющее большинство систем цифровой (дискретной) связи являются синхронными, а особенности заявляемого объекта с какой-либо спецификой совокупности указанных операций не связаны.The inventive object is designed for use in a synchronous communication system. In such a system, at the receiving end, the moments of the beginning of arrival of each information block (signal or symbol) are known. In principle, it is possible, for example, the option of the transmitter and receiver in a single time system. In this case, the synchronization of the operation of devices that implement signal processing operations at the receiving end is due to the fact that the propagation time of the signal from the transmitter to the receiver is known, and the equipment that implements the receiving operation includes a timer that generates a synchronization signal that controls the implementation of all receiving operations (except for operation 6 converting the received signals into electrical signals) at the time of the start of the arrival of the next fragment of the transmitted stream. Synchronization operations are not included in the structure of the claimed object, since the vast majority of digital (discrete) communication systems are synchronous, and the features of the claimed object are not associated with any specific features of the totality of these operations.

Все операции заявляемого объекта, кроме операций 5 и частично (а именно за исключением гидрофонов) 6, реализуются программируемыми средствами цифровой обработки сигналов.All operations of the claimed object, except for operations 5 and partially (namely, with the exception of hydrophones) 6, are implemented by programmable digital signal processing tools.

Принцип действия заявляемого объекта состоит в следующем. Каждый передаваемый символ, как и в прототипе, содержит l+k бит. При этом (тоже так же, как и в прототипе) l бит кодируются введением в используемую для передачи ПСП ЦВС, а k (называемых нами дополнительными) бит - искажением формы передаваемого ШПС посредством использования КМ, параметр которой определяется совокупностью этих k бит. Применение такого приема в принципе известно для обеспечения многоканальной связи в системах с CDMA (англ. Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением), в которых реализуется технология связи, при которой каналы передачи имеют общую полосу частот, а многоканальная связь (т.е. совокупность контактов между несколькими парами абонентов) обеспечивается за счет введения при передаче-приеме для разных пар абонентов разной и для каждой пары фиксированной функции кодовой модуляции. В заявляемом объекте использование КМ позволило существенно повысить скорость передачи данных; такого эффекта в системах с CDMA нет.The principle of operation of the claimed object is as follows. Each transmitted character, as in the prototype, contains l + k bits. In this case (also in the same way as in the prototype), l bits are encoded by introducing into the DAC used for transmitting the SRP, and k (called by us additional) bits are encoded by distorting the shape of the transmitted SHPS by using CM, the parameter of which is determined by the combination of these k bits. The use of such a technique is basically known for providing multi-channel communication in systems with CDMA (Code Division Multiple Access), which implements communication technology in which transmission channels have a common frequency band and multi-channel communication (i.e. e. the totality of contacts between several pairs of subscribers) is ensured by introducing, during transmission-reception, different code pairs functions for different pairs of subscribers and for each pair. In the inventive facility, the use of CM allowed to significantly increase the data transfer rate; there is no such effect in systems with CDMA.

Введение при передаче в передаваемый символ КМ, параметры которой однозначно связаны с информацией о k битах, и реализация при приеме многоканальной обработки, предусматривающей, в частности, потенциально компенсацию в каждом канале одного из возможных сочетаний параметров указанной КМ, обеспечивает такую компенсацию фактически только в том канале, в котором эта компенсация рассчитана именно на те параметры КМ, которые совпадают с k битами фактически переданного символа. Выявление факта такой компенсации осуществляется за счет обеспечиваемой ею коррелированности сигнала с опорной функцией коррелятора (этот коррелятор - совокупность блоков 7.q.1, 7.q.1 и 7.q.4), имеющей место только в q₀-м канале обработки.Introduction when transmitting a CM to the transmitted symbol, the parameters of which are uniquely associated with information about k bits, and implementation when receiving multi-channel processing, which includes, in particular, potentially compensating in each channel one of the possible combinations of the parameters of the specified CM, provides such compensation in fact only the channel in which this compensation is designed specifically for those CM parameters that match the k bits of the actually transmitted symbol. The fact of such compensation is revealed due to the correlation of the signal with the correlator support function (this correlator is a set of blocks 7.q.1, 7.q.1 and 7.q.4), which takes place only in the q _0th processing channel .

Существо изобретательского замысла, направленного на повышение скорости передачи данных, состоит в следующем. Как отмечено выше, если в прототипе информация о k дополнительных битах каждого передаваемого блока данных (символа) кодировалась выбором ПСП, то в заявляемом объекте она кодируется выбором КМ, искажающей форму фазомодулированного сигнала. Если при фиксированной базе ПСП В_псп=N_m предельно допустимое количество передаваемых дополнительными битами альтернатив Q в прототипе было много меньше величины этой базы, т.е. Q<<В_псп (см. приведенное выше обоснование недостатка прототипа), то в заявляемом объекте имеем Q≥В_псп. Так, например, в варианте КМ в виде циклического сдвига спектра (ЦСС) фазомодулированного сигнала (пояснение смысла этой операции приведено ниже) имеем Q≈В_псп. Таким образом, в заявляемом объекте обеспечен существенный рост величины Q. С ростом Q растет и число передаваемых дополнительных бит k=log₂Q. В связи с тем, что при этом длительность блока (символа) или период времени его передачи не меняется, рост величины k приводит к пропорциональному росту скорости передачи данных.The essence of the inventive concept aimed at increasing the data transfer rate is as follows. As noted above, if in the prototype information about k additional bits of each transmitted data block (symbol) was encoded by the choice of memory bandwidth, then in the claimed object it is encoded by the choice of CM, distorting the shape of the phase-modulated signal. If a fixed base in _{the CAP} CAP = N _m the maximum permissible number of bits transmitted additional alternatives Q in the prior art it was much smaller than the magnitude of the base, i.e., Q << In _PSP (see the above rationale for the lack of prototype), then in the claimed object we have Q≥V _PSP . So, for example, in the CM variant in the form of a cyclic shift of the spectrum (DSS) of a phase-modulated signal (an explanation of the meaning of this operation is given below), we have Q≈В _пс . Thus, a significant increase in the value of Q is ensured in the claimed object. With the growth of Q, the number of transmitted additional bits k = log ₂ Q also increases. Due to the fact that the duration of the block (symbol) or the period of time of its transmission does not change, the increase in the value k leads to a proportional increase in data rate.

Литература.Literature.

1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь. 1985. 384 с., ил.1. Varakin L.E. Communication systems with noise-like signals. M .: Radio and communication. 1985.338 s., Ill.

2. Николаев Р.П., Попов А.Р. Способ передачи информации в системе связи с шумоподобными сигналами. Патент РФ №2286017.2. Nikolaev R.P., Popov A.R. A method of transmitting information in a communication system with noise-like signals. RF patent No. 2286017.

3. Кранц В.З., Сечин В.В. Использование информационных символов для синхронизации системы связи со сложными сигналами // Гидроакустика. Вып. №15, 2012. С.36-41.3. Krantz V.Z., Sechin V.V. Using information symbols to synchronize a communication system with complex signals // Hydroacoustics. Vol. No. 15, 2012. P.36-41.

4. Озеров И.Α., Озеров С.И. Способ передачи информации в системах связи с шумоподобными сигналами и программный продукт. Патент РФ №2277760.4. Ozerov I.Α., Ozerov S.I. A method of transmitting information in communication systems with noise-like signals and a software product. RF patent No. 2277760.

5. Kwon H.M., Birdsal T.G. Digital Waveform Codings For Ocean Acoustic Telemetry. IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 16, №1, January 1991. P. 56-65.5. Kwon H.M., Birdsal T.G. Digital Waveform Codings For Ocean Acoustic Telemetry. IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 16, No. 1, January 1991. P. 56-65.

6. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир. 1978. 848 с., ил.6. Rabiner L., Gould B. Theory and application of digital signal processing. M .: World. 1978. 848 p., Ill.

7. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Справочник. Л.: Судостроение. 1984.7. Smaryshev M.D., Dobrovolsky Yu.Yu. Hydroacoustic antennas. Directory. L .: Shipbuilding. 1984.

8. CDMA - Википедия.8. CDMA - Wikipedia.

Claims (2)

1. Способ передачи информации в системе связи с шумоподобными сигналами (ШПС), заключающийся в том, что
при передаче:
- разделяют поток передаваемых данных на блоки, содержащие по l бит и по k дополнительных бит;
- формируют заранее заданную псевдослучайную последовательность (ПСП) с циклическим временным сдвигом (ЦВС), определяемым комбинацией из l бит соответствующего передаваемого блока в соответствии с выбранным методом кодирования;
- реализуют фазовую манипуляцию по закону сформированной ПСП с ЦВС;
- передают сформированный ШПС,
причем входными данными операции разделения потока подлежащих передаче данных являются входные последовательности этих данных, а операция формирования ПСП с ЦВС осуществляется над результатами выполнения операции разделения потока передаваемых данных,
при приеме:
- преобразуют принимаемые сигналы в электрические;
- по каждому принимаемому блоку определяют максимум корреляции принятого сигнала с ШПС, сформированного путем фазовой манипуляции по закону заранее заданной ПСП с нулевым ЦВС;
- на основе результата определения максимума указанной корреляции определяют величину ЦВС в каждом принимаемом блоке;
- по величине указанного ЦВС в соответствии с методом, обратным выбранному методу кодирования, определяют комбинацию из l бит каждого принятого блока;
- совокупность бит каждого принятого блока формируют с учетом указанных l бит, а также k дополнительных бит,
отличающийся тем, что
при передаче
- реализуют кодовую модуляцию (КМ) сформированного фазомодулированного сигнала, определяемую комбинацией из k дополнительных бит передаваемого блока данных в соответствии с выбранным методом кодирования, в результате чего формируется каждый подлежащий передаче ШПС,
при приеме
- максимум корреляции принятого сигнала с ШПС, сформированного путем фазовой модуляции по закону заранее заданной ПСП с нулевым ЦВС, определяют по совокупности из 2^k возможных альтернатив КМ;
- по номеру той альтернативы КМ, при которой имеет место максимум корреляции, в соответствии с методом, обратным выбранному методу кодирования, определяют комбинацию из k дополнительных бит принятого данного блока данных,
причем операция определения величины ЦВС в каждом принятом блоке выполняется применительно к той альтернативе КМ, по которой определена комбинация из k дополнительных бит данного блока.1. The method of transmitting information in a communication system with noise-like signals (SHPS), which consists in the fact that
upon transfer:
- divide the stream of transmitted data into blocks containing l bits and k additional bits;
- form a predetermined pseudo-random sequence (PSP) with a cyclic time shift (DAC), determined by a combination of l bits of the corresponding transmitted block in accordance with the selected encoding method;
- implement phase manipulation according to the law of the formed memory bandwidth with the central digital center;
- transmit formed SHPS,
moreover, the input sequences of the data to be transmitted are input data of the data splitting operation, and the operation of generating the SRP with the DAC is performed on the results of the operation of the separation of the transmitted data stream
upon admission:
- convert the received signals into electrical;
- for each received block, the maximum correlation of the received signal with the SHPS is determined, formed by phase manipulation according to the law of a predetermined bandwidth with zero CVS;
- based on the result of determining the maximum of the indicated correlation, the DAC value in each received block is determined;
- the value of the specified DAC in accordance with the method inverse to the selected encoding method, determine the combination of l bits of each received block;
- the set of bits of each received block is formed taking into account the specified l bits, as well as k additional bits,
characterized in that
upon transfer
- implement the code modulation (CM) of the generated phase-modulated signal, determined by a combination of k additional bits of the transmitted data block in accordance with the selected encoding method, as a result of which each BSS to be transmitted is formed,
upon admission
- the maximum correlation of the received signal with the BBA, formed by phase modulation according to the law of a predetermined bandwidth with zero DAC, is determined by a combination of 2 ^k possible alternatives to CM;
- by the number of the alternative CM, in which there is a maximum of correlation, in accordance with the method inverse to the selected encoding method, a combination of k additional bits of the received data block is determined,
moreover, the operation of determining the value of the DAC in each received block is performed in relation to the alternative CM, which determined the combination of k additional bits of this block. 2. Способ передачи информации в системах связи с ШПС по п.1, отличающийся тем, что
при передаче
- КМ реализуют путем введения циклического сдвига в спектр (ЦСС) фазомодулированного сигнала, причем величина этого ЦСС определяется k дополнительными битами передаваемого символа,
при приеме
- операцию определения номера той альтернативы КМ, при которой имеет место максимум корреляции, выполняют 2^k -канальной, причем в каждом канале она осуществляется путем введения ЦСС, обратного одной из возможных альтернатив ЦСС, вводимого в передаваемый блок, после чего операция определения локального максимума корреляции принятого сигнала с ШПС, сформированного путем фазовой модуляции по закону заранее заданной ПСП с нулевым ЦВС, реализуется в каждом из 2^k каналов,
- дополнительные k бит переданного символа определяются по номеру того из 2^k каналов, в котором локальный максимум является наибольшим из 2^k локальных максимумов,
- операцию введения ЦСС фазомодулированного сигнала выполняют путем вычисления дискретного преобразования Фурье (ДПФ) от этого сигнала, собственно циклического сдвига массива полученного спектра и операции обратного ДПФ. 2. The method of transmitting information in communication systems with ShPS according to claim 1, characterized in that
upon transfer
- CMs are implemented by introducing a cyclic shift into the spectrum (DSS) of a phase-modulated signal, and the value of this DSS is determined by k additional bits of the transmitted symbol,
upon admission
- the operation of determining the number of the alternative KM, at which there is a maximum of correlation, is performed 2 ^k- channel, and in each channel it is carried out by introducing the DSS, the inverse of one of the possible alternatives of the DSS, entered into the transmitted block, after which the operation of determining the local maximum of correlation the received signal from the BBA, formed by phase modulation according to the law of a predetermined bandwidth with zero DAC, is implemented in each of 2 ^k channels,
- additional k bits of the transmitted symbol are determined by the number of that of 2 ^k channels in which the local maximum is the largest of 2 ^k local maxima,
- the operation of introducing the DSS of the phase-modulated signal is performed by calculating the discrete Fourier transform (DFT) from this signal, the actual cyclic shift of the array of the obtained spectrum, and the operation of the inverse DFT.

Images