RU2580055C1

RU2580055C1 - Method of transmitting information in reverse channel of on-board equipment of command-measuring system by quadrature phase modulation of carrier frequency, coded by m-sequence with low-bit codes, and device therefor

Info

Publication number: RU2580055C1
Application number: RU2015102557/08A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Игоревич Гинкул; Александр Викторович Котов; Михаил Евгеньевич Медведков; Сергей Александрович Самохин; Анатолий Васильевич Шишанов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов"
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2016-04-10

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.

SUBSTANCE: invention relates to command control radio circuits for command-measuring system (CMS). Transmission of various types of information is carried out in two independent flows, which are formed using quadrature phase modulation method (CFM). Transmitting device on-board equipment includes N-digit pseudorandom sequence generator, clock generator onboard receiver, a vertical deflection, first adder, a carrier frequency generator, phase manipulator π/2, an antenna, at that, additionally includes phase manipulator π, M-bit pseudorandom sequence generator, second and third modulo two adders.

EFFECT: technical result consists in increase of volume of transmitted information command radio CMS coupled in a radio link “Board-to-ground” (return channel) of two independent flows transmission of information of various types.

2 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к области радиосвязи, а именно к командным радиолиниям управления командно-измерительной системы космических аппаратов, и могут быть использованы для передачи с бортовой аппаратуры (БА) на наземную станцию (НС) информации различного типа.The invention relates to the field of radio communications, namely to command radio control lines of the command and measurement system of spacecraft, and can be used to transmit various types of information from on-board equipment (BA) to a ground station (NS).

В известных источниках информации рассматриваются различные способы передачи информации по радиоканалам, в частности, вопросы оптимизации параметров радиоканала, а именно сужения полосы частот в эфире при передаче информации, повышения помехоустойчивости или криптостойкости передачи информации и т.п., однако рассмотрения вопросов совместной передачи и приема информации различного типа не обнаружено.Known sources of information discuss various methods of transmitting information over radio channels, in particular, optimizing the parameters of the radio channel, namely narrowing the frequency band on the air when transmitting information, improving noise immunity or cryptographic stability of information transmission, etc., however, considering joint transmission and reception Information of various types was not found.

В авторском свидетельстве (SU №1840047) рассмотрена командная радиолиния управления космическими аппаратами, передающая команды на космический объект через спутники-ретрансляторы, размещенные на стационарной орбите.In the author's certificate (SU No. 1840047) a command radio link for controlling spacecraft is considered, transmitting commands to a space object via relay satellites placed in a stationary orbit.

Однако в этом аналоге командная линия не имеет обратного радиоканала для передачи информации об исполнении переданных команд.However, in this analogue, the command line does not have a reverse radio channel for transmitting information about the execution of the transmitted commands.

Известен способ передачи и приема телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты и устройство для его осуществления (патент РФ №2236754). В данном техническом решении передача информации проводится по нескольким синхронным потокам, в каждом из которых на тактовой частоте осуществляется разделение телеметрических каналов во времени со скважностью Q=2, при этом каждый поток отделен от соседнего по несущей частоте на частотный интервал, равный F_так·n, и сдвинут по времени на половину такта; излучение радиосигналов в эфир осуществляется без разрыва фазы несущего колебания.A known method of transmitting and receiving telemetric information with time-frequency compression of a radio channel and analog-to-digital method of frequency (phase) modulation of the carrier frequency and a device for its implementation (RF patent No. 2236754). In this technical solution, information is transmitted over several synchronous streams, in each of which at the clock frequency the telemetry channels are separated in time with a duty cycle of Q = 2, and each stream is separated from the neighboring carrier frequency by a frequency interval equal to F _so · n , and shifted in time by half a beat; Radiation of radio signals into the air is carried out without breaking the phase of the carrier wave.

Однако такой способ передачи сигналов не может быть применен в обратном канале бортовой аппаратуры командно-измерительной системы, т.к. данный способ осуществляет передачу только однотипной информации по двум параллельным каналам, разнесенным между собой по несущей частоте на некоторый частотный интервал, в каждом из которых информация передается поочередно, т.е. с разделением во времени, а для решения данной задачи требуется передача информации разных типов синхронно, без разделения по времени на одной несущей частоте. Также недостатком данного способа является то, что его реализация потребовала бы задействования неоправданно большой полосы частот в эфире.However, this method of signal transmission cannot be applied in the return channel of the on-board equipment of the command-measuring system, because This method transmits only the same type of information on two parallel channels spaced from each other along the carrier frequency over a certain frequency interval, in each of which the information is transmitted alternately, i.e. with separation in time, and to solve this problem requires the transmission of information of different types synchronously, without separation in time on one carrier frequency. Another disadvantage of this method is that its implementation would require the involvement of an unreasonably large frequency band on the air.

Данный способ осуществляется в известном из того же патента устройстве (патент РФ №2236754).This method is carried out in a device known from the same patent (RF patent No. 2236754).

Устройство для осуществления способа содержит: генератор тактовых частот; делитель частоты; формирователь маркерного импульса; ключ; коммутаторы тактовых частот; сумматоры; формирователи частотной "подставки"; частотные модуляторы; фазовые детекторы; управляемые генераторы; опорный генератор; усилители мощности; сумматор мощности.A device for implementing the method comprises: a clock frequency generator; frequency divider; marker pulse shaper; key; clock switches; adders; shapers of the frequency "stand"; frequency modulators; phase detectors; controlled generators; reference generator; power amplifiers; power adder.

Данное техническое решение применимо для передачи и приема однотипных радиосигналов по различным потокам многопоточной радиолинии, но, если радиосигналы имеют существенно разные типы передаваемой информации, возникает сильное взаимовлияние между каналами передаваемой информации.This technical solution is applicable for transmitting and receiving the same type of radio signals over different streams of a multi-threaded radio line, but if the radio signals have substantially different types of transmitted information, there is a strong mutual influence between the transmitted information channels.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым способу и устройству является способ прямой последовательности (непосредственной (прямой) модуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью (ПСП)) и устройство для его осуществления, описанные в книге «Командно-измерительные системы и наземные комплексы управления наземными аппаратами» / Галантерник Ю.М., Гориш А.В., Калинин А.Ф. // М.: Росавиакосмос, 2003. - с. 82-85.The closest in technical essence to the claimed method and device is a direct sequence method (direct (direct) modulation of the carrier frequency by a pseudo-random sequence (PSP)) and a device for its implementation, described in the book "Command-measuring systems and ground-based control systems for ground vehicles" / Galanternik Yu.M., Gorish A.V., Kalinin A.F. // M .: Rosaviakosmos, 2003 .-- p. 82-85.

Описываемые способ и устройство иллюстрируются фиг. 1-3.The described method and device are illustrated in FIG. 1-3.

На фиг. 1 показан спектр широкополосного сигнала М на выходе антенны А1 устройства-прототипа;In FIG. 1 shows a spectrum of a broadband signal M at the output of the antenna A1 of the prototype device;

на фиг. 2 - схема устройства-прототипа;in FIG. 2 is a diagram of a prototype device;

на фиг. 3 - схема формирователя кадровой развертки, входящего в состав устройства-прототипа.in FIG. 3 is a diagram of a shaper of personnel scanning, which is part of the prototype device.

В данном способе сигнал занимает полосу частот, значительно большую, чем требуется для передачи информации, позволяет повысить помехоустойчивость при воздействии преднамеренных и непреднамеренных помех, обеспечить высокую скрытность сигналов от радиотехнической разведки, высокую разрешающую способность при измерении дальности и др. В командно-измерительной системе в качестве сигналов с расширением спектра непосредственной модуляцией несущей ПСП применяются фазоманипулированные широкополосные сигналы (ФМШПС). Расширенная полоса частот таких сигналов определяется длительностью одного элемента ПСП и совпадает с общей шириной полосы частот системы радиосвязи. Шумоподобный сигнал (ШПС), полученный путем фазовой манипуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью, позволяет одновременно с передачей командно-программной информации производить измерение дальности и радиальной скорости с высокой точностью, а также угловых координат КА по отношению к наземной станции (НС) командно-измерительных систем (КИС).In this method, the signal occupies a frequency band that is much larger than that required for information transmission, allows to increase noise immunity when exposed to deliberate and unintentional interference, to ensure high stealth of signals from electronic reconnaissance, high resolution when measuring range, etc. In the command-measuring system in As signals with spreading of the spectrum by direct modulation of the baseband carrier, phase-shift keyed broadband signals (FMSPS) are used. The expanded frequency band of such signals is determined by the duration of one element of the SRP and coincides with the total frequency band of the radio communication system. A noise-like signal (SHPS), obtained by phase manipulating the carrier frequency with a pseudo-random sequence, allows simultaneously transmitting command-program information to measure the range and radial velocity with high accuracy, as well as the angular coordinates of the spacecraft in relation to the ground station (NS) of the command-measuring systems (CIS).

В данном техническом решении сигнал обратного канала (ОК) передается по высокочастотному каналу (сигнал М). Сигнал представляет собой манипулированный сигнал несущей частоты обратного канала. Манипуляция - двоичная фазовая (BPSK binary phase-shifting keying).In this technical solution, a return channel (OK) signal is transmitted via a high-frequency channel (signal M). The signal is a manipulated carrier signal of the return channel. Manipulation - binary phase-shifting keying (BPSK).

Фазоманипулированный сигнал (phase-shift keying (PSK)) - сигнал с угловой модуляцией, несущая частота и амплитуда которого остается неизменной, при этом значение начальной фазы изменяется скачкообразно в зависимости от вида манипуляции и информации, заложенной в сообщении.Phase-manipulated signal (phase-shift keying (PSK)) is a signal with angular modulation, the carrier frequency and amplitude of which remains unchanged, while the value of the initial phase changes stepwise depending on the type of manipulation and the information contained in the message.

Фазоманипулированный сигнал s(t) может быть описан следующей формулой:The phase-manipulated signal s (t) can be described by the following formula:

s(t)=A·Cos((ω₀·t+φ(t)),s (t) = A · Cos ((ω ₀ · t + φ (t)),

где А - амплитуда сигнала (она не зависит от времени, то есть является постоянной величиной);where A is the signal amplitude (it does not depend on time, that is, it is a constant value);

ω₀ - несущая частота, также являющаяся постоянной, независимой от времени величиной;ω ₀ - carrier frequency, which is also a constant, independent of time value;

t - время (аргумент функции s(t));t is the time (argument to the function s (t));

φ(t) - функция начальной фазы, которая зависит от времени и может изменяться скачкообразно в зависимости от вида фазовой манипуляции и информации, заложенной в сообщении.φ (t) is a function of the initial phase, which depends on time and can change stepwise depending on the type of phase manipulation and the information embedded in the message.

М-последовательность (англ. Maximum length sequence, MLS) - псевдослучайная двоичная последовательность (ПСП), порожденная регистром сдвига с линейной обратной связью.M-sequence (English Maximum length sequence, MLS) - a pseudo-random binary sequence (PSP), generated by a shift register with linear feedback.

Фазоманипулированный сигнал с М-последовательностью - это сигнал, М-последовательность которого имеет максимальную длину. Такая М-последовательность обладает следующими основными свойствами:A phase-manipulated signal with an M-sequence is a signal whose M-sequence has a maximum length. Such an M-sequence has the following basic properties:

1. М-последовательность является периодической с периодом, состоящим из L-2ⁿ-1 импульсов (символов).1. The M-sequence is periodic with a period consisting of L-2 ⁿ -1 pulses (characters).

2. Уровень боковых пиков периодической автокорреляционной функции сигналов, образованных М-последовательностью, равен - 1/n.2. The level of the side peaks of the periodic autocorrelation function of the signals formed by the M-sequence is -1 / n.

3. М-последовательность состоит из нескольких видов импульсов (импульсы могут различаться начальными фазами и несущими частотами). Импульсы различного вида встречаются в периоде примерно одинаковое число раз, то есть импульсы распределяются в периоде равновероятно. Вследствие этого М-последовательности называют псевдослучайными.3. The M-sequence consists of several types of pulses (pulses can differ in initial phases and carrier frequencies). Impulses of various kinds occur in the period approximately the same number of times, that is, impulses are equally distributed in the period. As a consequence, M-sequences are called pseudo-random.

Источником информации, передаваемой в ОК, является поток двоичных символов. Границы информационного символа и периода М-последовательности совпадают.The source of information transmitted in OK is a stream of binary characters. The boundaries of the information symbol and the period of the M-sequence coincide.

Данный способ заключается в том, что из эталонной частоты (fax) формируют сигнал синусоидальной несущей частоты, с помощью N-разрядного генератора псевдослучайной последовательности формируют М-последовательность (M_k), которую перемножают в сумматоре по модулю 2 с передаваемой информацией (U_k), и на выходе сумматора получают модулирующую последовательность, которой осуществляют манипуляцию фазы несущей частоты обратного канала π/2-манипулятором (0-π/2), и на выходе его получают широкополосный сигнал, содержащий поток информации.This method consists in generating a sinusoidal carrier frequency signal from a reference frequency (fax), using the N-bit pseudo-random sequence generator, an M-sequence (M _k ) is generated, which is multiplied in the adder modulo 2 with the transmitted information (U _k ) , and at the output of the adder, a modulating sequence is obtained, which is manipulated by the phase of the carrier frequency of the return channel by the π / 2-manipulator (0-π / 2), and a broadband signal containing an information stream is received at the output.

Ниже представлена формула образования сигнала М обратного канала U_M.Below is the formula for the formation of the signal M of the reverse channel U _M.

U_M=A·Cos·[2π·f_OK·t+(π/k)·М_к·U_к]=(1/√2)cos(2π·f_OK·t)-(1/√2)(M·U_к)·sin(2π·f_OK·t),U _M = A · Cos · [2π · f _OK · t + (π / k) · M _k · U _k ] = (1 / √2) cos (2π · f _OK · t) - (1 / √2) ( M · U _к ) · sin (2π · f _OK · t),

где f_OK - частота обратного канала;where f _OK is the frequency of the return channel;

А - амплитуда сигнала;A is the amplitude of the signal;

U_к - двоичная информация (±1) длительностью 1 период М-последовательности ОК; смена знака происходит только при передаче логической «1» кода информации (метод относительной фазовой телеграфии, ОФТ);U _to - binary information (± 1) with a duration of 1 period of the OK M-sequence; a sign change occurs only when a logical “1” information code is transmitted (method of relative phase telegraphy, OFT);

k - коэффициент, принимающий значения 2 или 4 (В данной модели k=4);k - coefficient taking values 2 or 4 (In this model, k = 4);

М_к - М-последовательность максимальной длины (±1), сформированная на основе n-разрядного образующего полинома на тактовой частоте f_T, принимающая значения «+1» и «-1».M _to - M-sequence of maximum length (± 1), formed on the basis of an n-bit generating polynomial at a clock frequency f _T , taking the values "+1" and "-1".

Из этого выражения видно, что в сигнале на выходе антенны А1 имеем остаток несущей половинной мощности (по амплитуде - уровень (1/√2)) и информацию КИС в широкополосном сигнале вида М. Спектр широкополосного сигнала М показан на фиг. 1.It can be seen from this expression that in the signal at the output of antenna A1 we have the remainder of the carrier half power (in amplitude - level (1 / √2)) and the CIS information in the broadband signal of the form M. The spectrum of the broadband signal M is shown in FIG. one.

В книге Галантерника Ю.М. «Командно-измерительные системы и наземные комплексы управления наземными аппаратами» тип модуляции в обратном канале КИС «Компарус» таков, что полезная мощность, излучаемая передатчиком БА КИС, делится на две равные части. Половина излучаемой мощности используется для переноса полезной информации КИС по каналу «борт-земля». Вторая половина мощности излучается передатчиком в виде остатка несущей частоты и используется для ускорения вхождения в связь при штатной эксплуатации БА КИС с наземной станцией.In the book of Galanternik Yu.M. "Command-measuring systems and ground-based control systems for ground-based vehicles" the modulation type in the return channel of the KIS Komparus is such that the net power emitted by the BA KIS transmitter is divided into two equal parts. Half of the radiated power is used to transfer the useful information of the CIS through the airborne-ground channel. The second half of the power is emitted by the transmitter in the form of the remainder of the carrier frequency and is used to accelerate entry into communication during the normal operation of the KIS BA with a ground station.

После вхождения в связь остаток несущей частоты не используется, более того, наличие остатка несущей частоты создает при свертке сигнала передаваемого БА КИС дополнительные помехи. Между тем, мощность остатка несущей могла бы использоваться для передачи дополнительного информационного потока.After entering into communication, the remainder of the carrier frequency is not used, moreover, the presence of the remainder of the carrier frequency creates additional interference during convolution of the signal transmitted by the BA CIS. Meanwhile, the power of the remaining carrier could be used to transmit additional information flow.

Недостатком способа передачи сигналов является то, что в нем осуществляется передача информации только по одному каналу, и возможность передачи разнотипной информации возможна только при передаче ее поочередно, т.е. с разделением во времени, а для решения данной задачи требуется передача информации разных типов, одновременно, но асинхронно, в разных каналах без разделения по времени на одной несущей частоте. Также метод непосредственной (прямой) модуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью (ПСП) обеспечивает техническую скорость передачи информации по каналу «борт» - «земля» несколько кбит/с.The disadvantage of the method of signal transmission is that it transmits information only on one channel, and the possibility of transmitting heterogeneous information is possible only when transmitting it alternately, i.e. with separation in time, and to solve this problem requires the transmission of information of different types, simultaneously, but asynchronously, in different channels without time division on the same carrier frequency. Also, the method of direct (direct) modulation of the carrier frequency by a pseudorandom sequence (PSP) provides a technical information transfer rate on the board-to-ground channel of several kbit / s.

На фиг. 2 представлена схема прототипа, на которой изображены: тактирующий генератор бортового приемника (1), N-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПk) (2), формирователь кадровой развертки (3), сумматор (4) по модулю два, тактовый генератор (5), формирователь несущей частоты (6), манипулятор фазы π/2 (7), антенна А1.In FIG. 2 is a prototype diagram showing: a clock receiver generator (1), an N-bit pseudo-random sequence generator (GPSPk) (2), a frame scan driver (3), an adder (4) modulo two, a clock generator (5) , carrier frequency former (6), π / 2 phase manipulator (7), antenna A1.

Устройство для осуществления описанного способа (см. фиг. 2) содержит: N-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПk) (2), вход которого соединен с выходом тактирующего генератора (1) бортового приемника, первый выход - с первым входом формирователя кадровой развертки (3), второй вход которого соединен с информационным входом устройства для приема основного информационного потока КИС. Выход формирователя кадровой развертки (3) соединен с первым входом сумматора (4) по модулю два. Второй выход ГПСПk (2) соединен со вторым входом сумматора (4) по модулю два, выход которого соединен с первым входом манипулятора фазы π/2 (7). Тактовый генератор (5) соединен с формирователем несущей частоты (6), выход которого соединен со вторым входом манипулятора фазы π/2 (7), выход которого соединен с антенной А1.A device for implementing the described method (see Fig. 2) contains: an N-bit pseudo-random sequence generator (GPSPk) (2), the input of which is connected to the output of the clock generator (1) of the on-board receiver, the first output is with the first input of the vertical scan driver ( 3), the second input of which is connected to the information input of the device for receiving the main information stream of CIS. The output of the frame scan driver (3) is connected to the first input of the adder (4) modulo two. The second GPSSPk output (2) is connected to the second input of the adder (4) modulo two, the output of which is connected to the first input of the π / 2 phase manipulator (7). The clock generator (5) is connected to the carrier frequency former (6), the output of which is connected to the second input of the phase manipulator π / 2 (7), the output of which is connected to the antenna A1.

На фиг. 3 представлена схема формирователя кадровой развертки (3). Он состоит из триггера (12), мультиплексора (13) и последовательно соединенных делителя (8) на 64, делителя (9) на 16, формирователя синхроимпульсов (10) и формирователя маркерного сигнала (11), выход которого соединен с первым входом мультиплексора (13). Выход формирователя синхроимпульсов (11) соединен со вторым входом мультиплексора (13). Вход делителя (8) на 64 и вход С триггера (12) соединены с первым входом формирователя кадровой развертки (3), вход D триггера (12) соединен со вторым входом формирователя кадровой развертки (3). Выход триггера (12) соединен с третьим входом мультиплексора (13), выход которого соединен с выходом формирователя кадровой развертки (3).In FIG. 3 shows a diagram of the frame scanning driver (3). It consists of a trigger (12), a multiplexer (13) and a series-connected divider (8) by 64, a divider (9) by 16, a pulse shaper (10) and a marker signal shaper (11), the output of which is connected to the first input of the multiplexer ( 13). The output of the shaper of the clock (11) is connected to the second input of the multiplexer (13). The input of the divider (8) to 64 and the input C of the trigger (12) are connected to the first input of the frame-shaper (3), the input D of the trigger (12) is connected to the second input of the frame-sweep (3). The output of the trigger (12) is connected to the third input of the multiplexer (13), the output of which is connected to the output of the frame-shaper (3).

Устройство, представленное на фиг. 2, работает следующим образом: генератор N-разрядной псевдослучайной последовательности (М-последовательности) (ГПСПk) (2) тактируется сигналами F_T, поступающими от ГПСП бортового приемника (ПРМ) (1). ГПСПk формирует расширяющую спектр n-разрядную последовательность длиной К символов. Сигнал начала последовательности Т_ПСП используется для формирования кадровой развертки в формирователе кадровой развертки (3). Этот сигнал поступает в формирователь кадровой развертки (3), где делится на n, формируя синхроимпульсы циклов обмена СИ. На первых n-1 СИ передается полезная информация U_к, на последнем интервале передается маркерный сигнал МС. Период одного цикла обмена СИ равен L Т_ПСП и на одном СИ передается n символов информации, каждый длительностью К мкс.The device shown in FIG. 2, operates as follows: the generator of the N-bit pseudo-random sequence (M-sequence) (GPSC) (2) is clocked by the signals F _T coming from the GPSPS of the on-board receiver (PFP) (1). GPSSPk forms an expanding spectrum of an n-bit sequence of length K characters. The signal of the beginning of the sequence T _{PSP is} used to form a frame scan in the frame scan driver (3). This signal enters the frame scan driver (3), where it is divided by n, forming sync pulses of the SI exchange cycles. On the first n-1 SI, useful information U _k is transmitted; on the last interval, a marker signal MS is transmitted. The period of one SI exchange cycle is equal to L T _PSP and n symbols of information are transmitted on one SI, each of duration K μs.

Основной информационный поток обратного канала БА КИС подается на второй вход формирователя кадровой развертки, где тактируется Т_ПСП и, проходя через мультиплексор MX (13), представленный на фиг. 3, складывается с М-последовательностью в сумматоре (4) по модулю два. Мультиплексор (13) подмешивает к информационному потоку на каждом 16-м СИ маркерный сигнал. Полученная смесь подается на фазовый манипулятор на 90° (π/2 манипулятор) (7).Basic information flow reverse channel ICC BA fed to the second input of the vertical deflection, where T is clocked _{memory bandwidth} and passing through multiplexer MX (13) of FIG. 3, is added to the M-sequence in the adder (4) modulo two. The multiplexer (13) mixes a marker signal into the information stream at each 16th SI. The resulting mixture is fed to a 90 ° phase manipulator (π / 2 manipulator) (7).

На π/2-манипулятор (7) подается сигнал синусоидальной несущей, сформированный из эталонной частоты f_ЭТ, и на выходе его образуется широкополосный сигнал с остатком несущей. Широкополосная часть спектра содержит сигналы информации обратного канала, модулированные n-разрядной М-последовательностью. Сигнал несущей остается немодулированным. Сигнал с таким спектром поступает в антенну А1.A sinusoidal carrier signal generated from the reference frequency f _ET is supplied to the π / 2-manipulator (7), and a broadband signal with the remainder of the carrier is formed at its output. The broadband portion of the spectrum contains reverse channel information signals modulated by an n-bit M sequence. The carrier signal remains unmodulated. A signal with this spectrum enters the antenna A1.

В сигнале на выходе антенны А1 имеем остаток несущей половинной мощности (по амплитуде - уровень $(1 / \sqrt{2})$

) и информацию КИС в широкополосном сигнале вида М.In the signal at the output of antenna A1, we have the remainder of the carrier half power (in amplitude - level

(one / \sqrt{2})

) and CIS information in a broadband signal of type M.

Однако по причинам, описанным выше, это устройство позволяет обеспечить передачу информации только по одному каналу, и возможность передачи разнотипной информации возможна только при передаче ее поочередно, т.е. с разделением во времени, а для решения данной задачи требуется передача информации разных типов, синхронно, в разных каналах без разделения по времени на одной несущей частоте.However, for the reasons described above, this device allows for the transmission of information through only one channel, and the possibility of transmitting heterogeneous information is possible only when transmitting it alternately, i.e. with separation in time, and to solve this problem requires the transmission of information of different types, synchronously, in different channels without time division on one carrier frequency.

Предлагаемыми изобретениями решаются задачи реализации увеличения скорости передачи информации различного типа независимыми потоками в КИС:The proposed inventions solve the problems of realizing an increase in the transmission rate of information of various types by independent flows in the CIS:

- при обеспечении синхронности и независимости каналов передачи информации в обратном канале КИС;- while ensuring synchronism and independence of information transmission channels in the reverse channel of CIS;

- при сохранении одинаковой тактовой частоты;- while maintaining the same clock frequency;

- при сохранении требуемой вероятности ошибки на символ при отсутствии организованных помех в радиоканале.- while maintaining the required probability of error per symbol in the absence of organized interference in the radio channel.

Техническими результатами способа и устройства являются:The technical results of the method and device are:

- увеличение объема передаваемой информации командной радиолинией командно-измерительной системы при совмещении в радиоканале «борт-земля» (обратный канал) двух независимых информационных потоков передачи разнотиповой информации. При этом при совмещении в одной радиолинии независимых потоков информации интерференции сигналов БА КИС не возникает и сохраняется возможность приема информации в НС;- an increase in the amount of information transmitted by the command radio line of the command-measuring system when combining two independent information streams of transmitting heterogeneous information in the airborne-ground (reverse channel) channel. At the same time, when combining in one radio link independent information flows, interference of BA KIS signals does not arise and the possibility of receiving information in the NS remains;

- увеличение объема передаваемой информации при сохранении вида шумоподобного сигнала БА КИС, при этом обеспечивается взаимная ортогональность двух информационных потоков. Это позволяет исключить взаимовлияние двух разных типов информации БА КИС при приеме в НС.- an increase in the amount of transmitted information while maintaining the type of noise-like signal of the BA KIS, while ensuring the mutual orthogonality of the two information flows. This allows to exclude the mutual influence of two different types of information BA BAIS when receiving in the National Assembly.

Также техническим результатом является улучшение электромагнитной совместимости сигнала БА КИС с другими отечественными и международными радиосредствами в выделенном диапазоне частот за счет преобразования остатка несущей частоты в независимый канал передачи информации в шумоподобном сигнале.Also, the technical result is to improve the electromagnetic compatibility of the BA KIS signal with other domestic and international radio facilities in the selected frequency range by converting the remainder of the carrier frequency into an independent channel for transmitting information in a noise-like signal.

Для достижения названных технических результатов в известном способе передачи информации непосредственной (прямой) модуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью (ПСП) в обратном канале бортовой аппаратуры командно-измерительной системы, заключающемся в том, что из эталонной частоты (f_ЭТ) формируют сигнал синусоидальной несущей частоты, с помощью N-разрядного генератора псевдослучайной последовательности формируют М-последовательность (M_k), которую перемножают с основной передаваемой информацией (U_k) в первом сумматоре по модулю 2, на выходе которого получают модулирующую последовательность, которой осуществляют манипуляцию фазы несущей частоты обратного канала π/2-манипулятором (0-π/2), на выходе которого получают широкополосный сигнал, содержащий основной поток информации, передачу информации осуществляют методом квадратурной фазовой модуляции (КФМ). При этом основной поток ОК передают по одной квадратуре КФМ, а по другой квадратуре передают дополнительный независимый поток информации, который формируют на той же несущей частоте, что и основной поток, и получают следующим образом: с помощью М-разрядного генератора псевдослучайной последовательности формируют М-последовательность с меньшей разрядностью (M_T), которую перемножают с дополнительной информацией (U_T) во втором сумматоре по модулю 2. На выходе сумматора по модулю 2 получают дополнительную модулирующую последовательность, которой с помощью π и π/2-манипуляторов осуществляют манипуляцию фазы остатка несущей частоты, таким образом обеспечивая широкополосный сигнал дополнительным независимым потоком информации.To achieve the above technical results in a known method for transmitting information of direct (direct) modulation of the carrier frequency by a pseudo-random sequence (PSP) in the reverse channel of the on-board equipment of the command-measuring system, which consists in the fact that a signal of a sinusoidal carrier frequency is formed from the reference frequency (f _ET ), using N-bit pseudo-random sequence generator is formed an M-sequence (M _k), which is multiplied with the primary transmitted information (U _k) in the first summat modulo 2, at the output of which a modulating sequence is obtained, by which the phase of the carrier frequency of the return channel is manipulated by the π / 2-manipulator (0-π / 2), at the output of which a broadband signal containing the main information stream is received, information is transmitted by the quadrature method phase modulation (CPM). In this case, the main OK stream is transmitted in one QPSK quadrature, and in another quadrature, an additional independent information stream is transmitted, which is generated on the same carrier frequency as the main stream, and is obtained as follows: using the M-bit pseudo-random sequence generator, M- a sequence with lower bit depth (M _T ), which is multiplied with additional information (U _T ) in the second adder modulo 2. At the output of the adder modulo 2 receive an additional modulating sequence, which with the help of π and π / 2-manipulators, they manipulate the phase of the remainder of the carrier frequency, thus providing a broadband signal with an additional independent information flow.

Суть способа: исходный двоичный сигнал преобразуется в псевдослучайную последовательность для манипуляции несущей. В эфир передается шумоподобный сигнал. Степень расширения спектра соответствует степени снижения спектральной плотности мощности сигнала.The essence of the method: the original binary signal is converted into a pseudo-random sequence for manipulating the carrier. A noise-like signal is transmitted on the air. The degree of expansion of the spectrum corresponds to the degree of decrease in the spectral density of the signal power.

Данный способ обеспечивает простоту обнаружения сигнала и скорость передачи информации, задействовав всю мощность передающего устройства.This method provides ease of signal detection and information transfer rate, using all the power of the transmitting device.

В данном способе используется квадратурная фазовая модуляция (QPSK quadrature phase-shifting keying)). Модуляция данных осуществляется с помощью QPSK с использованием ПСП-последовательности меньшей длины, при этом образуются два синхронных независимых потока передачи информации, которые позволяют передавать информацию различных типов.This method uses quadrature phase modulation (QPSK quadrature phase-shifting keying)). Data modulation is carried out using QPSK using a PSP sequence of shorter length, and two synchronous independent information transfer streams are formed, which allow transmitting information of various types.

Отличительной особенностью данного способа является то, что используется остаток несущей частоты для формирования еще одного потока информации и использования малоразмерных кодов для формирования М-последовательности меньшей длины. При приеме широкополосного сигнала вида М в наземной аппаратуре остаток несущей частоты в принимаемом сигнале не используется. Процессы обнаружения, выделения информации КИС, сигналов кадровой развертки (маркер), измерения траекторных параметров и угловых координат производятся исключительно по широкополосным составляющим спектра принимаемого сигнала. Остаток несущей при свертке широкополосного сигнала "размывается" по спектру и является помехой.A distinctive feature of this method is that the remainder of the carrier frequency is used to form another stream of information and use small-sized codes to form an M-sequence of shorter length. When receiving a broadband signal of type M in ground equipment, the remainder of the carrier frequency in the received signal is not used. The processes of detecting, extracting CIS information, frame scanning signals (marker), measuring path parameters and angular coordinates are performed exclusively on the broadband components of the spectrum of the received signal. The remainder of the carrier during the convolution of the broadband signal is “smeared” along the spectrum and is an interference.

Именно эта особенность служит основой для возможности передачи еще одного потока дополнительной информации другого типа путем модуляции неиспользуемой несущей частоты.It is this feature that serves as the basis for the possibility of transmitting another stream of additional information of another type by modulating the unused carrier frequency.

Огибающая сигнала имеет постоянный уровень - эффективность использования передаваемой мощности в отводимой полосе частот получается максимальной.The signal envelope has a constant level - the efficiency of using the transmitted power in the allocated frequency band is maximized.

Предлагаемый способ позволяет организовать значительное адресное пространство и имеет высокую спектральную эффективность, обеспечивает устойчивую передачу по каналам, а также повышенную защищенность транспортировки информации при малом уровне излучаемой мощности.The proposed method allows you to organize a significant address space and has high spectral efficiency, provides stable transmission over channels, as well as increased security of information transportation at a low level of radiated power.

В данном способе обеспечивается простота формирования ПСП, а поскольку сигналы излучаются в эфир на одной частоте, то отпадает необходимость в синтезаторе частот.In this method, the simplicity of the formation of the SRP is ensured, and since the signals are transmitted on the air at the same frequency, there is no need for a frequency synthesizer.

Система может работать и в синхронном, и в асинхронном режимах.The system can operate in both synchronous and asynchronous modes.

Отношение энергии информационного символа Е_с к мощности передатчика N₀ сохраняется на уровне - 11 дБ. Выполнение этого требования обеспечивает вероятность ошибки приема символа не выше 10^-5.The ratio of the energy of the information symbol E _c to the transmitter power N _{0 is} maintained at the level of - 11 dB. The fulfillment of this requirement ensures the probability of an error in receiving a symbol not higher than 10 ^-5 .

При этом оптимальной реализацией такого способа служит архитектура совмещенного радиоканала, в котором взаимное влияние в обратном канале независимых потоков информации отсутствует, а следовательно, обратный канал КИС сохраняет необходимые показатели по энергетике и вероятности ошибки на символ, а дополнительная независимая информация будет передаваться с высокой скоростью.At the same time, the optimal implementation of this method is the combined radio channel architecture, in which there is no mutual influence in the return channel of independent information flows, and therefore, the KIS return channel retains the necessary energy indicators and error probability per symbol, and additional independent information will be transmitted at high speed.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются фигурами 4, 5, 6.The invention is illustrated by figures 4, 5, 6.

На фиг. 4 изображена штатная структура сигнала, формируемого способом непосредственной (прямой) модуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью (ПСП) (на фазовой плоскости (I, Q)).In FIG. 4 shows the standard structure of the signal generated by the direct (direct) modulation of the carrier frequency by a pseudorandom sequence (PSP) (on the phase plane (I, Q)).

На фиг. 5 изображена структура сигнала, формируемого способом квадратурной фазовой модуляции несущей частоты кодируемой М-последовательностью с малоразрядными кодами.In FIG. 5 shows the structure of the signal generated by the method of quadrature phase modulation of the carrier frequency encoded by the M-sequence with low-bit codes.

На фиг. 6 представлена схема предлагаемого устройства.In FIG. 6 shows a diagram of the proposed device.

По квадратурному каналу «Q» передается информация КИС. Значение модулирующей квадратуры «I» постоянно равно 1; именно это приводит к формированию остатка несущей частоты в спектре радиосигнала ОК. В обратном канале, описанном в способе непосредственной (прямой) модуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью символов (ПСП), используется ФМ с фазовым сдвигом на 90°. Расширение спектра сигнала осуществляется методом прямой манипуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью символов (ПСП). То есть каждый бит в ОК КИС передается последовательностью нулей и единиц с определенной длиной символов и тактовой частотой ПСП.The quadrature channel "Q" transmits information CIS. The value of the modulating quadrature "I" is constantly equal to 1; it is this that leads to the formation of the remainder of the carrier frequency in the spectrum of the OK radio signal. In the return channel described in the method of direct (direct) modulation of the carrier frequency by a pseudo-random sequence of characters (PSP), an FM with a phase shift of 90 ° is used. The signal spectrum is expanded by direct manipulation of the carrier frequency by a pseudorandom sequence of characters (PSP). That is, each bit in OK KIS is transmitted by a sequence of zeros and ones with a certain character length and clock frequency of the memory bandwidth.

Если реализовать модулирование квадратуры «I» еще одним независимым потоком передачи дополнительной информации, который образуется с помощью использования метода квадратурной фазовой модуляции (КФМ) и формируется на той же несущей частоте, то остаток несущей в спектре ОК превратится в совокупность спектральных составляющих ТЛМ радиосигнала, а фазовое созвездие будет состоять не из двух, а из четырех точек; это показано на фиг. 5. Переходы между данными фазовыми состояниями происходят на одной тактовой частоте.If the modulation of quadrature “I” is realized by another independent flow of additional information that is generated using the quadrature phase modulation (QPS) method and is generated at the same carrier frequency, then the remainder of the carrier in the OK spectrum will turn into a set of spectral components of the TLM radio signal, and the phase constellation will not consist of two, but of four points; this is shown in FIG. 5. Transitions between these phase states occur at the same clock frequency.

Увеличение скорости передачи информации в канале осуществляется с использованием малоразрядных кодов М-последовательности. В обратном канале КИС длительность символа определяется длиной М-последовательности T_C=(2^K-1)τ, где К=N или М - разрядность генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП), τ - период тактовой частоты генератора. Увеличение скорости передачи эквивалентно уменьшению T_C. An increase in the information transfer rate in the channel is carried out using low-bit M-sequence codes. In the reverse CIS channel, the symbol duration is determined by the length of the M-sequence T _C = (2 ^K -1) τ, where K = N or M is the bit capacity of the pseudo-random sequence generator (GPSP), τ is the generator clock period. An increase in transmission speed is equivalent to a decrease in T _C.

Уменьшение T_C достигается путем уменьшения К. Если оценить уровень боковых лепестков автокорреляционной функции как А_КОРР=10·lg[1/(2^K-1)], а отношение энергии информационного символа Е_с на мощность передатчика N₀ (взаимокорреляционной функции) как Вз_КОРР=10·lg[к/(2^К-1)], то для разных К имеем следующую таблицу.A decrease in T _{C is} achieved by decreasing K. If we evaluate the level of the side lobes of the autocorrelation function as A _CORR = 10 · log [1 / (2 ^K -1)], and the ratio of the energy of the information symbol E _c to the transmitter power N ₀ (cross-correlation function) as If _KORR = 10 · log [k / (2 ^K -1)], then for different K we have the following table.

Таблица показывает, что уменьшать разрядность можно только до К=N-4, далее взаимодействие ортогональных кодов снизит достоверность выделения единичного символа ниже допустимого значения - 11 дБ (А_КОРР, дБ). При этом достигаемая техническая скорость передачи информации в канале поднимется до 32,3 кбит/с. Таким образом, могут быть реализованы два независимых (разделенных по квадратурам) потока передачи информации: канал «Q» для передачи основной информации КИС и канал «I» для передачи дополнительной независимой информации. При использовании малозарядных кодов длительность ПСП может быть задана для каждого канала своя. При использовании ПСП меньшей длины обеспечивается информационный поток 32 кбит/с в каждом канале. При этом при совмещении в одной радиолинии независимых потоков информации при использовании малоразрядных кодов М-последовательности техническая скорость обратного канала радиолинии поднимется до 64 кбит/с.The table shows that it is possible to reduce the bit capacity only to K = N-4, then the interaction of orthogonal codes will reduce the reliability of selecting a single character below the permissible value - 11 dB (A _CORR , dB). At the same time, the achieved technical information transfer rate in the channel will rise to 32.3 kbit / s. Thus, two independent (quadrature) information transfer streams can be implemented: channel “Q” for transmitting basic CIS information and channel “I” for transmitting additional independent information. When using low-charge codes, the duration of the memory bandwidth can be set for each channel. When using a memory bandwidth of shorter length, an information stream of 32 kbit / s is provided in each channel. In this case, when combining independent information streams in one radio link using low-bit codes of the M-sequence, the technical speed of the reverse link of the radio link will rise to 64 kbit / s.

Такое построение совмещенного радиоканала позволяет без увеличения мощности передатчика БА КИС и без изменения требований к антенно-фидерному устройству обеспечить передачу информации по основному каналу со скоростью 32 кбит/с и ввести в КИС дополнительный высокоскоростной канал (32 кбит/с).This construction of a combined radio channel allows, without increasing the power of the BA KIS transmitter and without changing the requirements for the antenna-feeder device, to ensure the transmission of information over the main channel at a speed of 32 kbit / s and to introduce an additional high-speed channel (32 kbit / s) into the KIS.

Для передачи дополнительной независимой информации со скоростью 32 кбит/с предлагается использовать энергию узкополосной составляющей спектра высокочастотного сигнала, оставив структуру широкополосной составляющей без изменений. Таким образом, может быть достигнута совместимость и независимость работы каналов системы передачи дополнительной независимой информации и системы передачи информации КИС.It is proposed to use the energy of the narrow-band component of the spectrum of the high-frequency signal to transmit additional independent information at a speed of 32 kbit / s, leaving the structure of the broadband component unchanged. Thus, the compatibility and independence of the operation of the channels of the transmission system of additional independent information and the information transmission system of CIS information can be achieved.

Две составляющие спектра высокочастотного сигнала являются взаимно ортогональными и при корреляционном (оптимальном) способе обработки сигнала в приемном устройстве наземной аппаратуры взаимное влияние канала на канал исключается.The two components of the spectrum of the high-frequency signal are mutually orthogonal, and with the correlation (optimal) method of processing the signal in the receiver of the ground equipment, the mutual influence of the channel on the channel is eliminated.

Способ осуществляют в следующей последовательности.The method is carried out in the following sequence.

Из эталонной частоты (f_ЭT) формируют сигнал синусоидальной несущей частоты, который поступает на N- и М-разрядные генераторы псевдослучайной последовательности, с помощью N-разрядного генератора псевдослучайной последовательности формируют М-последовательность (M_k), которую перемножают в первом сумматоре по модулю 2 с передаваемой основной информацией (U_k), на выходе сумматора получают модулирующую последовательность, которой осуществляют манипуляцию фазы несущей частоты обратного канала π/2-манипулятором (0-π/2), и на выходе его получают широкополосный сигнал, содержащий основной поток информации. С помощью М-разрядного генератора псевдослучайной последовательности формируют М-последовательность с меньшей разрядностью (М_Т), которую перемножают во втором сумматоре по модулю 2 с дополнительной информацией (U_T), и на выходе сумматора получают дополнительную модулирующую последовательность, которой осуществляют манипуляцию фазы остатка несущей частоты, получая в широкополосном сигнале еще один независимый поток передачи дополнительной информации, который образуют с помощью использования метода квадратурной фазовой модуляции (КФМ) и формируют на той же несущей частоте, что и основной поток, при этом основной поток ОК передают по одной квадратуре КФМ, а дополнительный независимый поток передачи информации передают по другой квадратуре КФМ.From the reference frequency (f _ET ), a sinusoidal carrier frequency signal is generated, which is fed to N- and M-bit pseudo-random sequence generators, using the N-bit pseudo-random sequence generator, an M-sequence (M _k ) is generated, which is multiplied modulo the first adder 2 with the transmitted basic information (U _k ), an modulating sequence is obtained at the output of the adder, by which the phase of the carrier frequency of the return channel is manipulated by the π / 2-manipulator (0-π / 2), and it is received at the output a broadband signal containing the main stream of information. Using an M-bit pseudo-random sequence generator, an M-sequence with a lower bit capacity (M _T ) is formed, which is multiplied in the second adder modulo 2 with additional information (U _T ), and an additional modulating sequence is obtained at the output of the adder, which manipulates the remainder phase carrier frequency, receiving in the broadband signal another independent transmission stream of additional information, which is formed using the method of quadrature phase modulation (K FM) and form on the same carrier frequency as the main stream, while the main OK stream is transmitted in one QPSK quadrature, and the additional independent information flow is transmitted in another QPSK quadrature.

Для достижения названных технических результатов предлагается передающее устройство, которое, как и прототип, содержит N-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПk), вход которого соединен с выходом тактирующего генератора бортового приемника, первый выход - с первым входом формирователя кадровой развертки, второй вход которого соединен с информационным входом устройства для приема основной информации КИС, а выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй выход ГПСПk соединен со вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом манипулятора фазы π/2, тактовый генератор соединен с формирователем несущей частоты, выход манипулятора фазы π/2 соединен с антенной А1. В отличие от известного в предлагаемое устройство введены манипулятор фазы π, последовательно соединенные М-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПт), второй и третий сумматоры по модулю два. Выход третьего сумматора по модулю два соединен с первым входом манипулятора фазы π/2, а второй вход соединен с выходом первого сумматора по модулю два. Вход ГПСПт соединен с выходом тактирующего генератора бортового приемника. Второй вход второго сумматора по модулю два соединен с информационным входом устройства для приема дополнительной информации КИС. Первый вход манипулятора фазы π соединен с выходом формирователя несущей частоты, второй вход соединен с выходом второго сумматора по модулю два, а выход соединен со вторым входом манипулятора фазы π/2.To achieve the above technical results, a transmitting device is proposed, which, like the prototype, contains an N-bit pseudo-random sequence generator (GPSPk), the input of which is connected to the output of the clock generator of the on-board receiver, the first output is with the first input of the vertical scan driver, the second input of which is connected with the information input of the device for receiving basic CIS information, and the output of which is connected to the first input of the adder modulo two, the second GPSPSk output is connected to the second input modulo two adders, the output of which is connected to the first input of the π / 2 phase manipulator, the clock generator is connected to the carrier frequency former, the output of the π / 2 phase manipulator is connected to the antenna A1. In contrast to the known device, the π phase manipulator, series-connected M-bit pseudo-random sequence generator (GPSSP), the second and third adders modulo two are introduced into the proposed device. The output of the third adder modulo two is connected to the first input of the phase manipulator π / 2, and the second input is connected to the output of the first adder modulo two. The input of the GPSSPt is connected to the output of the clock generator of the on-board receiver. The second input of the second adder modulo two is connected to the information input of the device for receiving additional information CIS. The first input of the phase π manipulator is connected to the output of the carrier frequency former, the second input is connected to the output of the second adder modulo two, and the output is connected to the second input of the π / 2 phase manipulator.

Синхронная работа двух N, М-разрядных генераторов псевдослучайной последовательности на одной тактовой частоте позволяет создать два канала передачи информации, а манипулятор фазы π позволяет сделать ортогональными модулирующие последовательности М_т и M_k. При этом достигается ортогональность информационных потоков, т.к. их несущие находятся в квадратурах Sin и Cos. Все это позволяет создать два независимых синхронных потока передачи информации.The synchronous operation of two N, M-bit pseudo-random sequence generators at one clock frequency allows you to create two channels of information transfer, and the phase manipulator π allows you to make the modulating sequences M _t and M _k orthogonal. In this case, orthogonality of information flows is achieved, since their carriers are in the Sin and Cos quadratures. All this allows you to create two independent synchronous information flow.

Предлагаемое устройство представлено на фиг. 6, на которой изображены тактирующий генератор бортового приемника (1), N-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПk) (2), формирователь кадровой развертки (3), тактовый генератор (4), формирователь несущей частоты (5), первый сумматор (6) по модулю два, манипулятор фазы π/2 (7), манипулятор фазы π (14), М-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПт) (15), второй сумматор по модулю два (16), третий сумматор по модулю два (17), антенна А1.The proposed device is presented in FIG. 6, which shows the on-board receiver clock generator (1), the N-bit pseudo-random sequence generator (GPSPk) (2), the frame scanning driver (3), the clock generator (4), the carrier frequency driver (5), the first adder (6 ) modulo two, π / 2 phase manipulator (7), π phase manipulator (14), M-bit pseudo-random sequence generator (GSTP) (15), the second adder modulo two (16), the third adder modulo two (17 ), antenna A1.

Вход N-разрядного генератора псевдослучайной последовательности (ГПСПk) (2) соединен с выходом тактирующего генератора бортового приемника (1), первый выход - с первым входом формирователя кадровой развертки (3), второй вход которого соединен с информационным входом устройства для приема основной информации КИС, а выход соединен с первым входом первого сумматора (6) по модулю два, второй выход ГПСПk (2) соединен со вторым входом первого сумматора (6) по модулю два. Тактовый генератор (4), формирователь несущей частоты (5), манипулятор фазы π (14) и манипулятор фазы π/2 (7) последовательно соединены. Выход манипулятора фазы π/2 (7) соединен с антенной А1. М-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПт) (15), второй (16) и третий (17) сумматоры по модулю два последовательно соединены. Выход третьего сумматора (17) по модулю два соединен с первым входом манипулятора фазы π/2 (7), а второй вход соединен с выходом первого сумматора (6) по модулю два. Вход ГПСПт (15) соединен с выходом тактирующего генератора бортового приемника (1). Второй вход второго сумматора (16) по модулю два соединен с информационным входом устройства для приема дополнительной информации КИС, второй вход манипулятора фазы к (14) соединен с выходом второго сумматора (16) по модулю два.The input of the N-bit pseudo-random sequence generator (GPSPk) (2) is connected to the output of the clock generator of the on-board receiver (1), the first output is connected to the first input of the frame scanning driver (3), the second input of which is connected to the information input of the device for receiving basic CIS information and the output is connected to the first input of the first adder (6) modulo two, the second output of the GPSSPk (2) is connected to the second input of the first adder (6) modulo two. The clock generator (4), the carrier frequency former (5), the phase manipulator π (14) and the phase manipulator π / 2 (7) are connected in series. The output of the π / 2 phase manipulator (7) is connected to the antenna A1. The M-bit pseudo-random sequence generator (GPSSP) (15), the second (16) and third (17) adders modulo two are connected in series. The output of the third adder (17) modulo two is connected to the first input of the phase manipulator π / 2 (7), and the second input is connected to the output of the first adder (6) modulo two. The input of the GPSSPt (15) is connected to the output of the clock generator of the on-board receiver (1). The second input of the second adder (16) modulo two is connected to the information input of the device for receiving additional CIS information, the second input of the phase manipulator to (14) is connected to the output of the second adder (16) modulo two.

Устройство, представленное на фиг. 6, работает следующим образом. Генератор N-разрядной псевдослучайной последовательности (М-последовательности) (ГПСПk) (2) тактируется сигналами F_T, поступающими от ГПСП бортового приемника (ПРМ) (1). ГПСПk (2) формирует расширяющую спектр n-разрядную последовательность длиной К символов. Сигнал начала последовательности Т_ПСП используется для формирования кадровой развертки в формирователе кадровой развертки (3).The device shown in FIG. 6, operates as follows. The N-bit pseudo-random sequence (M-sequence) generator (GPSC) (2) is clocked by the signals F _T coming from the GPSP of the on-board receiver (PFP) (1). GPSSPk (2) forms an expanding spectrum of an n-bit sequence of length K characters. The signal of the beginning of the sequence T _{PSP is} used to form a frame scan in the frame scan driver (3).

Основная информация обратного канала БА КИС (U_a) подается на второй вход формирователя кадровой развертки (3), где тактируется Т_ПСП и складывается с М-последовательностью в сумматоре (6) по модулю два:Summary reverse channel BA CDS (U _a) is fed to the second input of the vertical deflection (3) wherein T is clocked _{memory bandwidth} and added to the M-sequence in the adder (6) the modulo two:

U_a=M_k·I_k=U_K.U _a = M _k · I _k = U _K.

Полученная смесь (U_K) подается на фазовый манипулятор на 90° (π/2 манипулятор) (7). На π/2-манипулятор подается сигнал синусоидальной несущей, сформированный из эталонной частоты f_ЭТ тактовым генератором (4).The resulting mixture (U _K ) is fed to a 90 ° phase manipulator (π / 2 manipulator) (7). A sinusoidal carrier signal generated from the reference frequency f by the _ET clock generator (4) is supplied to the π / 2-manipulator.

М-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (М-последовательности) (ГПСПт) (15) работает от той же тактовой частоты синхронно с ГПСПk (2). Запуск (в случае необходимости - перезапуск) ГПСПт (15) производится по сигналу маркера М-ОК канала КИС, который жестко привязан к ГПСПk. ГПСПт (15) формирует расширяющую спектр n-разрядную последовательность длиной К символов М_т, которая подается на первый вход второго сумматора по модулю два (16), где складывается с дополнительной информацией I_т, поступающей на второй вход второго сумматора по модулю два (16): U_d=М_т·I_т, дополнительная информация расширяется по спектру сигналом М_т в сумматоре по модулю два (16)An M-bit pseudo-random sequence (M-sequence) generator (GSTP) (15) operates from the same clock frequency synchronously with GSTPk (2). Starting (if necessary, restarting) GPSSPt (15) is performed by the signal of the M-OK marker of the CIS channel, which is rigidly attached to the GPSSPk. GPSSPt (15) forms an expanding spectrum of an n-bit sequence of length K characters M _t , which is fed to the first input of the second adder modulo two (16), where it is added to the additional information I _t fed to the second input of the second adder modulo two (16 ): U _d = M _t · I _t , additional information is expanded over the spectrum by the signal M _t in the adder modulo two (16)

U_d=М_т·I_т=U_T.U _d = M _t · I _t = U _T.

Полученная смесь (U_T) подается на фазовый манипулятор (π-манипулятор) (14) и модулирует несущую частоту:The resulting mixture (U _T ) is fed to the phase manipulator (π-manipulator) (14) and modulates the carrier frequency:

U_f=cos(ω_ot)·(М_т·I_т)=cos(ω_ot)·U_T.U _f = cos (ω _o t) · (M _t · I _t ) = cos (ω _o t) · U _T.

Кроме того, дополнительная информация (U_d) складывается по модулю два с основной информацией КИС (U_a) в третьем сумматоре (17) по модулю два, где образуется суммарный сигнал (U_g):In addition, additional information (U _d ) is added modulo two with the basic CIS information (U _a ) in the third adder (17) modulo two, where the total signal (U _g ) is generated:

U_g=U_d·U_a=U_T·U_K U _g = U _d · U _a = U _T · U _K

Данная операция позволяет обеспечить отсутствие взаимного влияния основного и дополнительного каналов при выделении информации этих каналов на приемной стороне в НС.This operation allows you to ensure the absence of mutual influence of the main and additional channels in the allocation of information of these channels on the receiving side in the NS.

Суммарный сигнал (U_g) модулирует на 90° сигнал (U_f) в фазовом манипуляторе π/2 (7). Сигнал с таким спектром поступает в антенну А1.The total signal (U _g ) modulates 90 ° the signal (U _f ) in the π / 2 phase manipulator (7). A signal with this spectrum enters the antenna A1.

Сигнал (U_V) на выходе антенны А1:Signal (U _V ) at the output of antenna A1:

U_V=U_A1=cos[ω₀t+(π/2)·U_T+(π/4)·U_T·U_K]=-Sin[(π/2)·U_T]·Sin[ω₀t+(π/4)·U_T·U_K]=U _V = U _A1 = cos [ω ₀ t + (π / 2) · U _T + (π / 4) · U _T · U _K ] = - Sin [(π / 2) · U _T ] · Sin [ω ₀ t + (π / 4) · U _T · U _K ] =

=-U_T·Sin[ω₀t+(π/4)·U_T·U_K]=-U_T·[Sin(ω₀t)·Cos[(π/4)·U_T·U_K)]+= -U _T · Sin [ω ₀ t + (π / 4) · U _T · U _K ] = - U _T · [Sin (ω ₀ t) · Cos [(π / 4) · U _T · U _K )] +

+Cos(ω₀t)·Sin((π/4)·U_T·U_K))]=-U_T·(1/√2)·Sin(ω₀t)-+ Cos (ω ₀ t) · Sin ((π / 4) · U _T · U _K ))] = - U _T · (1 / √2) · Sin (ω ₀ t) -

Cos(ω₀t)·U_T·Sin[(π/4)·U_T·U_K)]=Cos (ω ₀ t) · U _T · Sin [(π / 4) · U _T · U _K )] =

=-(U_T/√2)·Sin(ω₀t)-Cos(ω₀t)·U_T·U_T·U_K·(1/√2)=-(U_T/√2)·Sin(ω₀t)-= - (U _T / √2) · Sin (ω ₀ t) -Cos (ω ₀ t) · U _T · U _T · U _K · (1 / √2) = - (U _T / √2) · Sin (ω ₀ t) -

(U_K/√2)·Cos(ω₀t),(U _K / √2) Cos (ω ₀ t),

так как U_T·U_T≡1.since U _T · U _T ≡1.

Широкополосная часть спектра модулирована основной информацией КИС, а бывшая несущая модулирована дополнительной информацией. Эти два информационных потока ортогональны, так как, во-первых, их несущие находятся в квадратурах Sin и Cos, а во-вторых, ортогональны модулирующие последовательности М_т и M_k.The broadband portion of the spectrum is modulated with basic CIS information, and the former carrier is modulated with additional information. These two information flows are orthogonal, since, firstly, their carriers are in quadratures Sin and Cos, and secondly, the modulating sequences M _t and M _{k are} orthogonal.

Таким образом, обеспечивается модуляция остатка несущей частоты дополнительным независимым потоком информации со скоростью передачи 32 кбит/с, сохраняя полную неизменность вида сигнала основной информации КИС со скоростью передачи 32 кбит/с, обеспечивая при этом взаимную ортогональность и синхронность двух информационных потоков. Это позволяет исключить взаимовлияние потоков при приеме в НС и обеспечить синхронную передачу или одного, или разных типов информации с технической скоростью 64 кбит/с.Thus, modulation of the remainder of the carrier frequency is ensured by an additional independent information stream with a transmission speed of 32 kbit / s, while maintaining the complete invariance of the signal type of the main CIS information with a transmission rate of 32 kbit / s, while ensuring mutual orthogonality and synchronism of the two information streams. This makes it possible to exclude the mutual influence of flows upon reception in the NS and to provide synchronous transmission of either one or different types of information with a technical speed of 64 kbit / s.

Кроме того, достигается улучшение электромагнитной совместимости сигнала БА КИС с другими отечественными и международными радиосредствами в выделенном диапазоне частот за счет преобразования несущей в псевдошумовой сигнал дополнительной информации.In addition, an improvement is achieved in the electromagnetic compatibility of the BA KIS signal with other domestic and international radio facilities in the selected frequency range by converting the carrier into a pseudo-noise signal for additional information.

Claims

1. Способ передачи информации в обратном канале (ОК) бортовой аппаратуры командно-измерительной системы, заключающийся в том, что из эталонной частоты формируют сигнал синусоидальной несущей частоты, с помощью N-разрядного генератора псевдослучайной последовательности формируют M-последовательность, которую перемножают с основной информацией в первом сумматоре по модулю 2, на выходе которого получают модулирующую последовательность, которой осуществляют манипуляцию фазы несущей частоты ОК π/2-манипулятором (0-π/2), на выходе которого получают широкополосный сигнал, содержащий основной поток информации,
отличающийся тем, что передачу информации осуществляют методом квадратурной фазовой модуляции (КФМ), при этом основной поток ОК передают по одной квадратуре КФМ, а по другой квадратуре передают дополнительный независимый поток информации, который формируют на той же несущей частоте, что и основной поток, и получают путем формирования M-последовательности с меньшей разрядностью с помощью M-разрядного генератора псевдослучайной последовательности, которую перемножают с дополнительной информацией во втором сумматоре по модулю 2, на выходе которого получают дополнительную модулирующую последовательность, которой с помощью π и π/2-манипуляторов осуществляют манипуляцию фазы остатка несущей частоты, таким образом обеспечивая широкополосный сигнал дополнительным независимым потоком информации.1. The method of transmitting information in the return channel (OK) of the on-board equipment of the command-measuring system, which consists in the fact that a signal of a sinusoidal carrier frequency is generated from the reference frequency, using the N-bit pseudorandom sequence generator, an M-sequence is formed, which is multiplied with the basic information in the first adder modulo 2, at the output of which a modulating sequence is obtained, which is used to manipulate the phase of the carrier frequency with an OK π / 2-manipulator (0-π / 2), at the output of which the floor chayut wideband signal, comprising: a main data flow,
characterized in that the transmission of information is carried out by the method of quadrature phase modulation (CPM), while the main stream OK is transmitted in one quadrature of the CPM, and in another quadrature transmit an additional independent stream of information that is formed on the same carrier frequency as the main stream, and obtained by forming an M-sequence with a lower capacity using an M-bit generator of a pseudo-random sequence, which is multiplied with additional information in the second adder modulo 2, at the output which receive an additional modulating sequence, which with the help of π and π / 2-manipulators manipulate the phase of the remainder of the carrier frequency, thus providing a broadband signal with an additional independent flow of information.

2. Передающее устройство бортовой аппаратуры, содержащее N-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПk), вход которого соединен с выходом тактирующего генератора бортового приемника, первый выход - с первым входом формирователя кадровой развертки, второй вход которого соединен с информационным входом устройства для приема основной информации КИС, а выход которого соединен с первым входом первого сумматора по модулю два, второй выход ГПСПk соединен со вторым входом первого сумматора по модулю два, тактовый генератор соединен с формирователем несущей частоты, выход манипулятора фазы π/2 соединен с антенной, отличающееся тем, что в него введены манипулятор фазы π, последовательно соединенные M-разрядный генератор псевдослучайной последовательности (ГПСПт), второй и третий сумматоры по модулю два, выход последнего соединен с первым входом манипулятора фазы π/2, а второй вход соединен с выходом первого сумматора по модулю два, вход ГПСПт соединен с выходом тактирующего генератора бортового приемника, второй вход второго сумматора по модулю два соединен с информационным входом устройства для приема дополнительной информации КИС, первый вход манипулятора фазы π соединен с выходом формирователя несущей частоты, второй вход соединен с выходом второго сумматора по модулю два, а выход соединен со вторым входом манипулятора фазы π/2. 2. An on-board equipment transmitter containing an N-bit pseudo-random sequence generator (GPSPk), the input of which is connected to the output of the on-board receiver clock generator, the first output is with the first input of the vertical scan driver, the second input of which is connected to the information input of the device for receiving basic information CIS, and the output of which is connected to the first input of the first adder modulo two, the second output of the GPSSPk is connected to the second input of the first adder modulo two, clock generator dinene with a carrier frequency former, the output of the π / 2 phase manipulator is connected to the antenna, characterized in that the π phase manipulator is inserted into it, the M-bit pseudorandom sequence generator (GPS) is connected in series, the second and third adders are modulo two, the output of the latter is connected with the first input of the π / 2 phase manipulator, and the second input is connected to the output of the first adder modulo two, the GPS input is connected to the output of the clock generator of the onboard receiver, the second input of the second adder modulo two is connected to inf the input of the device for receiving additional CIS information, the first input of the phase π manipulator is connected to the output of the carrier frequency former, the second input is connected to the output of the second adder modulo two, and the output is connected to the second input of the π / 2 phase manipulator.