RU2713384C1 - Method of transmitting information using broadband signals - Google Patents
Method of transmitting information using broadband signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713384C1 RU2713384C1 RU2018143476A RU2018143476A RU2713384C1 RU 2713384 C1 RU2713384 C1 RU 2713384C1 RU 2018143476 A RU2018143476 A RU 2018143476A RU 2018143476 A RU2018143476 A RU 2018143476A RU 2713384 C1 RU2713384 C1 RU 2713384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- signals
- frequency
- transmitting
- modulated
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
- H04B1/7097—Interference-related aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
- H04J11/0023—Interference mitigation or co-ordination
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно, к передаче дискретной информации широкополосными системами беспроводной связи, и может быть использовано при эксплуатации многоканальных систем с модулированными несущими частотами.The invention relates to the field of radio engineering, namely, to the transmission of discrete information by broadband wireless communication systems, and can be used in the operation of multi-channel systems with modulated carrier frequencies.
Известен способ передачи информации в системе связи с широполосными шумоподобными сигналами (RU 2279182, опубл. 2006.06.27), заключающийся в том, что формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты образуют две квазиортогональные или ортогональные псевдослучайные последовательности, одна из которых предназначена для синхронизации (СП), а другая для передачи информации (ИП), осуществляют фазирование псевдослучайных последовательностей, в приемном устройстве формируют две квазиортогональные или ортогональные псевдослучайные последовательности СП и ИП, осуществляют синхронизацию входного сигнала с опорными псевдослучайными последовательностями, сформированными в приемнике, и выделяют информацию, при этом цифровые данные, поступающие от источника информации за время, равное периоду псевдослучайной последовательности, преобразуют в сдвиг одной псевдослучайной последовательности относительно другой, а при приеме сигнала определяют величину этого сдвига и преобразуют ее в цифровые данные принятой информации. Таким образом, известный способ за счет преобразования информации в смещение ИП относительно СП позволяет создать в дополнение к бинарному каналу высокоскоростной канал передачи информации. Однако обработка сигнала известным методом не обеспечивает достаточной помехоустойчивости, что является недостатком известного технического решения, который особенно проявляется в случае сложных сигналов большой длительности. При работе с такими сигналами значительно усложняется учет эффекта Доплера, что объясняется существенной декорреляцией сигналов, искаженных вследствие доплеровской дисперсии и явлений нарушения когерентности при распространении в среде. Для широкополосного сигнала доплеровское искажение приводит к нелинейному преобразованию сигнала, при этом оказывается неприменимой аппроксимация доплеровского преобразования постоянным сдвигом частотных составляющих спектра сигнала, поскольку сдвиг не в этих условиях не отражает деформацию сигнала в канале, а также в процессе излучения и приема. В отличие от узкополосного сигнала, для которого сдвиг можно компенсировать с помощью пилот-сигнала, для широкополосного сигнала упомянутый пилот-сигнал не нужен и может быть использован для увеличения информационной составляющей передаваемого сигнала.A known method of transmitting information in a communication system with broadband noise-like signals (RU 2279182, publ. 2006.06.27), which consists in the fact that they form the carrier signal and the clock frequency, from the clock signal form two quasi-orthogonal or orthogonal pseudorandom sequences, one of which is designed for synchronization (SP), and the other for transmitting information (IP), the phasing of pseudorandom sequences is carried out, two quasi-orthogonal or orthogonal pseudorandom are formed in the receiver random sequences SP and IP synchronize the input signal with reference pseudo-random sequences generated in the receiver and extract information, while digital data coming from the information source for a time equal to the period of the pseudo-random sequence is converted into a shift of one pseudo-random sequence relative to another, and when receiving a signal, the magnitude of this shift is determined and converted into digital data of the received information. Thus, the known method due to the conversion of information into the offset IP relative to the SP allows you to create in addition to the binary channel high-speed channel for transmitting information. However, signal processing by the known method does not provide sufficient noise immunity, which is a disadvantage of the known technical solution, which is especially evident in the case of complex signals of long duration. When working with such signals, the inclusion of the Doppler effect is much more complicated, which is explained by the significant decorrelation of signals distorted due to Doppler dispersion and phenomena of coherence violation during propagation in the medium. For a broadband signal, Doppler distortion leads to a nonlinear signal transformation, while the approximation of the Doppler conversion by a constant shift of the frequency components of the signal spectrum is inapplicable, since the shift does not reflect the signal deformation in the channel, as well as in the process of radiation and reception, under these conditions. Unlike a narrow-band signal, for which the shift can be compensated with a pilot signal, the pilot signal is not needed for a wide-band signal and can be used to increase the information component of the transmitted signal.
Известны способ и система передачи информации с помощью широкополосных сигналов с множественным кодовым разделением информационных каналов (МДКР) (Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. - М.: Советское радио, 1970. - 376 с), согласно которому двоичные символы информации 1 и 0 передаются с использованием множества сигналов Si(t), где i - номер абонента,
Передача символов сообщения с помощью сигналов Si(t) показывает, что это сообщение предназначено i-му абоненту, т.е. сигнал Si(t) является одновременно и адресом сообщения. В системах с МДКР сигналы различных абонентов передаются одновременно в общей полосе частот, равной полосе частот системы. Ширина спектра сигналов F оказывается намного больше ширины спектра сообщения Fсообщ. Используемые в указанных системах сигналы имеют широкую полосу и, соответственно, большую базу: B=FT=F/Fсообщ>>1. Широкополосные сигналы с большой базой, используемые при МДКР, различаются между собой только по форме (по структуре). Величина базы сигналов определяет возможное число ортогональных сигналов, т.е. объем ансамбля сигналов. При объединении в систему числа абонентов K>>1 потребуется большое число возможных сигналов, равное приблизительно К, т.е. необходимо использовать сигналы с базой B≥K. Все сигналы выбранного ансамбля должны формироваться с использованием определенных правил, согласно которым отклики взаимной корреляции входного сигнала с эталонными сигналами алфавита минимальны и только один канал имеет на выходе максимум, соответствующий переданному символу, который описывается выражением (2):The transmission of message symbols using signals S i (t) indicates that this message is intended for the i-th subscriber, i.e. the signal S i (t) is simultaneously the address of the message. In systems with CDMA, the signals of various subscribers are transmitted simultaneously in a common frequency band equal to the system bandwidth. The signal spectrum width F is much larger than the message spectrum width F message . The signals used in these systems have a wide band and, accordingly, a large base: B = FT = F / F message >> 1. Broadband signals with a large base used in CDMA differ only in form (in structure). The magnitude of the signal base determines the possible number of orthogonal signals, i.e. the volume of the ensemble of signals. When combining the number of subscribers K >> 1 into the system, a large number of possible signals will be required, equal to approximately K, i.e. it is necessary to use signals with a base of B≥K. All signals of the selected ensemble should be formed using certain rules, according to which the cross-correlation responses of the input signal with the reference signals of the alphabet are minimal and only one channel has a maximum output corresponding to the transmitted symbol, which is described by expression (2):
где E - энергия сигнала S(t),where E is the signal energy S (t),
и удовлетворять условию ортогональности (1) или почти ортогональности. При осуществлении известного способа происходит значительная декорреляция передаваемых сложных сигналов, искажаемых вследствие доплеровской дисперсии при повышенных скоростях перемещения объектов связи, т.е. отклик согласованного фильтра может оказаться недостаточным для устойчивой работы системы. Указанный недостаток является характерным для всех способов передачи информации с помощью широкополосных сигналов с большой базой. Именно этим объясняется потеря скорости связи с мобильными абонентами.and satisfy the condition of orthogonality (1) or almost orthogonality. When implementing the known method, significant decorrelation of transmitted complex signals occurs, distorted due to Doppler dispersion at elevated speeds of movement of communication objects, i.e. The response of a matched filter may not be sufficient for stable operation of the system. This drawback is characteristic of all methods of transmitting information using broadband signals with a large base. This explains the loss of communication speed with mobile subscribers.
Известен разработанный фирмой Qualkomm способ передачи информации с кодовым разделением каналов, который используется в сотовой системе подвижной радиосвязи общего пользования с кодовым разделением каналов, описанный в работе Громакова Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М; АОЗТ «Эко-трендз Ко», 1996. Система многостанционного доступа с кодовым разделением Qualkomm построена по принципу расширения спектра частот на основе использования 64 видов последовательностей, сформированных по закону функций Уолша. Передатчик базовой станции может одновременно передавать информацию по 64 каналам. В каждом канале используется одна из 64 последовательностей Уолша. При изменении знака информационного сообщения фаза используемой последовательности изменяется на 180 градусов. Синхронизирующий сигнал, на фоне которого передаются информационные сигналы, служит для введения передатчика базовой станции и приемника абонентской станции в цикловую фазу и обеспечивает передачу служебной информации. Поскольку сигналы Уолша имеют ярко выраженную регулярную структуру, которая общеизвестна, данный способ обладает низкой структурной скрытностью в системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, а также плохими корреляционными свойствами и недостаточно длинными кодовыми последовательностями. Помимо этого, используемые ортогональные последовательности имеют ограниченный объем ансамбля, причем условие ортогональности соблюдается только точечно, а при рассогласовании во времени и по частоте необходимо использовать сигнал синхронизации, что приводит к усложнению системы.A well-known method developed by Qualkomm for transmitting information with code division multiplexing, which is used in a cellular mobile radio communication system of general use with code division multiplexing, described in the work of Gromakov Yu.A. Standards and systems for mobile radio communications. - M; AOZT Eco-Trends Co., 1996. Qualkomm code-based multiple access system is built on the principle of expanding the frequency spectrum based on the use of 64 types of sequences formed according to the law of Walsh functions. A base station transmitter can simultaneously transmit information on 64 channels. Each channel uses one of 64 Walsh sequences. When you change the sign of an informational message, the phase of the used sequence changes by 180 degrees. The synchronizing signal, against which information signals are transmitted, serves to introduce the transmitter of the base station and the receiver of the subscriber station in the cyclic phase and provides the transmission of service information. Since Walsh signals have a pronounced regular structure, which is well known, this method has low structural secrecy in multiple access systems with code division multiplexing, as well as poor correlation properties and not long enough code sequences. In addition, the used orthogonal sequences have a limited ensemble volume, and the orthogonality condition is only observed pointwise, and when there is a mismatch in time and frequency, it is necessary to use a synchronization signal, which complicates the system.
Наиболее близким к предлагаемому является способ передачи дискретной информации с помощью широкополосных сигналов (RU 2362273, опубл. 2006.02.20), включающий модуляцию несущего колебания шумоподобным сигналом на передающей стороне, передачу модулированного сигнала через линию связи, нахождение автокорреляционной функции Y(T) сигнала на приемной стороне и принятие решения о значении передаваемого символа путем сравнительного анализа значений Y(T), вычисленных для различных периодов повторения Т, причем каждый символ ai алфавита кодируют периодическим шумоподобным сигналом с индивидуальным, отличным от других, периодом повторения Ti, а на приемной стороне вычисляют значения автокорреляционной функции Y(T) в точке T=Ti и присваивают принятому символу то значение ai, для которого Y(t=T) оказалось максимальным.Closest to the proposed one is a method of transmitting discrete information using broadband signals (RU 2362273, publ. 2006.02.20), including modulating the carrier wave with a noise-like signal on the transmitting side, transmitting the modulated signal through the communication line, finding the autocorrelation function Y (T) of the signal on the receiving side and a decision on the transmitted symbol value by a comparative analysis of the values Y (T), calculated for different repetition periods T, each symbol a i of the alphabet coded periodic skim spread spectrum signal with an individual, different from other repetition period T i, and on the reception side calculated values of the autocorrelation function Y (T) at T = T i and assign the received symbol, the value a i, for which Y (t = T) turned out to be maximum.
Известный способ характеризуется сравнительно низкой помехоустойчивостью, что обусловлено изменением доплеровского параметра в пределах длительности сигнала и параметров сигнала в процессе его распространения до абонента.The known method is characterized by relatively low noise immunity, which is due to a change in the Doppler parameter within the duration of the signal and signal parameters during its propagation to the subscriber.
Как уже отмечено, для гармонического узкополосного сигнала доплеровская деформация практически заключается в сдвиге, при этом дополнительный пилот-сигнал позволяет определить и компенсировать сдвиг частот принимаемого сигнала, но для широкополосного сигнала трансформация имеет сложный нелинейный характер и компенсация путем сдвига неспособна устранить снижение помехоустойчивости. При этом чем шире спектр сигнала, тем сложнее выделить его на приеме, имея только информацию о переданном сигнале при отсутствии информации о дисперсии канала. Согласованный фильтр, или коррелятор, «не видит» искаженного сигнала из-за его деформации в частотно-временной плоскости.As already noted, for a harmonic narrowband signal, the Doppler deformation practically consists of a shift, while an additional pilot signal allows one to determine and compensate for the frequency shift of the received signal, but for a broadband signal, the transformation has a complex nonlinear character and compensation by shift is not able to eliminate the decrease in noise immunity. Moreover, the wider the spectrum of the signal, the more difficult it is to isolate it at the reception, having only information about the transmitted signal in the absence of information about the dispersion of the channel. A matched filter, or correlator, "does not see" a distorted signal due to its deformation in the time-frequency plane.
Задачей изобретения является создание помехоустойчивого способа передачи широкополосных сигналов, обеспечивающего высокое отношение сигнал/помеха.The objective of the invention is to provide a noise-tolerant method for transmitting broadband signals, providing a high signal to noise ratio.
Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении помехоустойчивости за счет использования в качестве несущих сигналов мультипликативных сигналов, инвариантных к допплеровской дисперсии, обусловленной изменением доплеровского параметра в пределах длительности сигнала.The technical result of the proposed method is to increase the noise immunity due to the use of multiplicative signals invariant to Doppler dispersion as carrier signals due to a change in the Doppler parameter within the signal duration.
Указанный технический результат достигают способом передачи информации с помощью широкополосных сигналов, включающим модуляцию несущего колебания на передающей стороне, передачу модулированного сигнала через линию связи, нахождение корреляционной функции Y(τ) сигнала на приемной стороне и принятие решения о значении передаваемого символа путем сравнительного анализа значений Y(τ), вычисленных для выбранного параметра модуляции и кодирования, в котором, в отличие от известного, в качестве несущего колебания используют частотно-модулированный сигнал, инвариантный к доплеровскому изменению, при этом каждый символ ai алфавита кодируют индивидуальным, отличным от других, временным сдвигом т начала отсчета аргумента несущего колебания, а на приемной стороне находят значения энергетических сумм взаимно-корреляционных функции Y(τ) входного сигнала с квадратурными эталонами частотно-модулированных сигналов с заданными параметрами и различными временными сдвигами и начала отсчетов аргумента несущего колебания, при этом присваивают принятому символу то значение ai, для которого значение упомянутой энергетической суммы оказалось максимальным.The specified technical result is achieved by a method of transmitting information using broadband signals, including modulating the carrier wave on the transmitting side, transmitting the modulated signal through the communication line, finding the correlation function Y (τ) of the signal on the receiving side and deciding on the value of the transmitted symbol by comparative analysis of Y values (τ) calculated for the selected modulation and coding parameter, in which, in contrast to the known one, frequency modules are used as the carrier oscillation the signal is invariant to Doppler variation, each symbol a i of the alphabet is encoded by an individual, different from the others, time shift t of the origin of the argument of the carrier oscillation, and on the receiving side, the energy sums of the cross-correlation functions Y (τ) of the input signal are found with quadrature standards of frequency-modulated signals with specified parameters and various time shifts and the origin of the argument of the carrier oscillation, while assigning the received symbol that value a i , for the value of the mentioned energy sum turned out to be maximum.
Суть способа состоит в следующем.The essence of the method is as follows.
В среду излучается сигнал вида:A signal of the form:
где Ω - начальная частота (ω(t)=Ω/(t-τ));where Ω is the initial frequency (ω (t) = Ω / (t-τ));
τ - смещение начала сигнала относительно начала отсчета;τ is the offset of the beginning of the signal relative to the origin;
Т - аддитивная длительность сигнала;T is the additive signal duration;
γ=const(0≤γ≤1).γ = const (0≤γ≤1).
Принимаемый сигнал вследствие доплеровской деформации и конечной скорости распространения электромагнитных колебаний (Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. - М.: Сов. Радио, 1971; Ремли В.Р. Влияние доплеровской дисперсии на обнаружение и разрешающую способность при использовании согласованных фильтров. // ТИИЭР. - 1966. - Т. 54. - N 1. - с. 39-46) имеет вид:Received signal due to Doppler deformation and finite propagation velocity of electromagnetic waves (Cook C., Bernfeld M. Radar signals. - M .: Sov. Radio, 1971; VR Remli. Effect of Doppler dispersion on detection and resolution using matched filters. // TIIER. - 1966. - T. 54. - N 1. - p. 39-46) has the form:
где τ' - задержка за счет конечности скорости распространения электромагнитных волн;where τ 'is the delay due to the finiteness of the propagation velocity of electromagnetic waves;
α=1±2V/C - доплеровский параметр;α = 1 ± 2V / C is the Doppler parameter;
V - относительная радиальная скорость между излучателем и приемником;V is the relative radial velocity between the emitter and the receiver;
С - скорость распространения сигнала в среде;C is the signal propagation velocity in the medium;
τα - временной сдвиг отклика при наличии доплеровских искажений.τ α is the response time shift in the presence of Doppler distortions.
В результате корреляционной обработки входного сигнала с парой ортогональных эталонов и их энергетического накопления получают устойчивый к доплеровской дисперсии корреляционный отклик R, имеющий контрастный максимум. Сравнение корреляционных откликов каналов, соответствующих выбранному признаку, например, сдвигу сигнала, позволяет выделить максимальный из них и присвоить принятому символу значение ai, соответствующее этому признаку.As a result of correlation processing of the input signal with a pair of orthogonal standards and their energy accumulation, a correlation response R, which is resistant to Doppler dispersion, has a contrast maximum. Comparison of the correlation responses of the channels corresponding to the selected attribute, for example, the signal shift, allows you to select the maximum of them and assign the received symbol a i corresponding to this attribute.
В предлагаемом способе в качестве широкополосного использован частотно-модулированный сигнал, обладающий инвариантностью к доплеровскому изменению, который носит название мультипликативного и сформирован по закону:In the proposed method, a frequency-modulated signal with invariance to the Doppler change, which is called multiplicative and is formed according to the law, is used as a broadband signal:
где t - текущее время, τ=const, параметр определяющий объем ансамбля ортогональных сигналов.where t is the current time, τ = const, a parameter that determines the volume of an ensemble of orthogonal signals.
Для передачи информации каждый символ ai алфавита кодируют индивидуальным, отличным от других, временным сдвигом начала отсчета аргумента несущего колебания. Таким образом, модулированный сигнал, инвариантный к доплеровскому искажению, кодируют (моделируют) изменением, от символа к символу, параметров мультипликативного сигнала, а именно, изменением сдвига начала отсчета фазы упомянутого сигнала. При этом получают расширенный объем ансамбля сигналов, обладающих повышенной помехоустойчивостью за счет нелинейного, но контролируемого изменения его внутренней фазовой структуры путем согласования масштабов аргумента на передающей и приемной сторонах.To transmit information, each character a i of the alphabet is encoded by an individual, different from the others, time shift of the origin of the argument of the carrier oscillation. Thus, a modulated signal that is invariant to Doppler distortion is encoded (modeled) by changing, from symbol to symbol, the parameters of the multiplicative signal, namely, by changing the phase origin of the signal. In this case, an expanded volume of the ensemble of signals with increased noise immunity due to the nonlinear but controlled change in its internal phase structure is obtained by matching the scale of the argument on the transmitting and receiving sides.
При таком способе передачи информации вероятность правильной идентификации принятого символа существенно повышается. Также возрастает количество одновременно работающих и не мешающих друг другу линий связи между парами абонентов, использующих известную комбинацию параметров частотно-модулированных сигналов и известные абонентам временные сдвиги начала отсчета аргумента несущего колебания.With this method of transmitting information, the probability of correct identification of the received symbol is significantly increased. Also, the number of simultaneously operating and not interfering communication lines between pairs of subscribers using a known combination of frequency-modulated signal parameters and known to subscribers time shifts of the origin of the carrier wave argument is increasing.
Согласно предлагаемому способу, в заданной соответствии с разработанным алгоритмом последовательности, выполняют следующие операции:According to the proposed method, in a given accordance with the developed sequence algorithm, the following operations are performed:
1. Формируют частотно-модулированный (ЧМ) сигнал, инвариантный к доплеровскому изменению.1. Form a frequency-modulated (FM) signal that is invariant to Doppler change.
2. Назначают для передачи символ ai из m-мерного алфавита, представляющий собой частотно-модулированный сигнал с индивидуальным, отличным от других, временным сдвигом х\ начала отсчета аргумента несущего колебания.2. Assign for transmission the symbol a i from the m-dimensional alphabet, which is a frequency-modulated signal with an individual, different from the others, time shift x \ of the origin of the argument of the carrier oscillation.
3. Сформированный таким образом сигнал передают по линии связи.3. The signal thus formed is transmitted over the communication line.
4. Вычисляют совокупность значений энергетических сумм взаимно-корреляционных функции Y(τ) входного сигнала с квадратурными эталонными частотно-модулированными сигналами с заданными параметрами, которые характеризуются различающимися между собой временными сдвигами а начала отсчета аргумента несущего колебания.4. The set of values of the energy sums of the cross-correlation functions Y (τ) of the input signal with the quadrature reference frequency-modulated signals with the given parameters, which are characterized by different time shifts and the origin of the carrier wave, is calculated.
5. Полученные значения энергетических сумм взаимно-корреляционных функций сравнивают и выбирают из них максимальное.5. The obtained values of the energy sums of the cross-correlation functions are compared and the maximum is selected from them.
6. Тому принятому символу, для которого значение энергетических сумм взаимно-корреляционных функции Y(τi) оказалось максимальным, присваивают значение ai.6. The accepted symbol, for which the value of the energy sums of the cross-correlation functions Y (τ i ) turned out to be maximum, is assigned the value a i .
Осуществляют способ с помощью системы радиосвязи, блок-схема которой приведена на чертеже.The method is carried out using a radio communication system, a block diagram of which is shown in the drawing.
Система содержит на передающей стороне: источник (источники) 1 информации, коммутатор 2, преобразователь 3 "аналог-цифра", формирователь 4 сдвигов мультипликативного сигнала (импульса) относительно начала его отсчета, блок 5 памяти с алфавитом сигналов, управляемый 6 генератор-передатчик мультипликативных сигналов, первый блок согласования 7 с радиоканалом связи 8; на приемной стороне: второй блок 9 согласования с линией связи, приемник 10, многоканальный коррелятор 11, матрицу 12 цифрового преобразования, потребителя 13 информации (индикации, воспроизведения и регистрации); а также блоки питания передающей и приемной сторон, соответственно, блок 14 и блок 15.The system contains on the transmitting side: information source (s) 1,
Информация в аналоговом виде подается на информационные входы коммутатора 2, осуществляющего подключение соответствующего входа к своему выходу, при этом выходное напряжение коммутатора подводится к аналого-цифровому преобразователю 3. Информация с выходов преобразователя 3, задаваемая пятью двоичными символами, которые появляются параллельно в виде сигналов "0" и "1", подается на входы формирователя 4 сдвигов мультипликативного сигнала относительно начала его отсчета. На выход формирователя 4 выдается одно из значений сдвига мультипликативного сигнала относительно начала его отсчета (τ1÷τn), которое поступает на вход блока 5 памяти для выбора сигнала, соответствующего элементу алфавита, и далее это выбранное значение передается на вход управляемого генератора 6 мультипликативных сигналов с параметрами, заданными в соответствии с выражением:Information in analog form is fed to the information inputs of
и в радиоканал через первый блок 7 согласования с линией связи (антенна).and into the radio channel through the
На приемной стороне принятый сигнал через второй блок 9 согласования с линией связи (антенна) поступает на вход приемника 10, осуществляющего полосовую фильтрацию несущей частоты приходящего сигнала. Сигнал с выхода приемника 10 поступает на вход многоканального коррелятора 11, на второй вход которого подаются сигналы алфавита ai с блока 5 памяти с упомянутым алфавитом.At the receiving side, the received signal through the
Опорные сигналы (сигналы алфавита ai) представляют собой частотно-модулированные сигналы заданной формы с параметром Ω, отличающиеся разными τi сдвигами начала мультипликативного сигнала относительно отсчета посылки.The reference signals (signals of the alphabet a i ) are frequency-modulated signals of a given shape with parameter Ω, characterized by different τ i shifts of the beginning of the multiplicative signal relative to the reference frame.
Выходы многоканального 11 коррелятора подключены к входам матрицы 12 цифрового преобразования, осуществляющей преобразование номера выхода упомянутого коррелятора 11, соответствующего сдвигу начала мультипликативного сигнала относительно начала его отсчета (τ1÷τn), в пять двоичных символов, которые появляются параллельно в виде сигналов "0" и "1" на выходах матрицы 12. Эта пятиразрядная комбинация совпадает с комбинацией, поданной на информационные входы формирователя 4 сдвигов начала мультипликативного сигнала относительно начала его отсчета на передающей стороне. Далее сигналы с выходов матрицы 12 цифрового преобразования подаются потребителю 13 информации, например, на входы аппаратуры индикации и регистрации.The outputs of the multi-channel 11 correlator are connected to the inputs of the
В системе передачи информации, реализующей предлагаемый способ, может быть задействован многоканальный коррелятор известного типа, в частности, изготовленный по схемам, описанным в работах Пенина П.И. Системы передачи цифровой информации. - М: Советское радио, 1976, с. 11); Окунева Ю.Б. Цифровая передача информации фазоманипулированными сигналами. - М.: Радио и связь, 1991. - 196 с. и других.In the information transmission system that implements the proposed method, a multi-channel correlator of a known type can be involved, in particular, made according to the schemes described in the works of Penin P.I. Digital information transmission systems. - M: Soviet Radio, 1976, p. eleven); Okuneva Yu.B. Digital transmission of information by phase-shifted signals. - M .: Radio and communications, 1991 .-- 196 p. and others.
Предлагаемый способ с помощью, описанной выше системы радиосвязи может быть реализован с различной степенью помехоустойчивости за счет возможности дополнительного использования ресурса канала, высвободившегося благодаря отсутствию необходимости применения пилот-сигнала для повышения пропускной способности передачи информации. Пилот-сигнал позволяет определить доплеровский сдвиг и компенсировать его в приемнике (при сдвиге спектра сигнала таким образом, что он оказывается в ширине полосы согласованного фильтра, вся энергия принятого сигнала участвует в формировании отношения сигнал/помеха). Однако в предлагаемом способе применяемый сигнал инвариантен к доплеровской трансформации и компенсировать ее влияние нет необходимости.The proposed method using the radio communication system described above can be implemented with varying degrees of noise immunity due to the possibility of additional use of the channel resource, freed up by the lack of the need to use a pilot signal to increase the transmission capacity of information. The pilot signal allows you to determine the Doppler shift and compensate for it in the receiver (when shifting the spectrum of the signal so that it appears in the bandwidth of the matched filter, all the energy of the received signal is involved in the formation of the signal to noise ratio). However, in the proposed method, the applied signal is invariant to Doppler transformation and there is no need to compensate for its influence.
Таким образом, замена шумоподобных и широкополосных сигналов, обнаруживающих высокую чувствительность к увеличению дисперсии канала, мультипликативными сигналами, инвариантными к допплеровской деформации, вкупе с заменой процесса автокорреляции многоканальной взаимно-корреляционной обработкой принятого сигнала с квадратурными составляющими сигналов алфавита с последующим энергетическим накоплением, которая позволяет получить устойчивый пик отклика, характеризующегося повышенной помехоустойчивостью и низким уровнем боковых лепестков, обеспечивают принципиальное увеличение помехоустойчивости. Это увеличение определяется уровнем взаимно-корреляционных откликов согласованного фильтра, которые, в свою очередь, зависят от изменения параметров, используемых для кодирования символа.Thus, the replacement of noise-like and wideband signals that exhibit high sensitivity to increasing channel dispersion by multiplicative signals invariant to Doppler deformation, coupled with replacing the autocorrelation process with multichannel cross-correlation processing of the received signal with the quadrature components of the alphabet signals, followed by energy storage, steady peak response characterized by increased noise immunity and low level of lateral le petals provide a fundamental increase in noise immunity. This increase is determined by the level of cross-correlation responses of the matched filter, which, in turn, depend on changes in the parameters used to encode the symbol.
Новая совокупность параметров разделения каналов (линий связи), описываемая математической моделью мультипликативного сигнала, позволяет расширить сигнальное пространство алфавита передаваемых информационных компонентов за счет использования сочетаний параметров, известных входящим в информационную связь абонентам.A new set of parameters for separating channels (communication lines), described by a mathematical model of a multiplicative signal, allows you to expand the signal space of the alphabet of transmitted information components through the use of combinations of parameters known to subscribers of an information connection.
Кроме того, для осуществления предлагаемого способа не нужны каналы синхронизации и несущественно использование пилот-сигнала.In addition, for the implementation of the proposed method does not need synchronization channels and the use of a pilot signal is not essential.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143476A RU2713384C1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Method of transmitting information using broadband signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143476A RU2713384C1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Method of transmitting information using broadband signals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2713384C1 true RU2713384C1 (en) | 2020-02-05 |
Family
ID=69624984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018143476A RU2713384C1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Method of transmitting information using broadband signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2713384C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816580C1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВВГУ") | Method of transmitting discrete information using broadband signals |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2168864C2 (en) * | 1999-06-16 | 2001-06-10 | Линец Геннадий Иванович | Radio communication system |
| RU2279183C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-06-27 | Роберт Петрович Николаев | Method for transferring information in communication system with broadband signals |
| RU2362273C2 (en) * | 2007-07-11 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ" | Method of transmitting information using pseudonoise signals and device to this end |
| US20100111217A1 (en) * | 2002-12-30 | 2010-05-06 | Fuente Vicente D | Method and system for reducing phase difference and doppler effects in detection and communication systems |
-
2018
- 2018-12-07 RU RU2018143476A patent/RU2713384C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2168864C2 (en) * | 1999-06-16 | 2001-06-10 | Линец Геннадий Иванович | Radio communication system |
| US20100111217A1 (en) * | 2002-12-30 | 2010-05-06 | Fuente Vicente D | Method and system for reducing phase difference and doppler effects in detection and communication systems |
| RU2279183C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-06-27 | Роберт Петрович Николаев | Method for transferring information in communication system with broadband signals |
| RU2362273C2 (en) * | 2007-07-11 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ" | Method of transmitting information using pseudonoise signals and device to this end |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816580C1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВВГУ") | Method of transmitting discrete information using broadband signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5604732A (en) | Up-link access apparatus in direct sequence code division multiple access system | |
| Ghavami et al. | A novel UWB pulse shape modulation system | |
| Mazzini et al. | Chaotic complex spreading sequences for asynchronous DS-CDMA. I. System modeling and results | |
| US4922506A (en) | Compensating for distortion in a communication channel | |
| CN101946474B (en) | Impulse ultra-wideband radio communication system | |
| US6912372B2 (en) | Ultra wideband signals for conveying data | |
| CA2687236A1 (en) | Orthogonal spread-spectrum waveform generation with non-contiguous spectral occupancy for use in cdma communications | |
| KR100233836B1 (en) | Modulation apparatus of mc dsss system | |
| EP0817396B1 (en) | Spread spectrum communications system with transmitted reference | |
| KR100921083B1 (en) | Wireless impulse transmitter, receiver, and method | |
| WO2001005081A1 (en) | Method for generating preamble sequences in a code division multiple access system | |
| CN109547060B (en) | Frequency hopping spread spectrum signal transmitting device, frequency hopping spread spectrum signal receiving device, frequency hopping spread spectrum communication system and frequency hopping spread spectrum communication method | |
| US8170079B2 (en) | Code division multiple access signaling for modulated reflector technology | |
| US5568509A (en) | Dynamic code division multiple access communication system | |
| RU2713384C1 (en) | Method of transmitting information using broadband signals | |
| KR100464586B1 (en) | Spread Spectrum Multiple Access Coding | |
| US5930292A (en) | Method and apparatus for improved autocorrelation in biphase modulated pseudorandom noise coded systems using tri-state demodulation | |
| US6963599B1 (en) | Multitone frequency hop communications system | |
| RU2816580C1 (en) | Method of transmitting discrete information using broadband signals | |
| JP3301724B2 (en) | Toothed Spectrum Communication System with Complementary Sequence Repetitive Modulation Comb | |
| RU2734699C1 (en) | Method of transmitting information using broadband signals | |
| CN116193563A (en) | Impulse radio communication system | |
| US20070165693A1 (en) | Methods and apparatus for reducing discrete power spectral density components of signals transmitted in multi-band wideband communications systems | |
| Sestaсova et al. | Analysis of the correlation properties of direct and inverse composite Walsh functions | |
| RU2699817C1 (en) | Method of generating signals with a spread spectrum |