Способ и устройство широкополосной многоканальной адресной дуплексной связи

 

Изобретение ставит своей задачей разработку способа и устройства для построения системы адресной радиосвязи в ограниченной полосе частот возможно большего числа абонентов с повышенной структурной скрытностью радиолиний, с дуплексностью связи как по цифровой информации, так и по телефонным переговорам, с минимальным временем вхождения в связь. Технический результат изобретения состоит в повышении информационной плотности спектра за счет одновременного использования кодового, частотного и временного методов разделения каналов. Устройство, реализующее данный способ уплотнения, при передаче формирует сложный псевдошумовой сигнал, параметры которого зависят от того абонента, с которым необходимо установить связь, а устройство, ожидающее связь, выделяет из совокупности принимаемых различных абонентов сигнал, адресованный непосредственно ему. В ответ на сигнал вызова формируется обратный сигнал, который принимается вызывающим абонентом. Таким образом, устанавливается взаимная синхронизация абонентов по коду псевдослучайной последовательности, частоте и фазе несущей, а также по коммутации процесса приема/передачи. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1табл.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к многоканальной цифровой радиосвязи с использованием широкополосных сигналов.

В настоящее время известны и широко используются устройства, способные формировать ансамбль широкополосных сигналов с полностью перекрывающимся спектром, а затем выделять из этой совокупности конкретный. Формирование широкополосных сигналов производится путем фазовой модуляции (манипуляции) несущего колебания по законам различных псевдослучайных последовательностей (ПСП) с присвоением одной. Выделение конкретного сигнала из всей совокупности производится путем формирования в корреляторе (согласованном фильтре) приемника свертки входного сигнала с ожидаемой ПСП.

Количество независимых каналов при этом определяется количеством ПСП используемого класса с приемлемыми взаимно корреляционными свойствами. Типичными представителями, использующими данный способ, являются системы GPS (GLOBAL POZITION SYSTEM) или Глобальная Навигационная Система, где все спутники системы одновременно излучают сигналы на одной и той же несущей частоте, но несущая каждого спутника модулируется индивидуальной ПСП, а также система связи с кодовым разделением каналов CDMA (CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS) или Кодовая Система Многостанционного Доступа.

Основным недостатком CDMA является сравнительно небольшое количество разделяемых по кодам каналов, обусловленное ограниченным количеством кодов заданного класса с приемлемыми взаимнокорреляционными свойствами (с приемлемой с точки зрения межканальных помех взаимноортогональностью кодов любого ограниченного ансамбля).

Наиболее близкими аналогами являются способ и устройство, приводимые A. Rolando в статье "Caratteristiche radio delle tecniche CTDMA e OFDM e loro possible applicazione ai servizi mobilifuturi (UMTS)", Rapporti Tecnici - CSELT, Volume XXIV-n. 1-February 1996 по вопросу использования комбинированного кодо-временного (CDMA+TDMA) и кодоортогональночастотного (CDMA+OFDM) разделения каналов с точки зрения их возможной реализации в будущих цифровых системах подвижной связи.

Наиболее близкими к заявляемому способу и устройству является способ, заключающийся в том, что в ограниченной полосе частот создают необходимое количество двунаправленных каналов связи с повышенной структурной скрытностью и повышенной скоростью передачи информации цифрового потока, а также аналоговой информации с минимальным временем вхождения в связь, и устройство, содержащее микшер, имеющий линейный вход и вход информации цифрового потока, первый смеситель, выход которого подключен к первому входу первого устройства переноса частоты, третий ключ, вход которого подключен к выходу первого устройства переноса частоты, управляющий вход третьего ключа вместе с управляющим входом антенного коммутатора подключен к третьему выходу цифрового автомата, усилитель мощности, вход которого подключен к выходу третьего ключа, а выход - к первому входу антенного коммутатора, второй вход антенного коммутатора подключен к антенне, а его выход - ко входу усилителя высокой частоты, выход которого подключен к первому входу второго устройства переноса частоты, второй смеситель, первый вход которого подключен к выходу второго устройства переноса частоты, синтезатор частоты, второй выход которого подключен к вторым входам первого и второго смесителей, первый выход - к вторым входам первого и второго устройств переноса частоты, вход синтезатора частоты подключен шиной к выходу цифрового автомата.

Особенностью способов и устройств формирования мультичастотных сигналов CDMA есть одновременная передача всех (или части) частот из набора с равномерным шагом F= 1/T_с (Т_с - длительность символа передаваемой информации), образующих систему ортогональных функций на интервале Т_с. При этом, использование М ортогональных частот эквивалентно расширению в М раз алфавита кодирования сигнала. Такой способ комбинирования CDMA и OFDM дает возможность релейной многоканальной радиосвязи. Пример такого способа и устройства приведен в статье [1] . Для организации многоканальной радиосвязи между разнесенными в пространстве абонентами, каждый из которых занимает только один канал, а все вместе образуют многоканальность, этот способ неприемлем, поскольку он не обеспечивает ортогональности между частотами абонентов.

В этой же статье указано, что реализация такой системы средствами аналоговой техники не целесообразна из-за большой сложности и соответствующего удорожания аппаратуры. Применение средств цифровой техники позволит реализовать такую аппаратуру для будущих (перспективных) систем подвижной радиосвязи третьего поколения. При этом, предлагается использовать процессор обратного преобразования Фурье в передатчике и аналогичный процессор прямого преобразования в приемнике, причем расширение спектра за счет модуляции сигнала псевдослучайной последовательностью с целью кодового разделения каналов можно осуществлять как до формирования мультичастотного сигнала, так и после. Однако переход от математической модели в обоих вариантах к реальным конструкциям связан с трудностью изготовления работающих в реальном масштабе времени процессоров прямого и обратного преобразования Фурье для сигналов радиодиапазона.

В основу изобретения поставлена задача способом и устройствами многоканальной радиосвязи путем перенесения места формирования многоканальности в среду распространения обеспечить адресную радиосвязь в ограниченной полосе частот возможно большего числа абонентов с повышенной структурной скрытностью радиолиний, с дуплексностью связи как цифровой информацией, так и телефонными переговорами с минимальным временем вхождения в связь.

Изобретение характеризуется следующими существенными признаками: - в способе широкополосной многоканальной адресной дуплексной радиосвязи на стороне вызывающего абонента формируют радиосигнал, являющийся суммой двух квадратурных составляющих, одну из которых модулируют по фазе короткой псевдослучайной последовательностью, в то время как другую - одной из набора псевдослучайных последовательностей, соответствующим той, что ожидают к приему у вызываемого абонента, которому назначают для приема радиосигнал с комбинацией номера модулирующей псевдослучайной последовательности и номера частотного диапазона более длинной, чем первая псевдослучайная последовательность, группы битов которой модулируют по фазе полезной информацией, при этом допускают формирование одновременно другими абонентами подобных квадратурных радиосигналов для других ожидающих связи абонентов и абонентов уже связавшихся со своими комбинациями номеров модулирующих псевдослучайных последовательностей и номеров частотных диапазонов, являющихся взаимноортогональными за счет кодовой и частотной развязки, за счет чего образуют в эфире пространственно-частотно-временное суммирование излучений, энергия которых находится ниже уровня шумов с практически полным перекрытием спектров вследствие большой ширины полосы одного канала и малого шага сдвига по частоте между каналами, а на стороне вызываемого абонента производят корреляционный прием принимаемой смеси радиосигналов с ожидаемой копией и при наличии коэффициента корреляции выше порогового, означающего, что параметры принимаемого сигнала приведены к соответствию с ожидаемой копией путем подстройки копии по частоте и фазе несущей, а также по тактовой частоте и фазе генератора псевдослучайной последовательности производят обратное излучение информации от вызываемого абонента к вызывающему с параметрами радиосигнала тождественными параметрам вызывающего абонента во время, отведенное для этого в течение части бита длинного кода псевдослучайной последовательности, а для вызывающего абонента это же время отводят для приема.

- в устройстве широкополосной многоканальной адресной дуплексной радиосвязи в приемопередатчике промежуточной частоты, включающем дельта-модулятор, первый и второй генераторы с цифровым управлением, первый, второй, третий и четвертый фазовые модуляторы, генераторы длинного и короткого кодов псевдослучайной последовательности, делитель на тридцать два, фазосдвигающую цепочку, первый и второй ключи, первый и второй коммутаторы, сумматор, схему частотной автоподстройки, схему фазовой автоподстройки, амплитудный детектор, дискриминаторы по несущей и по задержке, цифровой фильтр, интегратор со сбросом, четырехразрядный ключ, первый и второй компараторы, первый и второй корреляторы, выход первого ключа подключен к второму входу первого генератора с цифровым управлением, выход которого подключен к входу генератора длинного кода псевдослучайной последовательности и ко входу делителя на тридцать два, выход которого подключен к второму входу дельта-модулятора, входам цифрового фильтра, интегратора со сбросом и генератора короткого кода псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к первому входу третьего фазового модулятора, выход генератора длинного кода псевдослучайной последовательности подключен к второму входу первого фазового модулятора и первому входу четвертого фазового модулятора, первый вход первого фазового модулятора подключен к выходу дельта-модулятора, выход первого фазового модулятора подключен к первому входу второго фазового модулятора, выход второго ключа подключен к первому входу второго генератора с цифровым управлением, второй вход второго генератора с цифровым управлением подключен к третьему выходу синтезатора частоты, выход второго генератора с цифровым управлением подключен к второму входу третьего фазового модулятора и входу фазосдвигающей цепочки, выход которой подключен к вторым входам второго и четвертого фазовых модуляторов, выходы второго и третьего фазовых модуляторов подключены к первому и второму входам сумматора соответственно, выход третьего фазового модулятора подключен также на второй вход первого коррелятора, а выход четвертого фазового модулятора подключен на второй вход второго коррелятора, выходы первого и второго корреляторов подключены ко входам первого и второго компараторов соответственно, четыре выхода которых поразрядно подключены к входам четырехразрядного ключа, выходы четырехразрядного ключа поразрядно подключены ко входам интегратора со сбросом, выход интегратора со сбросом шиной подключен ко входу цифрового фильтра, цифровой фильтр имеет информационный выход, а также его выход шиной подключен к входам дискриминатора по несущей, дискриминатора по задержке и амплитудного детектора, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, выход дискриминатора по задержке подключен к второму входу первого коммутатора, выход которого подключен ко входу первого ключа, выход дискриминатора по несущей подключен ко входам схем частотной и фазовой автоподстройки, выходы которых подключены соответственно к второму и первому входам второго коммутатора, а выход второго коммутатора подключен ко входу второго ключа, вход дельта-модулятора подключен к выходу микшера, вход первого генератора с цифровым управлением подключен к четвертому выходу синтезатора, шинный вход генератора длинного кода псевдослучайной последовательности подключен к шинному выходу цифрового автомата, управляющие входы первого и второго ключей соединены вместе и подключены к первому входу первого коммутатора и второму выходу цифрового автомата, выход сумматора подключен ко входу первого смесителя, входы первого и второго корреляторов соединены вместе и подключены к выходу второго смесителя, управляющий вход четырехразрядного ключа подключен к первому выходу цифрового автомата.

Технический результат заключается в повышенной информационной плотности спектра за счет одновременного использования кодового, частотного и временного способов разделения каналов, а также: . в увеличении количества каналов связи и адресов абонентов в ограниченной полосе частот Необходимое количество каналов связи организовывается при использовании N слабокоррелированых кодов ПСП и сетки из М несущих ортогональных частот. Общее количество каналов при этом N•M. В данной системе используется 32 кода ПСП с тактовой частотой 1.024 МГц и набор из 32 несущих ортогональных частот с шагом 32 кГц. Отсюда количество каналов 32•32=1024. Каждый из каналов имеет спектр, равный удвоенному значению тактовой частоты кода ПСП 2•1.024= 2.048 МГц. Первая и 32-я ортогональная несущая сдвинуты относительно друг друга на 32•31= 992 кГц. Вследствие этого вся система занимает спектр 2.048+0.992=3.04 МГц.

Приемопередатчику каждого абонента при изготовлении присваивается индивидуальный номер, состоящий из номера кода ПСП и номера ортогональной несущей. На этом номере приемопередатчик будет ожидать вызов от других абонентов. Любой вызывающий абонент может войти в связь с любым ожидающим абонентом путем набора соответствующего номера на своем приемопередатчике. После набора номера приемопередатчик вызывающего абонента перейдет на номер кода ПСП и номер ортогональной несущей вызываемого абонента. При наличии радиовидимости между абонентами произойдет синхронизация радиоканала и состоится связь. По окончании связи приемопередатчики обоих абонентов перейдут в режим ожидания вызова каждый на своем номере. При необходимости индивидуальный номер любого абонента может быть изменен.

В отличие от способа, предложенного A.Rolando, в данной системе нет формирования аппаратно мультичастотного сигнала. Мультичастотность образуется в результате суперпозиции в среде распространения сигналов одновременно работающих абонентов. В связи с этим накладываются определенные требования по способу организации ортогональности каналов связи.

В установившемся режиме связи двух абонентов свертка принимаемого сигнала с опорным принимает свое максимальное значение (коэффициент корреляции при этом равен 1). Если при этом оценивать сверточный интеграл на временном интервале, равном периоду шага частотной сетки Т_с, то очевидно, что для всех частот, у которых на этот временной интервал приходится целое четное число полупериодов, значение интеграла будет равно нулю. Таким образом для всех частот сетки будет поддерживаться ортогональность.

Из-за того, что мультичастотный сигнал будет образовываться в среде распространения как результат суперпозиции одночастотных сигналов, возникает требование долговременной частотной стабильности опорных генераторов приемопередатчиков абонентов. Ее оценка производится исходя из критерия развязки частотных каналов. Для CDMA, где длина кода ПСП составляет 63 бита, развязка между каналами не превышает 10•lg63=18 (дб). В рассматриваемой системе предполагается код длиной 1024 символа с развязкой 10•lg1024=30.1 (дб). Для того, чтобы не ухудшить параметры системы частотная развязка должна быть не хуже. Как будет видно из дальнейшего рассмотрения частотная развязка определяется амплитудно-частотной характеристикой устройства производящего интегрирование на временном интервале Т_с. Ее вид: Ки=Sinх/х - 1 Развязка определяется: П=20*lgU1/U2 - 2 U=U1*Ku - 3 П=20*lg1/Кu - 4
30=20*lg1/(Sinx/x) - 5
Sinx/x=E-1,5 - 6
Построением графика Sinx/х и наложением на него ограничения по амплитуде Е-1,5 находятся граничные частоты для центральной частоты 32 кГц при которых предельная развязка между ближайшими каналами не менее 30 дб. Это частоты 31001 Гц и 33008 Гц. Из этого следует абсолютная погрешность установки частоты +-1 кГц. В самом плохом случае, когда у двух абонентов погрешности установки частоты равны по величине, но противоположны по знаку, абсолютная погрешность установки частоты будет в два раза меньше - +-500 Гц. В этом случае долговременная стабильность установки частоты должна быть не хуже результатов табл.1.

. в повышении структурной скрытности радиолинии
В отличие от системы сотовой телефонной связи CDMA, использующей код ПСП длиной 63 бита, предлагается использовать М-последовательность длиной 1024 бита. Она получается из классической М-последовательности 1023 символа путем прибавки уравнивающего бита четности. Из всего набора последовательностей выбран ансамбль из 32. Взаимно корреляционные свойства последовательностей такого ансамбля значительно превосходят взаимно корреляционные свойства последовательностей CDMA. Для передачи информации используется манипуляция фазы фрагментов кода по 32 бита. Очевидно, что количественная мера взаимной корреляции кодов с фрагментарной манипуляцией будет хуже из-за того, что фрагмент имеет меньшую базу сигнала. Однако как и в стандартной CDMA к чисто структурному (кодовому) разделению каналов добавляется пространственно-вероятностное разделение, которое определяется вероятностью нахождения мешающего приемопередатчика за пределами пространственного эквивалента половины ширины основного пика корреляции связывающихся корреспондентов. Пределы мешающей зоны определяются
R=2*C/F_к,
где С - скорость распространения радиоволн;
F_к - тактовая частота генератора кода.

Так например, при тактовой частоте генератора кода 1 МГц два корреспондента, работающих на одном и том же коде, не будут создавать взаимных помех, если разность расстояний их до приемника превышает 600 м. Такой же развязывающий эффект будет при несинхронной работе мешающей станции (временное рассогласование более 1 мкс). С точки зрения уменьшения разности расстояний до приемника, а также с точки зрения увеличения длины фрагмента, кодирующего символ передаваемой информации целесообразно тактовую частоту генератора кода повышать. Рост тактовой частоты ограничен занимаемой полосой и возможностями элементной базы.

Кроме представленных отличий также необходимо заметить и применение прямого синтеза частоты при формировании частотной сетки. Как известно, применение прямого синтеза частоты ведет к повышению в сигнале фазовых шумов. Но при использовании одинакового способа синтеза частоты у связывающихся корреспондентов при корреляционном приеме этот факт не является недостатком, а наоборот повышает развязку между каналами.

. в уменьшении времени вхождения в связь
В отличие от CDMA, где для вхождения в связь используются специальные каналы, в предлагаемой системе таковых не требуется. Вхождение в связь происходит не по специальному, а по информационному каналу. При этом необходимо, чтобы время вхождения в связь не ощущалось абонентами, а значит не превышало единиц секунд. Для этого в приемопередатчики наряду с наличием сигнала, фаза которого манипулируется по закону ПСП длиной 1024 бита, введен сигнал, фаза которого манипулируется по закону короткой (32 бита) ПСП. В свою очередь между обеими псевдослучайными последовательностями соблюдается жесткая фазовая привязка и наличие синхронизации по короткой ПСП даст возможность быстрого вхождения в синхронизм по длинной. Обе ПСП манипулируют фазой сигнала одной и той же частоты, но разных (квадратурных - Sin и Cos) составляющих. За счет наличия сигнала, манипулированного по фазе короткой ПСП, время вхождения в связь удалось довести до 0.2 с.

. в расширении функциональных возможностей устройства путем дуплексности передачи цифровой информации
Дуплексность связи достигается временным разделением абонентов в одном канале. Для этого не требуется передачи синхропосылок т.к. процесс приема-передачи происходит синхронно. Время бита кода ПСП (длинного) делится между абонентами стробами "ведомый-ведущий". В момент времени, когда один из абонентов работает на передачу, - второй на прием и наоборот.

. в увеличении скорости передачи цифровой информации
В приемопередатчике информация модулирует по фазе группы по 32 бита длинного кода ПСП. Частота следования таких групп 32 кГц. Таким образом, максимальная скорость передачи информации составляет 32 кбод. Информация, поступая на приемопередатчик, подвергается обработке на дельта-модуляторе. Цель такой обработки - приведение аналоговой и цифровой информации к одному виду. Дельта-модулятор тактируется частотой 32 кГц. Для восстановления информации на приемнике установлен интегратор. В таком варианте модуляции/демодуляции возможна асинхронная передача информации.

. в увеличении скорости передачи телефонных переговоров
Выше уже отмечалось, что любой из абонентов может войти в связь с любым другим абонентом, который находится в режиме ожидания вызова. Из-за этого реализуется принцип телефонии, но без автоматической телефонной станции (АТС). Звуковая информация от микрофона поступает на усилитель и далее на дельта-модулятор. После этого путь прохождения сигнала аналогичен тому, что изложен в предыдущем разделе.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Реализация сущности изобретения производится устройством, схема которого приведена на фиг.1.

В состав устройства входят следующие узлы:
- микшер 1;
- группа узлов по функциональному назначению, объединенных в приемопередатчик промежуточной частоты 41: дельта-модулятор 2, первый генератор с цифровым управлением 3, первый ключ 4, первый коммутатор 5, первый фазовый модулятор 6, генератор длинного кода псевдослучайной последовательности 7, делитель на "32" 8, генератор короткого кода псевдослучайной последовательности 9, второй фазовый модулятор 10, фазосдвигающая цепочка 11, третий фазовый модулятор 12, второй генератор с цифровым управлением 13, второй ключ 14, второй коммутатор 15, схема частотной автоподстройки 16, четвертый фазовый модулятор 17, схема фазовой автоподстройки 18, сумматор 19, амплитудный детектор 20, дискриминатор по несущей 21, дискриминатор по задержке 22, цифровой фильтр 25, интегратор со сбросом 27, четырехразрядный ключ 29, первый компаратор 31, второй компаратор 32, первый коррелятор 34 и второй коррелятор 35;
- первый смеситель 23;
- первое устройство переноса частоты 24;
- третий ключ 26;
- усилитель мощности 28;
- антенный коммутатор 30;
- антенна 33;
- усилитель высокой частоты 36;
- второе устройство переноса частоты 37;
- второй смеситель 38;
- синтезатор частоты 39;
- цифровой автомат 40.

При работе устройства в качестве инициатора связи ключи 4 и 14 разомкнуты по признаку "чужой канал". Данный признак вырабатывается цифровым автоматом 40 как только будет набран номер вызываемого абонента. Ключи 4 и 14 разрывают петлю слежения по задержке и по несущей сигнала. Генераторы с цифровым управлением 3 и 13 генерируют колебания, частоты которых равны опорным частотам F_оп1 и F_оп2 синтезатора частоты 39. Генератор длинного кода ПСП 7 тактируется частотой генератора с цифровым управлением 3 напрямую, а генератор короткого кода ПСП 9 через делитель на 32 8. Частота с выхода делителя на 32 тактирует также дельта-модулятор 2, цифровой фильтр 25 и интегратор со сбросом 27. Полезная информация с линейного входа или со входа цифрового потока через микшер 1 поступает на дельта-модулятор 2. Сигнал с выхода дельта-модулятора поступает на первый фазовый модулятор 6. На него же поступает длинный код ПСП с генератора длинного кода ПСП 7. На фазовом модуляторе 6 производится фазовая манипуляция групп битов длинного кода ПСП. На фазовых модуляторах 10 и 12 битами длинного и короткого кодов ПСП модулируется по фазе промежуточная частота с генератора с цифровым управлением 13. Причем на фазовом модуляторе 12 модуляции подвергается прямая частота, а на фазовом модуляторе 10 - сдвинутая на 90^o фазосдвигающей цепочкой 11. С выходов фазовых модуляторов 10 и 12 промодулированные сигналы промежуточных частот поступают на сумматор 19. С его выхода квадратурный сигнал поступает на смеситель 23, где суммируется с сигналом литерной частоты F_л, вырабатываемой синтезатором частоты 39. После этого квадратурный сигнал с литерной добавкой поступает на устройство переноса частоты 24. Устройство переноса частоты производит перенос спектра квадратурного сигнала в нужную область. Результирующий сигнал поступает на вход ключа 26. Ключ 26 вместе с антенным коммутатором 30 управляется стробом "передача" из цифрового автомата 40. При наличии строба сигнал через ключ 26 поступает на усилитель мощности 28 и после соответствующего усиления через антенный коммутатор 30 подводится к антенне 33. В отсутствии строба "передача" антенный коммутатор 30 переключает антенну 33 на вход усилителя высокой частоты 35, где производится первичная селекция и усиление сигнала. С выхода усилителя высокой частоты 35 сигнал подается на устройство переноса частоты 37, где производится снижение частоты обработки сигнала. Далее следует смеситель 38, на котором производится вычитание литерной добавки частоты. После этого сигнал, приведенный к промежуточной частоте, подается одновременно на два коррелятора 34 и 35. В качестве опорного колебания на второй вход коррелятора 34 подается тот же сигнал, что и в передающем тракте с фазового модулятора 12, а на вход коррелятора 35 - сигнал с фазового модулятора 17. На фазовом модуляторе 17 производится фазовая модуляция сигнала промежуточной частоты, сдвинутого на 90^o битами длинного кода. Выходы корреляторов при наличии строба "прием" подключаются 4-разрядным ключом 29 к интегратору со сбросом 27. На интеграторе со сбросом 27 и далее на фильтре 25 производится селекция полезного сигнала и выделение информации.

При работе устройства в режиме ожидания связи строб "прием" включен постоянно, ключи 4 и 14 замкнуты, первый коммутатор 5 подключает ко входу ключа 4 признак "чужой канал" с цифрового автомата 40 и второй коммутатор 15 подключает выход схемы частотной автоподстройки 15 ко входу второго ключа 14 по отсутствию признака останова амплитудного детектора 20. При этом генератор с цифровым управлением 3 вырабатывает тактовую частоту поиска для генераторов длинного 7 и короткого 9 кодов ПСП, а генератор с цифровым управлением 13 - промежуточную частоту поиска несущей. Путь прохождения сигнала при приеме от антенны до цифрового фильтра тот же, что и для случая инициатора связи. При отсутствии сигнала на интеграторе со сбросом накапливаются числа, близкие к нулю. Отсутствие признака "чужой канал" на ключе 5 заставляет систему поиска по задержке двигать фазу короткого кода на 1 бит, а длинного кода - на 32 бита. При появлении сигнала, близкого к ожидаемому, на интеграторе со сбросом 27 и цифровом фильтре 25 начинают накапливаться числа, значения которых отличны от нуля. Амплитудный детектор 20 анализирует соотношение сигнал/шум и при достижении порогового значения (синхронизация короткого кода принимаемого и ожидаемого сигналов находится в пределах бита) устанавливает признак наличия остановки поиска задержки по битам. Параллельно с поиском по фазе кода производится поиск по несущей сигнала дискриминатором по несущей 21 и частотной автоподстройкой 16.

Как только появляется признак останова, коммутаторы 5 и 15 переключают генератор с цифровым управлением 3 - на управление от дискриминатора по задержке 22, а генератор с цифровым управлением 13 на управление от фазовой автоподстройки 18.

Таким образом, происходит переход поиска по задержке и слежения по фазе несущей. Кроме этого, в ответ на принятый сигнал включается строб "передача" на частоте несущей принятого сигнала и в фазе кода принятого сигнала. Прохождение сигнала в канале передачи аналогично прохождению сигнала при работе на передачу инициатора связи.

Список литературы
1. A Rolando, "Caratteristiche radio delle tecniche CTDMa e OFDM e loro possible applicazione ai servizi mobilifuturi (UMTS)", Rapporti Tecnici - Cselt, Volume XXIV-n. 1-february 1996.

Формула изобретения

Способ широкополосной многоканальной адресной дуплексной радиосвязи, заключающийся в том, что в ограниченной полосе частот создают необходимое количество двунаправленных каналов связи с повышенной структурной скрытностью и повышенной скоростью передачи информации цифрового потока, а также аналоговой информации с минимальным временем вхождения в связь, отличающийся тем, что на стороне вызывающего абонента формируют радиосигнал, являющийся суммой двух квадратурных составляющих, одну из которых модулируют по фазе короткой псевдослучайной последовательностью, в то время как другую - одной из набора псевдослучайных последовательностей, соответствующей той, что ожидают к приему у вызываемого абонента, которому назначают для приема радиосигнал с комбинацией номера модулирующей псевдослучайной последовательности и номера частотного диапазона, более длинной, чем первая псевдослучайная последовательность, группы битов которой модулируют по фазе полезной информацией, при этом допускают формирование одновременно другими абонентами подобных квадратурных радиосигналов для других ожидающих связи абонентов и абонентов, уже связавшихся со своими комбинациями номеров модулирующих псевдослучайных последовательностей и номеров частотных диапазонов, являющихся взаимно ортогональными за счет кодовой и частотной развязки, за счет чего образуют в эфире пространственно-частотно-временное суммирование излучений, энергия которых находится ниже уровня шумов с практически полным перекрытием спектров вследствие большой ширины полосы одного канала и малого шага сдвига по частоте между каналами, а на стороне вызываемого абонента производят корреляционный прием принимаемой смеси радиосигналов с ожидаемой копией и при наличии коэффициента корреляции выше порогового, означающего, что параметры принимаемого сигнала приведены к соответствию с ожидаемой копией путем подстройки копии по частоте и фазе несущей, а также по тактовой частоте и фазе генератора кода псевдослучайной последовательности, производят обратное излучение информации от вызываемого абонента к вызывающему с параметрами радиосигнала, тождественными параметрам вызывающего абонента во время, отведенное для этого в течение части бита длинного кода псевдослучайной последовательности, а для вызывающего абонента это же время отводят для приема.

2. Устройство широкополосной многоканальной адресной дуплексной радиосвязи, содержащее микшер, имеющий линейный вход и вход информации цифрового потока, первый смеситель, выход которого подключен к первому входу первого устройства переноса частоты, третий ключ, вход которого подключен к выходу первого устройства переноса частоты, управляющий вход третьего ключа вместе с управляющим входом антенного коммутатора подключен к третьему выходу цифрового автомата, усилитель мощности, вход которого подключен к выходу третьего ключа, а выход - к первому входу антенного коммутатора, второй вход антенного коммутатора подключен к антенне, а его выход - ко входу усилителя высокой частоты, выход которого подключен к первому входу второго устройства переноса частоты, второй смеситель, первый вход которого подключен к выходу второго устройства переноса частоты, синтезатор частоты, второй выход которого подключен к вторым входам первого и второго смесителей, первый выход - к вторым входам первого и второго устройств переноса частоты, вход синтезатора частоты подключен шиной к выходу цифрового автомата, отличающийся тем, что в приемопередатчике промежуточной частоты, включающем дельтамодулятор, первый и второй генераторы с цифровым управлением, первый - четвертый фазовые модуляторы, генераторы длинного и короткого кодов псевдослучайной последовательности, делитель на тридцать два, фазосдвигающую цепочку, первый и второй ключи, первый и второй коммутаторы, сумматор, схему частотной автоподстройки, схему фазовой автоподстройки, амплитудный детектор, дискриминаторы по несущей и по задержке, цифровой фильтр, интегратор со сбросом, четырехразрядный ключ, первый и второй компараторы, первый и второй корреляторы, выход первого ключа подключен к второму входу первого генератора с цифровым управлением, выход которого подключен к входу генератора длинного кода псевдослучайной последовательности и ко входу делителя на тридцать два, выход которого подключен к второму входу дельтамодулятора, входам цифрового фильтра, интегратора со сбросом и генератора короткого кода псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к первому входу третьего фазового модулятора, выход генератора длинного кода псевдослучайной последовательности подключен к второму входу первого фазового модулятора и первому входу четвертого фазового модулятора, первый вход первого фазового модулятора подключен к выходу дельтамодулятора, выход первого фазового модулятора - к первому входу второго фазового модулятора, выход второго ключа - к первому входу второго генератора с цифровым управлением, второй вход второго генератора с цифровым управлением - к третьему выходу синтезатора частоты, выход второго генератора с цифровым управлением - к второму входу третьего фазового модулятора и входу фазосдвигающей цепочки, выход которой подключен к вторым входам второго и четвертого фазовых модуляторов, выходы второго и третьего фазовых модуляторов подключены к первому и второму входам сумматора соответственно, выход третьего фазового модулятора подключен также на второй вход первого коррелятора, а выход четвертого фазового модулятора - на второй вход второго коррелятора, выходы первого и второго корреляторов подключены ко входам первого и второго компараторов соответственно, четыре выхода которых поразрядно подключены к входам четырехразрядного ключа, выходы четырехразрядного ключа поразрядно подключены ко входам интегратора со сбросом, выход интегратора со сбросом шиной подключен ко входу цифрового фильтра, цифровой фильтр имеет информационный выход, а также его выход шиной подключен к входам дискриминатора по несущей, дискриминатора по задержке и амплитудного детектора, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, выход дискриминатора по задержке подключен к второму входу первого коммутатора, выход которого подключен ко входу первого ключа, выход дискриминатора по несущей подключен ко входам схем частотной и фазовой автоподстройки, выходы которых подключены соответственно к второму и первому входам второго коммутатора, а выход второго коммутатора - ко входу второго ключа, вход дельтамодулятора подключен к выходу микшера, вход первого генератора с цифровым управлением - к четвертому выходу синтезатора частоты, шинный вход генератора длинного кода псевдослучайной последовательности - к шинному выходу цифрового автомата, управляющие входы первого и второго ключей соединены вместе и подключены к первому входу первого коммутатора и второму выходу цифрового автомата, выход сумматора подключен ко входу первого смесителя, входы первого и второго корреляторов соединены вместе и подключены к выходу второго смесителя, управляющий вход четырехразрядного ключа подключен к первому выходу цифрового автомата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.06.2005        БИ: 16/2005