Патент ссср 300946

 

ПАТсь .i:- ).. Хит 1 СттАЯ библиотека (т1БД

СПИСАНИЕ

30694S

Сова Советских

Социалистических

Республик

И ЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 03.Х.1968 (№ 1272758/26-9) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 07.IV.1971. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 11.Ч1.1971

МПК Н 03с 3140

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.396.2 (088.8) Авторы изобретения

В. В. Перьков и Л. А. Яковлев

Заявитель

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. A. Бонч-Бруевича

АППАРАТУРА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области передачи дискретной информации и может быть использовано в радиоканалах для осуществле.ния передачи информации при связи с движущимися объектами, а также при использовании задающих генераторов с низкой стабильностью.

Известна аппаратура, в которой для комптенса ции изменения несущей частоты сигнала вследствие допплеровакого сдвига частоты при радиосвязи с движущимися объектами или нестабильности задающего генератора в приемник вводят систему автоматической подстройки частоты и фазы (АПЧ и ФАП).

Недостаток этой а ппаратуры состоит в большой сложности систем АПЧ и ФАП, их инерционности, наличии остаточной расстройки, конечной полосы захватывания, низкой помехоустойчив.ости.

Целью изобретения является полное устранение влияния нестабильности несущей частоты сигнала на достоверность связи при использовании наиболее похтехоустойчивой фазовой модуляции в сочетании с взаимно-корреляционным, а не автокорреляционным приемом при хорошем (пикфакторе излучаемого передатчиком сигнала.

Это достигается тем, что в передатчике с ломощью двух генераторов и двух умножителей образуются два сложных псездошумовых сигнала, каждый из которых представляет собой гармоническое колебание одной и той же частоты (несущей частоты), манипулированное по фазе на 180 по закону двоичной псевдослучайной последовательности. Для формирования псевдош умовых сигналов используются двоичные псевдослучайные последовательности с различным законом образования. Законы образования выбираются такими, чтобы двоичные псевдослучайные последовательности имели малую взаимную корреляцию. Таким образом, оба сигнала имеют одинаковую несущую частоту и перекрываются по спектру. Передаваемая информация вкладывается в разность фаз между колебаниями несущей частоты этих сигналов. Затем сформированные сигналы складываются в схеме сложения, и передатчик излучает суммарный сигнал в одной полосе частот. Дополнительно - О в случае однократной модуляции (с информационныв|и вариантамим разностей фаз О, 180 ) с помощью фазовращателя между колебаниями несущих частот двух сигналов вводится начальный сдвиг по фазе на 90, что обеспечивает у выходного сигнала передатчика пикфактор, равный единтвце.

В приемнике оба сигнала разделяются по форме с помощью двух взаимно-корреляционных устройств, на которые с местных генераторов подаются двоичные псевдослучайные

300946 последовательности, соответствующие последовательностям принимаемых сигналов и сфазированные с ними специальным устройством синхронизации При синхронизме,на выходе этих взаимнокорреляционных устройств выделяются колебания несущей частоты, информационная разность фаз между которыми измеряется с помощью фазового детектора.

Так как оба сигнала совмещены iso времени ,и имеют одинаковую несущую частоту, то влияние на них нестабильности задающего генератора передатчика и любого до пплеровского сдвига частоты совершенно одинаково, и это не влияет на разность фаз между несушими частотами этих сигналов, в величину которой вкладывается, передаваемая информация.

Извлечение информации из сигнала, излучаемого данным передатчиком, возможно только при помощи двух взаимно-кор реляцпoHHbIx устройств, причем в месте приема кроме длительности посылок сигналов и способа модуляции необходимо знать форму двоичных псевдослучайных последовательностей.

На чертеже представлена блок-схема аппаратуры для передачи дискретной информации при использовании однократной модуляции.

Передатчик состоит из генератора колебаний несущей и тактовой частот (ГНТЧ) 1, формирователя ортогональной,псевдослучайной последовательности (ФОПП) 2, генератора псевдослучайной последовательности (ГПП) 8, устройства фазирования 4, умножителей 5 и б, фазовращателя на 90 7, фазового манипулятора 8 и схемы сложения 9.

Приемник состоит из умножителей 10 и 11, формирователя ортогональной псевдослучайной последовательности (ФОПП) 12, генератора опорной псевдослучайной последовательности (ГОПП) 18, устройства фазирования 14, устройства синхронизации 15, полосовых фильтров 16 и 17 и фазового детектора 18.

В передатчике ГНТЧ 1 формирует две частоты: тактовую частоту для ФОПП 2 и ГПП

8 и несущую частоту сигнала. Тактовая частота с выхода ГНТЧ 1 поступает на вход

ФОПП 2 и ГПП 8, которые вырабатывают двоичные псевдослучайные последовательности.

Эти последовательности представляют собой совокупности, биполярных импульсов постоянного тока одинаковой величины и длительности, которая определяется величиной тактовой частоты. Законы ооразования псевдослучайных последовательностей выби раются такими, чтобы обеопечить малую взаимную корреляцию между псевдослучайными последовательностями ФОПП 2 и ГПП 8 при любом фазовом сдвиге между ними (квазиортогональные двоичные псевдослучайные последовательности) .

Это условие необходимо для их эффективного разделения и подавлениях эхо-сигналов в приемнике.

Устройство фазирования 4 устанавливает сдвиговые регистры ФОПП 2 и ГПП 8 в .одинаковое начальное состояние, что обеопечи вает связь по фазе их псевдослучайных последо10

25 зо

65 вательностей. Устройство фазирования 4 состоит из дешифраторов начальных состояний

ФОПП 2 и ГПП 3 и импульсной схемы фази.рования, которая обеспечивает совмещение их начальных состояний по фазе. Двоичная

;псевдослучайная последовательность с выхода ФОПП 2 поступает на умножитель 5. На второй вход умножителя 5 через фазов ращатель на 90 7 с выхода ГНТЧ 1 поступает колебание несущей частоты, которое в умножителе 5 умножается на двоичную псевдослучайную, последовательность. В результате ца выходе умножителя 5.образуется сигнал, представляющий собой колебание несущей частоты с постоянной амплитудой, манипулированное по фазе на 180 по за кону двоичной псевдослучайной последовательности. Двоичная псевдослучайная последовательность с выхода ГПП 8 .поступает на умножитель б, на второй вход которого через фазовый манипулятор с выхода ГНТЧ 1 поступает колебание несущей частоты. На выходе умножителя б образуется сигнал,,представляющий собой,колебание несущей частоты с постоянной амплитудой, манипулированное по фазе на 180 по закону двоичной псевдослучайной последовательности. В зависимости от знака передаваемой информации фазовый манилулятор 8 осуществляет поворот фазы несущей частоты сигнала на выходе умножителя 6 относительно несущей частоты сигнала на выходе умножителя 5 на 0 или 180 . Таким образом, в зависимости от знака переда.ваемой информации несущие частоты этих сигналов сдвинуты между собои по фазе. С выходов умножителей 5 и б сигналы поступают на схему сложения 9, которая об разует выходной сигнал передатчика, .представляющий собой колебание несущей частоты с постоянной амплитудой, манипулированное по фазе на О, 90, 180 и 270, причем моменты манипуляции и порядок следования этих величин .фаз определяются соотношением знаков элементов двоичных,псевдослучайных последовательностей ФОПП 2 и

ГПП 8 и передаваемой разностью фаз. Со схемы сложения 9 сигнал поступает в высокочастотный передатчик и излучается в эфир.

Принимаемый сигнал с выхода высокочастотного приемника поступает на умножители

l0 и 11, аналогичные умножителям 5 и б передатчика. В умножителе 10 принимаемый сигнал умножается на двоичную п севдослучайную

;последовательность, которую вырабатывает

ФОПП 12, аналогичный ФОПП 2 передатчиIKB. Сигнал с выхода умножителя 10 поступает на полосовой фильпр 16, который выделяет колебание несущей частоты сигнала. В умножителе 11 принимаемый сигнал умножается на двоичную псевдослучайную последовательность, которую формирует ГОПП 18, аналогичный ГПП 8 передатчика. Сигнал с выхода умножителя 11 поступает на полосовой фильтр

17, который выделяет манипулированное Ilo фазе колебание несущей частоты сигнала.

Устройство фазирования 14, аналогичное уст300946

55 ройству фазирования 4 передатчика, обеспечивает связь:по фазе выходных последовательностей ФОПП 12 и ГОПП 1?, соответствующую связи по фазе последовательностей

ФОПП 2 и ГПП,3 передатчика. Двоичные псевдослучайные .последовательности, вырабатываемые генераторами в приемнике, синхронизируются с двоичными псевдослучайными последовательностямги принимаемого сигнала с помощью устройства синхронизации 15.

В качестве устройства синхронизации 15 могут быть использованы известные устройства синхронизации, ооеопечивающие синхронизм местных сигналов приемника с одним из сильней ших лучей г1ринимаемого многолучевого сигнала на основе анализа функции взаимной корреляции 1принимаемого и местных сигналов. Как известно, при использовании широкополосных сигналов при этом может быть обеспечено эффективное подавление мешающих лучей, либо сложение нескольких выделенных наиболее сильных лучей, а также подавление сосредоточенных помех.

Колебания несущей частоты с выходов полосовых фильтров 16 и 17 поступают на фазовый детектор 18, который измеряет информационную разность фаз между ними, При отсутствии нестабильности несущей частоты вместо полосовых фильтров 1б и 17 можно нопользовать кинематические фильтры с полосой пропускания, равной эффективной ширине спектра сообщения. Нестабильность несущей частоты требует расширения полосы

1пропускания фильтров. При этом вместо кинематических фильтров необходимо использовать полосовые фильтры, ширина полосы пропускания которы.; выбирается равной эффективной ширине спектра сообщения с запасом на нестабильность несущей частоты.

Помехоустойчивость данной системы связи .определяется не полосой частот сигнала на входе .приемника, а шириной полосы нропускания фильтров 1б и 17, т. е. соответствует не автокорреляционному приему, а приближается к помехоустойчивости взаимно-корреляционного-оптимального некогерентного приемаа.

Предмет изобретения

1. Аппаратура для передачи дискретной информации шумоподобными сигналами сложной формы с использованием фазовой модуляции и пилот-сигнала, содер>ка1цая в передатчике генератор колебаний несущей и тактовой частот, генератор псевдослучайной после5

З5

40 довательности, умножитель, фазовый манипулятор, управляемый источником информации, схему сложения, причем выходы фазового манипулятора и генератора псевдослучайной последовательности подключены к умножителю, выход которого соединен со схемой сложения, а в приемнике — генератор Опорной псевдослучайной последовательности, устройство синхронизации, коррелятор, состоящий из умножителя и полосового фильтра, фазовый детектор, причем выход полосового фильтра подключен к фазовому детектору, отличающаяся тем, что, с целью повь1шения помехоустойчивости передачи информации при радиосвязи с быстродви?Кущимися Ооьектам11 в условиях низкой стабильности и больших допплеровских сдвигов несущей частоты сигнала по произвольному закону, в передатчике к выходу тактовой частоты генератора колебаний несущей и тактовой частот подключен формирователь ортогональной псевдослучайной последовательности, к выходу формирователя ортогональной псевдослучайной последовательности подключен дополнительный умножитель, второй вход которого соединен с выходом несущей частоты генератора колебани11

Hесушей и тактовой частот, причем выход умножителя подключен к схеме сложения, а в приемнике к его входу подключен дополнительный умножитель, ко второму входу которого подключен аналогичный формирователь ортогональ1гой псевдослучайной последовательности и его вход соединен с выходом устройства синхронизации, к выходу умножителя подключен дополнительнь1й полосовой фильтр, выход которого подключен к фазовому детекторуу.

2. А1ппаратура по и. 1, от.1и;ающался тем, что, с целью упрощения устройства синхронизации приемника, между генератором псевдослучайной последовательности и формирователем ортогональной псевдослуча Йной последовательности передатчика и между генератором опорной псевдослучайной последовательности и формирователем ортогональной псевдослучайной последовательности приемника вкл.очены одинаковые устройства фазирования.

3. Аппаратура по пп. 1 или 2 orëè÷àþètàÿ.гл тем, что, с целью улучшения использования выходной мощности радиопередатчика, между выходом несущей частоты генератора колеоаннй несущей и тактовой 1астот u Hxo дом умножителя включен фазоврашатель на 90 .

300946 был од

Инрармация

Юьиоа

Составитель А. Мерман

Редактор Л. А. Утехина Техред Л, Л. Евдонов Корректор Г. С. Мухина

Заказ 166/660 Изд, № 492 Тираж 473 Подписное

1(НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фнл. пред. «Патент»