[1]Предлагаемый способ относится к области радиосвязи, использующей широкополосные фазоманипулированные сигналы на основе псевдослучайных последовательностей (ПСП). Способ может найти применение в системах радиосвязи, использующих подобные сигналы.
[2]Общие принципы формирования и приема информации шумоподобными сигналами и устройства дискретной обработки ШПС неоднократно описаны в литературе, например, в [1, стр.341-354]. Способ передачи [1] по функциональности и алгоритму работы аналогичен заявляемому.
[3]Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, описанный в [2], принятый за прототип.
[4]Способ передачи заключается в следующем.
[5]На передающей стороне формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют две квазиортогональные двоичные последовательности: синхронизирующую последовательность (СП) и информационную последовательность (ИП), сфазированные между собой; ИП кодируют путем циклического сдвига относительно СП на целое число тактов, определяемое символом информации, передаваемой за время, равное длительности одного периода ИП, и сложением по модулю два с дополнительным битом информации, полученной последовательностью манипулируют по фазе сигнал несущей частоты, сдвинутый по фазе на 900, и складывают с сигналом несущей частоты, манипулированным по фазе СП, после чего сигнал усиливают и передают по каналу связи;
[6]в приемном устройстве входной сигнал усиливают, преобразуют по частоте, формируют сигнал тактовой частоты, из которого формируют две квазиортогональные двоичные псевдослучайные последовательности СП и ИП, сфазированные между собой, осуществляют фазирование СП с принимаемым сигналом, а также на каждом периоде повторения СП определяют циклический сдвиг ИП относительно СП и наличие инверсии ИП, по которым определяют принятый символ информации и его дополнительный бит.
[7]Недостатком способа-прототипа являются последствия его технической реализации в системах связи, использующих широкополосные фазоманипулированные сигналы, а именно снижение помехозащищенности системы связи в радиоканалах с многолучевым распространением, а также при воздействии мощных узкополосных помех.
[8]Известно, что в реальных приемных устройствах широкополосных фазоманипулированных сигналов для подавления узкополосных помех применяется метод режекции участков спектра, пораженных такими помехами. Эта операция приводит к расширению функции корреляции сигналов и, соответственно, снижению вероятности правильного определения его задержки, то есть передаваемой информации.
[9]Кроме того, в радиоканалах с многолучевым распространением при отсутствии в приемном устройстве функции сложения лучей возможны ошибки в приеме информации за счет того, что приемное устройство синхронизировалось по одному (наибольшему по мощности) из лучей, а мощность другого луча впоследствии возрастает до уровня, соизмеримого или превышающего уровень мощности этого луча.
[10]Исследуем функционирование способа-прототипа. Предположим, что на вход приемника помимо основного сигнала приходит отраженный, совпадающий с основным по фазе несущей частоты и задержанный на целое число элементов ПСП. Тогда входной сигнал в способе-прототипе можно представить в виде
[11]
(1)
[12]где a – амплитуда основного сигнала;
[13]aОТ – амплитуда отраженного сигнала;
[14]τ –длительность элемента ПСП;
[16]kτ – задержка отражения луча;
[17]
– шумовая или помеховая составляющая.
[18]Функция взаимной корреляции с информационной последовательностью имеет вид:
[19]
(2)
[20]где П(n) – случайные величины;
[21]R(n) – автокорреляционная функция последовательности ИП;
[22]N – длина последовательности.
[23]Из (2) видно, что функция взаимной корреляции имеет два пика:
[24]
(3)
[25]Для остальных n можно считать
[26]
(4)
[27]Нетрудно показать, что П(n) являются независимыми гауссовскими случайными величинами с нулевым средним и одинаковой дисперсией σ.
[28]Правильный прием информации осуществляется только в том случае, если
[29]
(5)
[30]В силу независимости П(n) вероятность такого события
[31]
(6)
[33]
(7)
[34]Вычисляем далее и получим
[35]
(8)
[37]
(9)
[39]
(10)
[41]
(11)
[42]Расчеты (1-11) поясняются фиг. 1, где показаны зависимости требуемого отношения сигнал/шум q (в децибелах) на входе решающей схемы от относительного уровня отраженного луча 
для обеспечения заданной вероятности ошибки Pош≤10-3 при длине последовательности N = 127 (для остальных N результаты получаются аналогичными).
[43]Из фиг.1 видно увеличение требуемого отношения сигнал/шум при увеличении относительного уровня отраженного луча. Поскольку величина требуемого отношения сигнал/шум на входе решающей схемы определяет помехозащищенность системы связи, можно говорить о сниженной помехозащищенности при многолучевом распространении сигнала.
[44]В заявляемом изобретении решается задача повышения помехозащищенности системы связи в результате снижения уровня ошибок, обусловленных указанными недостатками.
[45]Достигаемый при использовании изобретения технический результат – повышение помехозащищенности системы связи при многолучевом распространении сигнала или воздействии узкополосных помех. Кроме того, заявленный способ позволяет использовать две одинаковые последовательности ИП и СП, использовать последовательности длиной 2n-1 элементов, использовать ИП, имеющую длину равную целой части результата деления длины СП на целое число, что позволяет повысить скорость передачи информации.
[46]Для решения поставленной задачи в способе передачи, заключающемся в том, что на передающей стороне
[47]формируют сигналы несущей и тактовой частот, из сигнала тактовой частоты формируют две квазиортогональные двоичные последовательности СП и ИП, сфазированные между собой; ИП кодируют путем циклического сдвига относительно СП на целое число тактов, определяемое символом информации, передаваемой за время, равное длительности одного периода ИП, и сложением по модулю два с дополнительным битом информации, кроме того, синхронизирующей последовательностью манипулируют фазу сигналом несущей частоты и складывают с манипулированным по фазе сигналом несущей частоты, сдвинутым по фазе на 900, усиливают и передают по каналу связи;
[48]и дополнительно согласно изобретению, из сигнала тактовой частоты формируют дополнительную двоичную псевдослучайную последовательность (ДП) квазиортогональную ИП и сфазированную с СП, складывают ее по модулю два с кодированной ИП, после чего манипулируют по фазе сигнал несущей частоты, сдвинутый по фазе на 900,
[50]входной сигнал усиливают, преобразуют по частоте, формируют сигнал тактовой частоты, из которого формируют две квазиортогональные двоичные псевдослучайные последовательности СП и ИП, сфазированные между собой, осуществляют фазирование СП с принимаемым сигналом, а также на каждом периоде повторения СП определяют циклический сдвиг ИП относительно СП и наличие инверсии ИП, по которым определяют принятый символ информации и его дополнительный бит,
[51]и дополнительно согласно изобретению,
[52]из сигнала тактовой частоты формируют дополнительную двоичную псевдослучайную последовательность (ДП), сфазированную с СП, а входной сигнал, усиленный и преобразованный по частоте, манипулируют по фазе дополнительной последовательностью, после чего осуществляют определение циклического сдвига ИП и ее инверсии.
[53]Преимущества заявленного способа поясняются следующими расчетами.
[54]Сигнал на входе приемника имеет вид (аналогично сигналу (1)):
[55]
(12)
[56]где ДП(t) – дополнительная последовательность.
[57]Соответственно, по аналогии с (2), функция взаимной корреляции с ИП имеет вид:
[58]
(13)
[59]При использовании М-последовательностей вычисления упрощаются. Используем свойство М-последовательностей, заключающееся в том, что сумма по модулю два циклически сдвинутых М-последовательностей порождает ту же последовательность. Преобразуем:
[60]
(14)
[62]
(15)
[63]где ВИП, ДП – одно из значений функции взаимной корреляции ИП и ДП, гораздо меньшее, чем R(0) = N, и можно считать, что
[64]
.(16)
[65]При этом вероятность ошибки при приеме составляет
[66]
, (17)
[67]что соответствует начальным точкам кривых на фиг.1.
[68]Таким образом, наличие многолучевого распространения сигнала не приводит к снижению помехозащищенности системы связи.
[69]Кроме того, в заявленном способе передачи можно использовать две одинаковые основные последовательности, так как применение дополнительной последовательности делает СП и 
квазиортогональными.
[70]Кроме того, в заявленном способе передачи можно использовать последовательности, имеющие длину 2n-1, поскольку при длине последовательности 2n-1 для одного 2n из информационных символов кодированную ИП можно преобразовывать в постоянную величину, равную дополнительному биту информации, так как последовательность из одинаковых элементов квазиортогональна ИП, и суммирование с дополнительной последовательностью сохраняет свойства шумоподобности сигнала.
[71]Кроме того, в заявленном способе передачи можно использовать ИП и ДП, имеющие длину равную целой части результата деления длины СП на целое число, и на каждом периоде повторения ИП осуществлять ее циклический сдвиг относительно ДП, соответствующий новому передаваемому символу информации, и сложение по модулю два с новым дополнительным битом информации. Взаимное расположение синхронизирующей и дополнительной последовательностей показано на фиг.2. В этом случае повышается скорость передачи информации.
[72]Таким образом, способ позволяет повысить помехозащищенность системы связи, находящейся в условиях многолучевого распространения сигнала. Кроме того, способ позволяет использовать две одинаковые основные последовательности, использовать последовательности длиной 2n-1 элементов, повысить скорость передачи информации.
[74]1. В.Б. Пестряков, В.П. Афанасьев, В.Л. Гурвиц и др. «Шумоподобные сигналы в системая передачи информации» – 1973, 424с.
[75]2. Патент РФ №2279183 Способ передачи информации в системе связи с широкополосными сигналами: H04B 1/10, H04B 7/216 / Р.П. Николаев, А.Р. Попов; заявитель(и) и патентообладатель(и) Р.П. Николаев, А.Р. Попов. Заявка 2004126633/09, 06.09.2004, опубл.27.06.2006, Бюл.№18.
