Асинхронный вейвлет-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов

Асинхронный вейвлет-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к теории информации и предназначено для выделения последовательностей логических нулей либо единиц в процессе декодирования информации из последовательности сверхширокополосных (СШП) импульсов без синхронизации приемника и передатчика.

Известен асинхронно-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью сверхширокополосных импульсов [1]. Способ заключается в том, что с помощью источника передачи сообщений (объект X) из первой точки пространства излучают в свободное пространство кодовую последовательность сверхширокополосных импульсов (КПСШПИ). Параметры КПСШПИ известны во второй точке пространства на пункте приема сообщений (объект Y).

Правило кодирования информации заключается в использовании в качестве основных носителей информации пачек импульсов, состоящих из импульсов, длительность которых не менее 2 нс, описываемых первой производной гауссовой функции [2]. Эти импульсы имеют следующее аналитическое описание

где А - амплитуда импульса; а - величина, характеризующая половину длительности импульса на уровне 0,707.

Для кодирования информации в каждом канале передачи данных предлагается использовать периодическую последовательность пачек СШП гауссовых импульсов, состоящую из расположенных в определенном порядке «опорных» и «центральных» пачек импульсов. Импульсы в каждой пачке задержаны друг относительно друга на временные задержки по определенному пин-коду. При этом пин-код для каждого последующего канала передачи данных не повторяется. Опорные пачки импульсов в каждом канале передачи данных отличаются от «центральных» тем, что их период следования Т постоянен, а период следования «центральных» пачек импульсов может изменяться. Вся информация о кодировании будет заключаться во временном положении «центральных» пачек СШП импульсов относительно «опорных». При временном положении «центральной» пачки СШП импульса с опережением «опорной» пачки на 0,2Т результат кодирования соответствует логической «единице», а при положении «центральной» пачки СШП импульсов с опережением «опорной» пачки на 0,4Т результат кодирования соответствует логическому «нулю» (фиг.1). Таким образом, всю информацию о кодировании логического «нуля» или «единицы» предлагается заключить в задержках между импульсами. При данном способе кодирования информации необходимо соблюдать условие: Т1<Т2<Т, где Т1=0,2Т, Т2=0,4Т - задержки между «опорными» и «центральными» пачками СШП импульсов; Т - период следования «опорных» пачек СШП импульсов, составляющий порядка десятков наносекунд.

Из данного условия следует, что каждый бит информации в каждом канале передачи данных кодируется одной «опорной» и одной «центральной» пачкой СШП импульсов. При этом набор нескольких бит информации в каждом канале передачи данных (ПД) будет представлять собой некоторое сообщение, именуемое кодограммой, которое излучается одновременно с другими кодограммами каналов ПД в пространство из первой точки объектом Х и принимается во второй точке пространства объектом Y.

После приема всех кодограмм объектом Y и усиления КПСШПИ каждый импульс предлагается растянуть. Растяжение импульсов необходимо для обеспечения процесса оцифровки сигнала аналого-цифровым преобразователем (АЦП), так как при подаче на вход АЦП импульсов двухнаносекундной длительности для достоверного восстановления их формы квантованными значениями на выходе АЦП необходимо иметь в пределах длительности импульса достаточное количество отсчетов. Это количество определяется частотой дискретизации самого АЦП. К примеру, при подаче на вход АЦП (с частотой дискретизации 2 ГГц) импульса длительностью 2 нс количество оцифрованных в нем отсчетов будет равно 4, чего явно недостаточно для качественного описания двухполярной формы импульса. При увеличении длительности импульса, например, в 10 раз число оцифрованных отсчетов в пределах импульса будет равно уже 20. Для достоверного восстановления формы сигнала, описываемого выражением (1), количество оцифрованных отчетов должно быть не менее 6.

Для растяжения СШП сигнал после интегрирования (фиг.2) с помощью делителя с К выходами разделяется по мощности на К частей (фиг.3). Затем каждая из частей задерживается на время t_зk, вычисляемое по формуле

где ; τ_ои - длительность одиночного СШП импульса после интегрирования.

При этом количество линий задержки Н будет равно Н=К-1. После задержки все сигналы складываются по мощности в сумматоре.

Схема, реализующая процесс растяжения, представлена на фиг.4, где использованы следующие обозначения: блок 1 - делитель, блок 2 - блок линий задержки, блок 3 - линия задержки, блок 4 - сумматор. Под U_вx подразумевается СШП сигнал после интегрирования, под U_вых - выходной сигнал сумматора, поступающий на вход АЦП. Первая линия задержки 3 задерживает сигнал второго выхода делителя 1 на t_з1=0,25τ_ои. Вторая линия задержки 3 задерживает сигнал с третьего выхода делителя 1 на t_з2=0,5τ_ои, а h-я линия задержки 3, где , задерживает сигнал (h+1)-го выхода делителя 1 на t_зh=0,25τ_оиh. Линия задержки 3 под номером Н задерживает сигнал с выхода делителя 1 под номером К=Н+1 на t_зh=0,25τ_оиH.

Величина К будет определяться длительностью СШП импульсов после интегрирования и необходимой длительностью СШП импульсов для АЦП. Значение К должно быть целым, в связи с чем для правильного выбора К целесообразно использовать неравенство

где - минимальная длительность СШП импульса, которую необходимо иметь для получения нужного числа отсчетов после аналого-цифрового преобразования данного импульса; F_д - частота дискретизации АЦП.

В последующем растянутые СШП импульсы оцифровывают при помощи АЦП. Сверхширокополосные импульсы, становясь шире по длительности, не требуют повышения частоты дискретизации АЦП и сохраняют информацию о кодировании во временных задержках между собой (фиг.5).

Получившийся в результате набор данных, описывающий оцифрованный сигнал, поступает в ЭВМ, где по мере поступления данных с АЦП осуществляют формирование генерального массива данных D, из элементов которого формируют Z пробных массивов Каждый вновь сформированный пробный z-й массив записывается в память ЭВМ и включает в себя значения оцифрованной растянутой последовательности сверхширокополосных импульсов, ограниченной временным интервалом длительностью Δ. Причем величина Δ, соответствующая z-му пробному интервалу Δ_z, равна Т.

В результате каждый z-й пробный массив включает по N отсчетов, извлекаемых из генерального массива D, начиная с z-го элемента массива D и заканчивая (z+N-1)-м элементом массива D, где число элементов N в пробном массиве определяется по формуле

Таким образом, первый пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 1-го по N-й, второй пробный массив формируют из элементов массива D с номерами со 2-го по (N+1)-й, третий пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 3-го по (N+2)-й, a Z-й пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с Z-го по (Z+N-1)-й (эпюра а, фиг 6). К примеру, если генеральный массив D содержит 128 элементов, а N равно 48, тогда первый пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D с первого по 48-й, второй пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D со второго по 49-й, третий пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D с третьего по 50-й и т.д.

После этого элементы каждого z-го пробного массива последовательно подвергают кепстральной обработке [4] по схеме, представленной на фиг.7. В начале элементы каждого z-го пробного массива подвергаются дискретному прямому преобразованию Фурье [5] с использованием формулы

где n - номер отсчета во временной области, m - номер отсчета в частотной области; - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для z-го пробного массива, S_nz - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в z-м пробном массиве.

В последующем для каждого z-го пробного массива вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле

Затем для каждого вектора, составленного из величин U_mz z-го интервала Δ_z, вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье [5] по формуле

где М - число элементов в векторе U_mz, количественно равное N.

В результате трех описанных операций для каждого z-го пробного массива получают соответствующий z-й основной массив, состоящий из элементов .

После этого вычисляют значение модуля для каждого n-го отсчета соответствующего z-го основного массива. В результате получают z-й кепстральный массив, состоящий из элементов который представляет собой кепстр z-го пробного массива. Для декодирования информации каждый кепстральный массив разбивают на два массива V1_z, V2_z. При этом массив V1_z z-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра с номерами от m₀ до m₁, где m₀=f(T1·F_д-1); m₁=f(T1·F_д+1); f(*) - функция округления в сторону меньшего целого числа. Массив V2_z z-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра с номерами от m₂ до m₃, где m₂=f(Т2·F_д-1); m₃=f(Т2·F_д+1).

В последующем используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1_z или V2_z при отсутствии помех, записанного в ЭВМ, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θ_{пор z} для z-го кепстрального массива. Сравнивают величину θ_{пор z} с каждым значением соответствующего z-го кепстрального массива. При превышении порога θ_{пор z} значениями кепстра в массиве V1_z и отсутствии превышения порога θ_{пор z} в массиве V2_z или при превышении порога θ_{пор z} значениями кепстра в массиве V2_z и отсутствии превышения порога θ_{пор z} в массиве V1_z принимают решение о наличии в z-м интервале Δ_z ровно двух импульсов. Затем формируют G новых рабочих массивов данных из генерального массива данных D.

Номер кепстрального массива, которому соответствует наличие двух импульсов в соответствующем z-м интервале Δ_z, фиксируют как начальный Z_нач, а соответствующий z-й интервал Δ_z принимают за начальный Δ_{z нач}. Рабочие массивы формируют размерностью N, причем первый элемент первого рабочего массива имеет в массиве D номер Z_нач, второй рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Z_нач+N-1]-го элемента массива D и заканчивая [Z_нач+2N-2]-M элементом массива D. Каждый последующий g-й рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Z_нач+(g-1)(N-1)]-го элемента массива D и заканчивая [Z_нач+g(N-1)]-м элементом массива D (эпюра б, фиг.6). Если генеральный массив D содержит 512 элементов, N равно 48, а для шестидесятого интервала Δ₆₀, включающего элементы генерального массива с шестидесятого по 107-й, в результате кепстральной обработки принято решение о наличии ровно двух импульсов, то интервал Δ₆₀ фиксируют как начальный Δ_{60 нач}, а шестидесятый пробный массив принимают за первый рабочий массив. Второй рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с [60+47]-го (107-го) по [60+2(47)]-й (154-й). Третий рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с [60+2(47)]-го (154-го) по [60+3(47)]-й (201-й). Четвертый рабочий массив будет включать в себя элементы указанного выше генерального массива D с 201-го по 248-й и т.д.

Элементы каждого g-го рабочего массива подвергают последовательно кепстральной обработке. В начале дискретному прямому преобразованию Фурье подвергаются элементы g-го рабочего массива по формуле

где - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для g-го рабочего массива, S_ng - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в g-м рабочем массиве оцифрованного сигнала. После чего для каждого g-го рабочего массива вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле

Затем для каждого вектора, составленного из величин U_mg g-го интервала Δ_g вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле

В результате трех описанных операций, для каждого g-го рабочего массива получают соответствующий g-й основной массив, состоящий из элементов . После этого вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего g-го основного массива. В результате получают g-й кепстральный массив, состоящий из элементов который представляет собой кепстр g-го рабочего массива. Для декодирования информации каждый кепстральный массив разбивают на два массива V1_g, V2_g. При этом массив V1_g g-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра от m₀ до m₁. Массив V2_g g-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра от m₂ до m₃

В последующем используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1_z или V2_z при отсутствии помех, записанного в ЭВМ. Умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θ_{пор g} для g-го кепстрального массива. Сравнивают величину θ_{пор g} с каждым значением соответствующего g-го кепстрального массива. При превышении порога θ_{пор g} значениями кепстра в массиве V1_g и отсутствии превышения в массиве V2_g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δ_g закодированной логической единицы (фиг.8). При превышении порога θ_{пор g} значениями кепстра в массиве V2_g и отсутствии превышения в массиве V1_g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δ_g закодированного логического нуля (фиг.9). После этого принимают решение о том, что выделенная информация из первого кепстрального массива соответствует первому биту информации принятой кодограммы, информация из второго кепстрального массива соответствует второму биту информации принятой кодограммы, а информация из g-го кепстрального массива - g-му биту информации принятой кодограммы. В последующем создают результирующий массив, представляющий собой расшифрованную кодограмму. В его элементы записывают последовательно, начиная с первого кепстрального массива и заканчивая G-м кепстральным массивом, выделенную информацию из каждого g-го кепстрального массива. При отсутствии превышения порога θ_{пор g} значениями кепстра в установленных массивах V1_g и V2_g принимают решение об окончании приема кодограммы, после чего с объекта Y на объект Х посылают запросный сигнал, свидетельствующий о готовности объекта Y к приему следующей кодограммы.

Сущность способа заключается в том, что для выделения информации без синхронизации моментов передачи и приема сообщения предлагается изменить способ кодирования информации, при котором информация будет заключена во взаимном временном положении дополнительно введенного СШП импульса, называемого «центральным», между периодически следующими друг за другом СШП импульсами такой же формы, называемыми «опорными». А выделение информации предлагается производить в ЭВМ, анализируя принимаемое сообщение в цифровом виде. Соответственно, при кодировании информации таким образом вся информация будет заключена во временном положении центрального «импульса» относительно задержанного «опорного» импульса (фиг.1) и будет определяться соответствующими временными задержками Т1, Т2.

Недостатком данного способа выделения информации является:

- низкая помехоустойчивость (невозможность выделения информации при отношении сигнал/шум менее 10 дБ);

- возможность использования только СШП импульсов, имеющих форму, определяемую первой производной гауссовой функции, в сочетании с интегратором и устройством растяжения импульсов;

- наличие логарифмической нелинейности в алгоритме кепстральной обработки, что при использовании СШП импульсов сложной формы в шумах различной интенсивности приводит к непредсказуемому изменению огибающей логарифма квадрата модуля амплитуды спектра оцифрованного сигнала (массивы U_mz, U_mg на фиг.10).

В результате возможны ситуации, когда принятие решения о наличии логического «нуля» или «единицы» может быть ошибочным за счет появления «ложных» кепстральных откликов в массивах,

Известен также помехоустойчивый способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью пачек сверхширокополосных импульсов [3]. Способ заключается в том, что с помощью источника передачи сообщений (объект X) из первой точки пространства излучают в свободное пространство кодовую последовательность пачек сверхширокополосных импульсов (КППСШПИ). Параметры КППСШПИ известны во второй точке пространства на пункте приема сообщений (объект Y). Правило кодирования информации заключается в использовании в качестве основных носителей информации пачек СШП импульсов. При этом длительность каждого импульса в пачке должна составлять не менее двух наносекунд и описываться первой производной гауссовой функции [2]. Эти импульсы имеют следующее аналитическое описание

где А - амплитуда импульса; а - величина, характеризующая половину длительности импульса на уровне 0,707.

Каждая пачка СШП импульсов будет включать в себя L импульсов, при этом величина L может принимать значения от 10 до 100. Расположение импульсов внутри каждой пачки одинаково. При этом сами импульсы в пачке предполагается располагать друг относительно друга на различных временных задержках t, а величина каждой задержки должна быть не меньше половины длительности импульса τ_и и не больше длительности пачки (фиг.11). Длительность пачки определяется выражением

где i - порядковый номер задержки между импульсами в пачке; t_i - задержка i-го импульса относительно (i-1)-го.

Для кодирования предлагается использовать периодическую последовательность пачек СШП импульсов, состоящую из расположенных в определенном порядке «опорных» и «центральных» пачек. Опорные пачки отличаются от «центральных» тем, что их период следования Т≥4·τ_п постоянен, а период следования «центральных» пачек может изменяться. Вся информация о кодировании будет заключаться во временном положении «центральной» пачки СШП импульсов относительно «опорной». При временном положении «центральной» пачки с опережением «опорной» на 0,2Т результат кодирования соответствует логической «единице», а при положении «центральной» пачки с опережением «опорной» на 0,4Т результат кодирования соответствует логическому «нулю» (фиг.12).

Таким образом, всю информацию о кодировании логического «нуля» или «единицы» предлагается заключить в задержках Т1 и Т2 между пачками СШП импульсов, при этом Т1=0,2Т, а Т2=0,4Т.

В результате каждый бит информации кодируется одной «опорной» и одной «центральной» пачкой СШП импульсов. При этом набор нескольких бит информации будет представлять собой некоторое сообщение, именуемое кодограммой (фиг.13), которое излучается в пространство из первой точки объектом Х и принимается во второй точке пространства объектом Y.

После приема кодограммы объектом Y и усиления КППСШПИ ее предлагается оцифровать при помощи АЦП с частотой дискретизации не менее 2 ГГц. К примеру, возможно использование такого АЦП, как ADS10×2G/1, с частотой дискретизации 2000 МГц.

Получившийся в результате набор данных, описывающий оцифрованный сигнал, поступает в ЭВМ, где по мере поступления данных с АЦП осуществляют формирование генерального массива данных D, из элементов которого формируют Z пробных массивов . Каждый вновь сформированный пробный z-й массив записывается в память ЭВМ и включает в себя значения оцифрованной последовательности пачек сверхширокополосных импульсов, ограниченной временным интервалом длительностью Δ. Причем величина Δ, соответствующая z-му пробному интервалу Δ_z, равна Т (эпюра а, фиг.14).

В результате каждый z-й пробный массив включает по N отсчетов, извлекаемых из генерального массива D, начиная с z-го элемента массива D и заканчивая (z+N-1)-м элементом массива D, причем число элементов N в пробном массиве определяется по формуле

где F_д - частота дискретизации АЦП.

Таким образом, первый пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 1-го по N-й, второй пробный массив формируют из элементов массива D с номерами со 2-го по (N+1)-й, третий пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 3-го по (N+2)-й, a Z-й пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с Z-го по (Z+N-1)-й (эпюра а, фиг.14). К примеру, если генеральный массив D содержит 128 элементов, а N равно 48, тогда первый пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D с первого по 48-й, второй пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D со второго по 49-й, третий пробный массив будет включать в себя элементы генерального массива D с третьего по 50-й и т.д.

Правило накопления импульсов заключается в следующем: от каждого z-го пробного массива создается (L-1) копий: U_z1n, U_z2n…U_z(L-1)n. Каждая копия представляет собой массив данных величиной N и записывается в память ЭВМ. После этого каждый элемент первой копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину (N_z1+τ_и·F_д), где N_z1=t₁·F_д, a элементы с 1-го по [N_z1+τ_и·F_д-1)-й и с [(N_z1+τ_и·F_д)+N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. Каждый элемент второй копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [N_z1+N_z2+2·τ_и·F_д], где N_z2=t₂·F_д, а элементы с 1-го по [N_z1+N_z2+2·τ_и·F_д-1]-й и с [(N_z1+N_z2+2·τ_и·F_д)+N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. Каждый элемент (L-1) копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(N_z1+N_z2+…+N_z(L-1))+(L-1)·τ_и·F_д], а элементы с 1-го по [(N_z1+N_z2+…+N_z(L-1))+(L-1)·τ_и·F_д-1]-й и с [(N_z1+N_z2+…+N_z(L-1))+(L-1)·τ_и·F_д+N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. После этого исходный пробный z-й массив увеличивают на [(τ_п-τ_и)·F_д] элементов. При этом элементы с [N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. В результате будет получено всего L массивов, каждый из которых включает в себя N+(τ_п-τ_и)·F_д элементов. Полученные массивы одинаковой размерностью складывают друг с другом и получают суммарный z-й пробный массив U_zsn. На фиг.15 схематично изображен процесс накопления сверхширокополосных импульсов. При этом а обозначает временную задержку t_(L-1); б - временную задержку t₈; в - временную задержку t₇; г - временную задержку t₆; д - временную задержку t₅; е - временную задержку t₄; ж - временную задержку t₃; з - временную задержку t₂; и - временную задержку t₁.

От полученного суммарного z-го пробного массива U_zsn длительностью N+(τ_п-τ_и)·F_д создаются две копии U_zs1n, U_zs2n.

В массиве U_zs1n обнуляются все элементы с [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-го по N-й, с [N-(τ_п·F_д)]-го по [N-(Т1)·F_д]-й, с [N-(Т1-τ_и)·F_д]-го по 1-й. В массиве U_gs2n обнуляются все элементы с [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-го по N-й, с [N-(τ_и·F_д)]-го по [N-(Т2)·F_д]-й, с [N-(Т2-τ_и)·F_д]-го по 1-й. Полученные обнуленные массивы данных U_zs1n, U_zs2n (фиг.16) подвергают кепстральной обработке [4] по схеме, представленной на фиг.7. Вначале элементы каждого обнуленного массива подвергаются дискретному прямому преобразованию Фурье [5] с использованием формулы

где n - номер отсчета во временной области, m - номер отсчета в частотной области; - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для z-го обнуленного пробного массива U_zs1n или U_zs2n, S_nz - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в z-м обнуленном пробном массиве U_zs1n или U_zs2n.

В последующем для каждого z-го обнуленного пробного массива U_zs1n и U_zs2n вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле

Затем для каждого вектора, составленного из величин U_mz z-го интервала Δ_z, вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье [5] по формуле

где М - число элементов в векторе U_mz, количественно равное N+(τ_п-τ_и)·F_д.

В результате трех описанных операций (14), (15), (16) для каждого z-го обнуленного пробного массива U_zs1n и U_zs2n получают соответствующий z-й основной массив и .

После этого вычисляют значение модуля для каждого n-го элемента массивов и , соответствующих z-м обнуленным пробным массивам U_zs1n и U_zs2n. В результате получают два z-x кепстральных массива и , каждый из которых представляет собой кепстр z-го обнуленного пробного массива. Для декодирования информации в кепстральном массиве выделяют массив V1_z, в кепстральном массиве выделяют массив V2_z. При этом массив V1_z включает в себя значения кепстра с номерами от m₀ до m₁, где m₀=f(T1·F_д-1); m₁=f(T1·F_д+1); f(*)- функция округления в сторону меньшего целого числа. Массив V2_z включает в себя значения кепстра с номерами от m₂ до m₃, где m₂=f(T2·F_д-1); m₃=f(Т2·F_д+1).

В последующем используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1_z или V2_z при отсутствии помех, записанного в ЭВМ, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θ_{пор z} для соответствующего обнуленного z-го кепстрального массива.

Сравнивают величину θ_{пор z} с каждым значением соответствующего обнуленного z-го кепстрального массива. При превышении порога θ_{пор z} значениями кепстра в массиве V1_z и отсутствии превышения порога θ_{пор z} в массиве V2_z или при превышении порога θ_{пор z} значениями кепстра в массиве V2_z и отсутствии превышения порога θ_{пор z} в массиве V1_z принимают решение о наличии в z-м интервале Δ_z ровно двух импульсов. Затем формируют G новых рабочих массивов данных из генерального массива данных D.

Номер кепстрального обнуленного массива, которому соответствует наличие двух импульсов в соответствующем z-м интервале Δ_z, фиксируют как начальный Z_нач, а соответствующий z-й интервал Δ_z принимают за начальный Δ_{z нач}. Рабочие массивы формируют размерностью N, причем первый элемент первого рабочего массива имеет в массиве D номер Z_нач, второй рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Z_нач+N-1]-го элемента массива D и заканчивая [Z_нач+2N-2]-м элементом массива D. Каждый последующий g-й рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Z_нач+(g-1)(N-1)]-го элемента массива D и заканчивая [Z_нач+g(N-1)]-м элементом массива D (эпюра б, фиг.14). Если генеральный массив D содержит 512 элементов, N равно 48, а для шестидесятого интервала Δ₆₀, включающего элементы генерального массива с шестидесятого по 107-й, в результате кепстральной обработки принято решение о наличии ровно двух импульсов, то интервал Δ₆₀ фиксируют как начальный A_{60 нач}, а шестидесятый пробный массив принимают за первый рабочий массив. Второй рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с [60+47]-го (107-го) по [60+2(47)]-й (154-й). Третий рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с [60+2(47)]-го (154-го) по [60+3(47)]-й (201-й). Четвертый рабочий массив будет включать в себя элементы генерального массива D с 201-го по 248-й и т.д.

От каждого g-го рабочего массива создается (L-1) копий, U_g1n, U_g2n…U_g(L-1)n, значения каждой копии записываются в память ЭВМ. Каждая копия представляет собой массив данных величиной N и записывается в память ЭВМ.

После этого каждый элемент первой копии g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину (N_g1+τ_и·F_д), где N_g1=t₁·F_д, а элементы с 1-го по [N_g1+τ_и·F_д-1]-й и с [(N_g1+τ_и·F_д)+N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. Каждый элемент второй копии z-го пробного массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [N_g1+N_g2+2·τ_и·F_д], где N_g2=t₂·F_д, а элементы с 1-го по [N_g1+N_g2+2·τ_и·F_д-1]-й и с [(N_g1+N_g2+2·τ_и·F_д)+N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. Каждый элемент (L-1) копии g-го рабочего массива, начиная с первого элемента, сдвигают на величину [(N_g1+N_g2+…+N_g(L-1))+(L-1)·τ_и·F_д], а элементы с 1-го по [(N_g1+N_g2+…+N_g(L-1))+(L-1)·τ_и·F_д-1]-й и с [(N_g1+N_g2+…+N_g(L-1))+(L-1)·τ_и·F_д+N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. После этого исходный рабочий g-й массив увеличивают на [τ_п-τ_и)·F_д] элементов. При этом элементы с [N+1]-го по [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-й заполняют нулями. В результате будет получено всего L массивов, каждый из которых включает в себя N+(τ_п-τ_и)·F_д элементов. Полученные массивы одинаковой размерности складывают друг с другом и получают суммарный g-й рабочий массив. В массиве U_gs1n обнуляются все элементы с [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-го по N-й, с [N-(τ_и·F_д)]-го по [N-(T1)·F_д]-й, с [N-(Т1-τ_и)·F_д]-го по 1-й. В массиве U_gs2n обнуляются все элементы с [N+(τ_п-τ_и)·F_д]-го по N-й, с [N-(τ_и·F_д)]-го по [N-(Т2)·F_д]-й, с [N-(Т2-τ_и)·F_д]-го по 1-й. Полученные обнуленные массивы данных U_qs1n, U_gs2n (фиг.6) подвергают кепстральной обработке. Вначале дискретному прямому преобразованию Фурье подвергаются элементы g-го рабочего массива по формуле

где - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для g-го рабочего массива, S_ng - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в g-м, обнуленном рабочем массиве оцифрованного сигнала. После этого для каждого g-го обнуленного рабочего массива вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле

Затем для каждого вектора, составленного из величин U_mg g-го интервала Δ_g, вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле

В результате трех описанных операций, для каждого g-го обнуленного рабочего массива Ugs1_n, Ugs2_n получают соответствующий g-й основной массив, состоящий из элементов и После этого вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего g-го обнуленного основного массива. В результате получают два g-x кепстральных массива и состоящих из модулей элементов основных массивов и каждый из которых представляет собой кепстр g-го обнуленного рабочего массива. Для декодирования информации в каждом кепстральном массиве выделяют массив V1_g или V2_g. При этом массив V1_g g-го обнуленного кепстрального массива включает в себя значения кепстра от m₀ до m₁. Массив V2_g g-го обнуленного кепстрального массива включает в себя значения кепстра от m₂ до m₃.

В последующем используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1_z или V2_z при отсутствии помех, записанное в ЭВМ. Умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θ_{пор g} для каждого g-го обнуленного кепстрального массива. Сравнивают величину θ_{пор g} с каждым значением соответствующего обнуленного g-го кепстрального массива. При превышении порога θ_{пор g} значениями кепстра в массиве V1_g и отсутствии превышения в массиве V2_g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δ_g закодированной логической единицы (фиг.17). При превышении порога θ_{пор g} значениями кепстра в массиве V2_g и отсутствии превышения в массиве V1_g принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δ_g закодированного логического нуля (фиг.18).

Считают, что выделенная информация из первого кепстрального массива соответствует первому биту информации принятой кодограммы, информация из второго кепстрального массива соответствует второму биту информации принятой кодограммы, а информация из g-го кепстрального массива - g-му биту информации принятой кодограммы. В последующем создают результирующий массив, представляющий собой расшифрованную кодограмму. В его элементы записывают последовательно, начиная с первого кепстрального массива и заканчивая G-м кепстральным массивом, выделенную информацию из каждого g-го кепстрального массива. При отсутствии превышения порога θ_{пор g} значениями кепстра в установленных массивах V1_g и V2_g принимают решение об окончании приема кодограммы, после чего с объекта Y на объект Х посылают запросный сигнал, свидетельствующий о готовности объекта Y к приему следующей кодограммы.

Сущность способа, а