Многоканальный приемник с кодовым разделением каналов для приема квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности

Многоканальный приемник с кодовым разделением каналов для приема квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области передачи информации посредством электромагнитных волн и может быть использовано в системах сотовой, беспроводной и спутниковой радиосвязи, телеметрии, в системах управления по радио и др., призванных функционировать в условиях ведения радиоэлектронной борьбы (т.е. в условиях действия организованных помех, постороннего вмешательства в работу систем для перехвата информации и навязывания ложной информации).

Одним из основных требований, предъявляемых к перспективным системам связи, является требование по использованию в них сигналов с высокой структурной скрытностью, что позволяет затруднить противоборствующей стороне создание эффективной помехи (помехи подобной сигналу) для подавления этих систем, а также защитить эти системы связи от постороннего вмешательства с целью перехвата информации или навязывания ложной информации.

Известны системы сотовой и спутниковой связи, использующие псевдослучайные сигналы, а именно: система сотовой подвижной связи стандарта IS-95 на основе технологии многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), (в иностранной терминологии - CDMA); система спутниковой связи «Глобалстар» (США), SAT-CDMA (Ю.Корея), SW-CDMA (Европейское космическое агентство-ESA) [1], используемые системы с МДКР стандарта CDMA-2000, WCDMA, HDPA, а также устройство [2], которым присущи следующие недостатки:

период кодовых последовательностей, определяющий скорость передачи информации, имеет малую длительность, что отрицательно сказывается на помехозащищенности каналов связи;

множество используемых псевдослучайных сигналов определяется линейными кодовыми последовательностями, ансамбль которых ограничен;

в явном виде присутствует сигнал синхронизации, соответствующий одной из используемых кодовых последовательностей;

незначительная длина используемых кодовых последовательностей и незначительный их ансамбль не решает проблем обеспечения требуемой структурной скрытности используемых сигналов;

для синхронизации системы используется пилот-сигнал, передаваемый одновременно с информацией, что определяет его доступность для вскрытия сторонним наблюдателем. Таким образом, все указанные аналоги характеризуются низкой структурной скрытностью используемых сигналов.

Одним из перспективных направлений по повышению структурной скрытности сигналов является использование для их формирования нелинейных кодовых последовательностей, объем ансамбля которых оценивается, как [3], где n - разрядность регистра сдвига, формирующего нелинейную кодовую последовательность из ансамбля полных кодовых колец. Тогда, при n=6 имеем , а это уже внушительная величина.

Известны методы и принципы [3, 4], позволяющие формировать сигналы с повышенной структурной скрытностью, которая достигается за счет использования при их формировании нелинейных кодовых ортогональных последовательностей из ансамбля полных кодовых колец.

Однако не существует устройств, которые позволяют обеспечить надежный прием таких сигналов.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство [2] (прототип), в состав которого входят последовательно соединенные первый преобразователь частоты, первый широкополосный фильтр нижних частот, первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй преобразователь частоты, второй широкополосный фильтр нижних частот, второй аналого-цифровой преобразователь, первые входы первого и второго преобразователей частоты объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильтр фазовой ошибки, первый управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого через фазовращатель соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, второй вход первого преобразователя частоты соединен с выходом управляемого генератора, последовательно соединенные фильтр нижних частот и декодер, выход которого является выходом приемника, первый выход первого квадратурного коррелятора соединен со входом фильтра нижних частот, второй выход первого квадратурного коррелятора соединен со входом фильтра фазовой ошибки, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом первого квадратурного коррелятора, выход второго аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом первого квадратурного коррелятора, последовательно соединенные цифровой сумматор, фильтр ошибки по задержке, второй управляющий элемент, управляемый тактовый генератор и генератор опорных сигналов, первый вход цифрового сумматора соединен со вторым выходом второго квадратурного коррелятора, второй вход цифрового сумматора соединен со вторым выходом третьего квадратурного коррелятора, первый и второй входы второго квадратурного коррелятора объединены и соединены с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, первый и второй входы третьего квадратурного коррелятора объединены и соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, первый выход генератора опорных сигналов соединен с четвертым входом второго квадратурного коррелятора, второй выход генератора опорных сигналов соединен с третьим входом первого квадратурного коррелятора и четвертым входом третьего квадратурного коррелятора, третий выход генератора опорных сигналов соединен с четвертым входом первого квадратурного коррелятора и третьим входом второго квадратурного коррелятора, а четвертый выход генератора опорных сигналов соединен с третьим входом третьего квадратурного коррелятора.

Целью настоящего изобретения является разработка многоканального устройства, позволяющего обеспечить надежный прием квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем в себя последовательно соединенные первый преобразователь частоты, первый широкополосный фильтр нижних частот, первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй преобразователь частоты, второй широкополосный фильтр нижних частот, второй аналого-цифровой преобразователь, первые входы первого и второго преобразователей частоты объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильтр фазовой ошибки, первый управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого через первый фазовращатель соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, второй вход первого преобразователя частоты соединен с выходом управляемого генератора, последовательно соединенные фильтр нижних частот и декодер, выход которого является выходом приемника, первый выход первого квадратурного коррелятора соединен со входом фильтра нижних частот, второй выход первого квадратурного коррелятора соединен со входом фильтра фазовой ошибки, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом первого квадратурного коррелятора, выход второго аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом первого квадратурного коррелятора, последовательно соединенные цифровой сумматор, фильтр ошибки по задержке, второй управляющий элемент, управляемый тактовый генератор и генератор опорных сигналов, первый вход цифрового сумматора соединен со вторым выходом второго квадратурного коррелятора, второй вход цифрового сумматора соединен со вторым выходом третьего квадратурного коррелятора, первый и второй входы второго квадратурного коррелятора объединены и соединены с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, первый и второй входы третьего квадратурного коррелятора объединены и соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, первый выход генератора опорных сигналов соединен с четвертым входом второго квадратурного коррелятора, второй выход генератора опорных сигналов соединен с третьим входом первого квадратурного коррелятора и четвертым входом третьего квадратурного коррелятора, третий выход генератора опорных сигналов соединен с четвертым входом первого квадратурного коррелятора и третьим входом второго квадратурного коррелятора, а четвертый выход генератора опорных сигналов соединен с третьим входом третьего квадратурного коррелятора, в схему внесены следующие изменения:

из схемы исключены: квадратурные корреляторы, фильтр нижних частот, декодер, цифровой сумматор, генератор опорных сигналов, первый широкополосный фильтр нижних частот, первый аналого-цифровой преобразователь, второй широкополосный фильтр нижних частот и второй аналого-цифровой преобразователь, а в схему устройства дополнительно введены: K каналов выделения информации (K принимает значения от 1 до N-1, а N=2ⁿ при n≥1), один из которых выделен для синхронизации приемника, причем каждый канал выделения информации включает в себя последовательно соединенные первый квадратурный коррелятор канала выделения информации, первый интегратор и первый компаратор, а также последовательно соединенные второй квадратурный коррелятор канала выделения информации, второй интегратор и второй компаратор, первые входы первого и второго квадратурных корреляторов канала выделения информации объединены и являются первым входом k-ого канала выделения информации, где k принимает значения от 1 до K, вторые входы первого и второго квадратурных корреляторов канала выделения информации объединены и являются вторым входом k-ого канала выделения информации, выход первого компаратора соединен с первым входом декодера и является первым и девятым выходами канала выделения информации, выход второго компаратора соединен со вторым входом декодера и является вторым и десятым выходами канала выделения информации, первый выход декодера является третьим выходом канала выделения информации, второй выход декодера является четвертым выходом канала выделения информации, выход первого квадратурного коррелятора канала выделения информации является пятым выходом канала выделения информации, выход второго квадратурного коррелятора канала выделения информации является шестым выходом канала выделения информации, вторые входы первого и второго интегратора и третий вход декодера объединены и являются седьмым входом канала выделения информации, четвертый вход декодера является шестым входом канала выделения информации, выход первого сумматора по модулю два соединен с третьим входом первого квадратурного коррелятора канала выделения информации и является восьмым выходом канала выделения информации, выход второго сумматора по модулю два соединен с третьим входом второго квадратурного коррелятора канала выделения информации и является седьмым выходом канала выделения информации, первый вход первого сумматора по модулю два является третьим входом канала выделения информации, первый вход второго сумматора по модулю два является четвертым входом канала выделения информации, вторые входы первого и второго сумматоров по модулю два объединены и являются пятым входом канала выделения информации, а также последовательно соединенные первый фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом первого преобразователя частоты, третий преобразователь частоты, первый широкополосный фильтр нижних частот и первый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом второго преобразователя частоты, четвертый преобразователь частоты, второй широкополосный фильтр нижних частот и второй аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные пятый преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фильтра промежуточной частоты, третий широкополосный фильтр нижних частот, третий аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные шестой преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра промежуточной частоты, четвертый широкополосный фильтр нижних частот и четвертый аналого-цифровой преобразователь, причем вторые входы четвертого и пятого преобразователей частоты объединены и через второй фазовращатель на π/2 соединены с выходом опорного генератора, вторые входы третьего и шестого преобразователей частоты объединены и соединены с выходом опорного генератора, последовательно соединенные первый квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и первый перемножитель, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно соединенные второй квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой и второй перемножитель, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, второй вход первого перемножителя соединен с 9-ым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, а второй вход второго перемножителя соединен с 10-ым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, выход первого сумматора соединен с входом фильтра фазовой ошибки, первые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом четвертого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого и второго квадратурных корреляторов цепи слежения за несущей частотой объединены и соединены с выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход первого квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с восьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, третий вход второго квадратурного коррелятора цепи слежения за несущей частотой соединен с седьмым выходом канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, первые входы всех каналов выделения информации, а также первые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, вторые входы всех каналов выделения информации, а также вторые входы первого и второго корреляторов цепи слежения за тактовой частотой объединены и соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, выход первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом третьего перемножителя, а выход второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой соединен с первым входом четвертого перемножителя, третий вход k-ого канала выделения информации соединен с i-ым выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где i принимает значение k, четвертый вход k-ого канала выделения информации соединен с j-ым выходом генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, где j принимает значение (K-k+1), причем i≠j, если i=j, то j=k+1, пятые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены к первому выходу генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, шестые входы всех каналов выделения информации объединены и подключены ко второму выходу генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, (K+1)-ый выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с седьмыми входами всех каналов выделения информации и со вторым входом третьего интегратора, пятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через первый квадратор соединен с первым входом второго сумматора, а шестой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, через второй квадратор соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого через третий интегратор и первое пороговое устройство соединен с объединенными вторыми входами первого, второго и третьего электронных ключей, девятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом третьего перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а десятый выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен со вторым входом четвертого перемножителя, выход которого соединен со вторым входом третьего сумматора, выход третьего сумматора через первый электронный ключ соединен с входом фильтра ошибки по задержке, а также последовательно соединенные пятый перемножитель и пятый широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные шестой перемножитель и шестой широкополосный фильтр нижних частот, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, первый и второй входы пятого перемножителя объединены и соединены с выходом первого фильтра промежуточной частоты, первый и второй входы шестого перемножителя объединены и соединены с выходом второго фильтра промежуточной частоты, последовательно соединенные согласованный фильтр и третий квадратор, выход которого через третий электронный ключ соединен со входом второго порогового устройства, выход которого соединен с объединенными первыми входами генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей и генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, выход согласованного фильтра соединен с входом первого инвертора и с первым входом четвертого электронного ключа, выход первого инвертора соединен с первым входом пятого электронного ключа, выход которого соединен с входом второго инвертора, выходы второго инвертора и четвертого электронного ключа объединены и соединены с первым входом третьего сумматора по модулю два, выход четвертого сумматора соединен с входом согласованного фильтра и со вторым входом седьмого перемножителя, последовательно соединенные третий сумматор по модулю два, седьмой перемножитель и второй электронный ключ, выход которого подключен к входу фильтра ошибки по задержке, (K+2)-ый выход генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей соединен с объединенными вторыми входами четвертого и пятого электронных ключей, выход управляемого тактового генератора соединен со вторыми входами третьего сумматора по модулю два, генератора канальных ортогональных кодовых последовательностей, генератора маскирующей ортогональной кодовой последовательности, а также со вторыми входами четвертого и пятого сумматоров по модулю два, седьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом четвертого сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом второго коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, восьмой выход канала выделения информации, выделенного для синхронизации приемника, соединен с первым входом пятого сумматора по модулю два, выход которого соединен с третьим входом первого коррелятора цепи слежения за тактовой частотой.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются введенные в схему приемника новые элементы, а именно: K каналов выделения информации, два фазовращателя на π/2, управляемый генератор, два управляющих элемента, фильтр фазовой ошибки, шесть преобразователей частоты, шесть широкополосных фильтров нижних частот, четыре аналого-цифровых преобразователя, опорный генератор, два квадратурных коррелятора цепи слежения за несущей частотой, семь перемножителей, четыре сумматора, два фильтра промежуточной частоты, три интегратора, согласованный фильтр, пять электронных ключей, три квадратора, два пороговых устройства, управляемый тактовый генератор, фильтр ошибки по задержке, два квадратурных коррелятора цепи слежения за тактовой частотой, пять сумматоров по модулю два, генератор канальных ортогональных кодовых последовательностей, генератор маскирующей ортогональной кодовой последовательности и соответствующие связи между ними, благодаря чему удалось обеспечить надежный прием квадратурно-модулированных сигналов повышенной структурной скрытности.

Поскольку совокупность введенных элементов и их связи до даты подачи заявки в патентной и научной литературе не обнаружены, то предлагаемое техническое решение соответствует «изобретательскому уровню».

Структурная схема заявляемого устройства представлена на фиг.1 и фиг.2. С целью упрощения схемы на фиг.1 изображены только один k-тый (k=1) канал выделения информации, а также элементы, которые обеспечивают функционирование устройства и позволяют пояснить его работу в целом. На фиг.1 цифрами обозначены:

1, 16 - фазовращатель на π/2 (ФВ);

2 - управляемый генератор (УГ);

3, 52 - управляющий элемент (УЭ);

4 - фильтр фазовой ошибки (ФФО);

5, 15, 18, 20, 32, 34 - преобразователь частоты (ПЧ);

6, 14, 21, 31, 37, 39 - широкополосный фильтр нижних частот (ШФНЧ);

7, 13, 22, 30 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

8, 12 - квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой (КК НЧ);

9, 11, 38, 40, 49, 59, 60 - перемножитель (П);

10, 36, 61, 64 - сумматор (См);

17 - опорный генератор (ОГ);

19, 33 - фильтр промежуточной частоты (ФПЧ);

23, 29 - квадратурный коррелятор канала выделения информации (КК КВИ);

24, 28, 63 - интегратор (Инт.);

25, 27 - компаратор (KM);

26 - декодер (ДК);

35 - согласованный фильтр (СФ);

41, 42, 48, 54, 55 - сумматор по модулю два (См2);

43, 50, 56, 69, 70 - электронный ключ (ЭК);

45, 65, 66 - квадратор (KB);

46 - генератор канальных ортогональных кодовых последовательностей (ГКОКП);

47 - генератор маскирующей ортогональной кодовой последовательности (ГМОКП);

51 - управляемый тактовый генератор (УТГ);

53 - фильтр ошибки по задержке (ФОЗ);

57, 58 - квадратурный коррелятор цепи слежения за тактовой частотой (КК ТЧ);

44, 62 - пороговое устройство (ПУ);

67, 68 - канал выделения информации (КВИ);

71, 72 - инвертор (Инв.).

На фиг.2а изображен квадратурный коррелятор КВИ. Цифрами на фиг.2а обозначены:

1, 4 - перемножитель (П);

2, 5 - цифровой фильтр нижних частот (ЦФНЧ);

3 - сумматор (См);

6 - инвертор (Инв.).

На фиг.2б изображен квадратурный коррелятор цепи слежения за несущей частотой. Цифрами на фиг.2б обозначены:

1, 5 - перемножитель (П);

2, 6 - цифровой фильтр нижних частот (ЦФНЧ);

3 - сумматор (См);

4 - линия задержки (ЛЗ).

На фиг.2в изображен квадратурный коррелятор цепи слежения за тактовой частотой. Цифрами на фиг.2в обозначены:

1, 5 - перемножитель (П);

2, 6 - цифровой фильтр нижних частот (ЦФНЧ);

3 - сумматор (См).

4 - линия задержки (ЛЗ);

7 - инвертор (Инв.).

Работа приемника. Порядок работы приемника рассмотрим по структурным схемам, которые изображены на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.

При рассмотрении работы приемника будем исходить из следующего:

1. На вход приемного устройства поступает аддитивная смесь сигнала и шума вида

где s(t) - собственно принимаемый приемником групповой сигнал;

n(t) - шум на входе приемника.

Принимаемый сигнал на входе K-канального приемника представим в виде:

где А - амплитуда сигнала;

ω_o - несущая угловая частота сигнала;

t - текущее время;

П1_lki - i-ая канальная ортогональная кодовая последовательность в синфазном k-ом КВИ на l-ом интервале времени;

П2_lkj - j-ая канальная ортогональная кодовая последовательность в квадратурном k-ом КВИ на l-ом интервале времени;

k - номер КВИ, k принимает значения от 1 до K, а K принимает значения от 1 до N-1, a N=2ⁿ при n≥1;

i - номер канальной ортогональной кодовой последовательности из ансамбля последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), пусть i=k;

j - номер канальной ортогональной кодовой последовательности из ансамбля последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), пусть j=K-k+1;

l - длительность канальной ортогональной кодовой последовательности, генерируемой ГКОКП (46), равная длительности информационного символа;

П0 - маскирующая ортогональная кодовая последовательность, генерируемая ГМОКП (47), одновременно выполняет функцию цикловой синхронизации, причем ее длительность L кратна длительности канальной ортогональной кодовой последовательности, генерируемой ГКОКП (46), т.е. L=ml, где m - число канальных ортогональных кодовых последовательностей, укладывающихся на интервале маскирующей ортогональной кодовой последовательности;

П0_l - фрагмент маскирующей ортогональной кодовой последовательности, генерируемой ГМОКП (47), на интервале l;

θ1_lk - фаза сигнала в синфазном k-ом КВИ на l-ом интервале времени. Причем значение фазы на l-ом интервале времени постоянно, зависит от знака информационного символа и может принимать значения 0 или π;

θ2_lk - фаза сигнала в квадратурном k-ом КВИ на l-ом интервале времени. Причем значение фазы постоянно на l-ом интервале времени, зависит от знака информационного символа и может принимать значения π/2 или -π/2.

Шумовая составляющая на входе K-канального приемника имеет вид

где ψ(t) - фаза шумовых составляющих n_cs(t) и n_sn(t), которая представляет собой случайный процесс, равномерно распределенный на интервале ;

n_cs(t) n_sn(t) - амплитуды шумовых составляющих в синфазном и квадратурных каналах соответственно.

Причем n(t), n_cs(t), n_sn(t) - случайные процессы, распределенные по нормальному закону с нулевым средним значением. Спектральная плотность мощности процесса n(t) равна N₀, а процессов n_cs(t) и n_sn(t) - N₀/2; дисперсия процесса n(t) равна σ², а процессов n_cs(t) и n_sn(t) - σ²/2, то есть

2. На выходе УГ (2) формируется сигнал вида

где ω_g - частота УГ;

φ - начальная фаза частоты УГ относительно частоты принимаемого сигнала.

На выходе ФВ (1) сигнал имеет вид

3. Информация в канале передается блоками L-той длины, каждый блок включает m информационных символов, длительность каждого из которых равна l. Каждому информационному символу соответствует канальная ортогональная последовательность. Для повышения структурной скрытности каждый информационный блок «закрывается» маскирующей последовательностью, длина которой равна L.

4. Для обеспечения высокой структурной скрытности в групповом сигнале, поступающем на вход приемного устройства, в явном виде отсутствует пилот-сигнал (сигнал синхронизации). Для решения задач обнаружения сигнала, синхронизации, а также слежения за несущей и тактовой частотами используется информация, циркулирующая в выделенном для этих целей КВИ. В нашем случае для этих целей выделяется первый канал (k=1).

На третий и четвертый входы первого КВИ (67) поступают последовательности П1_l11 и П2_l1К, соответственно. Произведение этих последовательностей дает последовательность П_С. На эту последовательность и настроен СФ (35). Эта же последовательность П_С с (K+2)-ого выхода ГКОКП (46) поступает на первый вход См2 (48) через соответствующий открытый ЭК (69) или (70).

5. В момент включения приемного устройства начала последовательностей, генерируемых ГКОКП (46) и ГМОКП (47), не совпадают друг с другом, а так же, как правило, не совпадают с началом последовательностей, поступающих на вход приемного устройства.

6. Начало маскирующей последовательности, поступающей на вход приемного устройства, совпадает с началом поступающего на вход приемного устройства информационного блока и с началом первой канальной последовательности в составе информационного блока.

7. После включения приемного устройства электронные ключи, (43) и (50) открыты, а ЭК (56), (69) и (70) закрыты.

8. Значение порога ПУ (62) в общем случае определяется требуемым значением вероятности ложных тревог и выбирается исходя из следующих условий:

суммарное значение помеховых составляющих синфазного и квадратурного каналов (помеховые составляющие с 5 и 6 выходов КВИ (67)), накопленное Инт. (63) на интервале длительности информационного символа l, не должно превышать величины выбранного порога;

суммарное значение энергии составляющих полезного сигнала синфазного и квадратурного каналов (составляющие полезного сигнала с 5 и 6 выходов КВИ (67)), накопленное Инт. (63), должно превысить величину выбранного порога за интервал времени менее l, чтобы обеспечить закрытие ЭК (43) и (50) и открытие ЭК (56) до момента появления очередного импульса с выхода СФ (35).

9. На выходе ОГ (17) формируется сигнал вида

а на выходе ФВ (16) сигнал вида

где ω_ог - частота ОГ, причем ее значение соответствует значению промежуточной частоты ω_пр на выходе ФПЧ (19) и (33).

10. Для повышения структурной скрытности сигналов примем, что в каждом k-ом КВИ должны использоваться две разные канальные ортогональные кодовые последовательности из ансамбля последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), т.е. в синфазном канале k-ого КВИ используется последовательность с номером i, а в квадратурном канале k-ого КВИ - последовательность с номером j. Пусть объем ансамбля последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), равен K. Тогда, для реализации изложенного выше условия, примем следующую взаимосвязь между i, j и k: пусть i=k, a j=K-k+1. Если i=j, то в этом случае j=i+1.

В общем случае работа приемника состоит в решении следующих задач:

обнаружение сигнала;

установление и поддержание синхронизации приемника по несущей и тактовой частотам;

выделение информации.

Работа приемника. Пусть на вход приемника, а, следовательно, и на первые входы ПЧ (18) и (34) поступает аддитивная смесь сигнала s(t) (2) и шума n(t) (3).

Одновременно на второй вход ПЧ (18) непосредственно, а на второй вход ПЧ (34) через ФВ (1) с выхода УГ (2) подаются сигналы вида (5) и (6), соответственно.

Тогда сигнальную составляющую в синфазном канале можно представить в виде

а шумовую составляющую - в виде

а в квадратурном канале сигнальную составляющую - в виде

а шумовую составляющую - в виде

В результате преобразований сигнальной и шумовой составляющих в ПЧ (18) и в ПЧ (34) на их выходах появятся составляющие суммарной (ω_∑=ω_o+ω_g) и разностной (ω_p=ω_o-ω_g) частот сигнала и шума. Составляющие суммарной частоты ω_∑ сигнала и шума подавляются фильтрами промежуточной частоты (19) и (33), а составляющие разностной частоты ω_p (назовем ее промежуточной частотой ω_пр) проходят через ФПЧ (19) и (33).

Тогда сигнальная составляющая на выходе ФПЧ (19) (синфазный канал) будет иметь вид

а шумовая составляющая -

где u_шcs - амплитуда шума в синфазном канале;

u_шsn - амплитуда шума в квадратурном канале.

А сигнальная составляющая на выходе ФПЧ (33) (квадратурный канал) будет иметь вид

а шумовая составляющая -

Работа приемника в режиме обнаружения сигнала. Сигнал с выхода ФПЧ (19) (синфазный канал) вида (13) и (14) поступает на первый и второй входы П (38), а с выхода ФПЧ (33) (квадратурный канал) сигнал вида (15) и (16) - на первый и второй входы П (40).

Сигнал на выходе П (38) можно представить в виде

После возведения в квадрат выражение (17) примет вид

Принимая во внимание, что cos²α=¹/₂(cos2α+1), где α=(ω_прt+θ1_lk-φ), a (П0_l)²=1 и (П1_lki)²=1 выражение

.

Принимая во внимание, что sin²α=¹/₂(1-cos2α), где α=(ω_прt+θ2_lk-φ), а (П0_l)²=1 и (П2_lkj)²=1 выражение

Учитывая, что , где α=(ω_прt+θ1_lk-φ), а β=(ω_прt+θ1_ln-φ); (П0_l)²=1; П1_lki П1_lni=П1_lkn, где П1_lkn - одна из последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), то выражение

Учитывая, что , где α=(ω_прt+θ2_lk-φ), а β=(ω_прt+θ2_ln-φ); (П0_l)²=1; П2_lkj П2_lnj=П2_lkn, где П2_lkn - одна из последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), то выражение

Учитывая, что , где α=(ω_прt+θ2_lk-φ), а β=(ω_прt+θ2_ln-φ); (П0_l)²=1; П1_lki П2_lnj=П12_lkn, где П12_lkn - одна из последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), то выражение

Выражение

Выражение

Выражение

Выражение

Выражение

Выражение

Из анализа приведенных выше выражений следует, что в перемножителе (38) в результате перемножения сигналов, поступивших на его входы, на его выходе появляются составляющие суммарной и разностной частот сигнала и шума.

Составляющие суммарной частоты сигнала и шума синфазного канала подавляются ШФНЧ (37), а низкочастотные составляющие проходят через ШФНЧ (37). Тогда сигнал на выходе ШФНЧ (37) примет вид

Принимая во внимание, что θ1_lk и θ1_ln могут принимать значения только 0 или π, а θ2_lk и θ2_ln - только π/2 или -π/2, тогда cos(θ1_lk-θ1_ln)=±1, cos(θ2_lk-θ2_ln)=±1 и sin(θ2_ln-θ1_lk)=±1, то сигнал на выходе ШФНЧ (37) можно представить в виде

Из анализа выражения (17в) следует, что слагаемые в круглых скобках представляют собой постоянную величину, слагаемые в квадратных скобках представляют собой прямые или инверсные ортогональные кодовые последовательности из ансамбля последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), причем четвертое слагаемое представляет собой последовательность П_с, на которую настроен СФ (35), слагаемые в фигурных скобках представляют собой шумовую составляющую сигнала в синфазном канале. Этот сигнал поступает на первый вход См (36).

Сигнал на выходе П (40) можно представить в виде

После возведения в квадрат выражение (18) примет вид

Если с выражением (18а) провести преобразования, аналогичные преобразованиям, проведенным с выражением (17а), то станет ясно, что в перемножителе (40) в результате перемножения сигналов, поступивших на его входы, на его выходе появляются составляющие суммарной и разностной частот сигнала и шума.

Составляющие суммарной частоты сигнала и шума квадратурного канала подавляются ТТТФНЧ (39), а низкочастотные составляющие проходят через ШФНЧ (39). Тогда сигнал на выходе ШФНЧ (39) примет вид

Из анализа выражения (18б) следует, что слагаемые в круглых скобках представляют собой постоянную величину, слагаемые в квадратных скобках представляют собой прямые или инверсные ортогональные кодовые последовательности из ансамбля последовательностей, генерируемых ГКОКП (46), причем четвертое слагаемое представляет собой пос