Интеллектуальная многопараметрическая адаптивная система радиосвязи

Полезная модель относится к области техники радиосвязи и может быть использована в интеллектуальных многопараметрических адаптивных системах радиосвязи KB и УКВ частотных диапазонах. Содержит на передающей стороне радиоприемник, декодер, блоки управления кодированием, скоростью передачи, видом модуляции, мощностью передачи и выбором оптимальной частоты, тактовый генератор, источник сообщения, блок кодирования, буферный накопитель, блок модуляции, возбудитель, усилитель мощности, устройство интеллектуального управления и устройство обработки нечеткой информации, на приемной стороне содержит блоки преобразования частоты, демодуляции, исключения избыточности, получатель сообщения, блок выбора частоты, измеритель уровня сигнала, нелинейное звено, полосовой фильтр, выпрямитель, блоки оценки качества приема, дешифрации команд, аналого-цифровой преобразователь, формирования эталона, блоки сравнения, буферный блок, счетчики, формирователи команд управления частотой, мощностью излучения, видом модуляции, скоростью передачи и избыточностью кодирования, элемент ИЛИ, хронизатор, кодер, передатчик и блок динамической экспертизы, что обеспечивает расширение функциональных возможностей адаптивной системы радиосвязи.

Полезная модель относится к области техники радиосвязи и может быть использована в интеллектуальных многопараметрических адаптивных системах радиосвязи KB и УКВ частотных диапазонах.

Известна система радиосвязи, реализующая способ комплексной защиты информации [1], которая содержит на передающей стороне анализатор интенсивности помех в канале связи, массив М кодов (n, k, d), оптимальных для данного состояния канала связи по критерию его помехозащищенности, в частности, по минимуму возможных ошибок (искажений) принятого сообщения, где n - общее число информационных символов в кодограмме; k - число исправляющих символов в кодограмме; d - минимальное кодовое расстояние, блок выбора из массива М кода (n, k, d), генератор случайных чисел, шифратор. Передаваемое сообщение разбивают на q - ичные символы длиной i бит, где q=2 ⁱ. Для каждого q - ичного символа вырабатывают искажающую комбинацию (гамму) символов от независимого источника длиной i бит. С помощью этой гаммы символов шифруют стохастическим преобразованием q - ичные символы длиной i бит на передающей стороне канала связи и выполняют обратное стохастическое дешифрующее преобразование каждого принятого q - ичного символа с участием той же гаммы искажающих символов на приемной стороне канала связи.

Подсчитывают число искаженных кодовых блоков и определяют эффективность (оптимальность) принятого кода для передачи сообщения по критерию не выхода за пределы заданных минимальных и максимальных значений. Если окажется, что подсчитанное число искаженных кодовых комбинаций выйдет за пределы их заданных минимальных или максимальных значений, то в известном способе комплексной защиты информации предлагается менять синхронно на передающей и приемной сторонах канала связи вариант кода из М возможных, используя критерий максимальной скорости передачи сообщения.

Недостаток известной системы комплексной защиты информации состоит в том, что исправляющие коды имеют ограниченные функциональные возможности обнаруживать и исправлять ошибки в принятом сообщении, особенно в условиях узкой заданной полосы частот пропускания канала связи, снижают скорость передачи информации и уязвимы от воздействия интенсивных длительных помех.

Наиболее близким известным техническим решением к предлагаемому является многопараметрическая адаптивная система радиосвязи для передачи дискретной информации, которая на передающей стороне содержит последовательно соединенные радиоприемник канала адаптации и декодер, блоки управления кодированием, управления скоростью передачи, выбора вида модуляции, выбора оптимальной частоты и управления мощностью передачи, тактовый генератор и последовательно соединенные между собой источник сообщения, блок кодирования, буферный накопитель, блок модуляции, возбудитель и усилитель мощности с радиопередающей антенной, управляющий вход блока кодирования подключен к выходу блока управления кодированием, управляющий вход буферного накопителя соединен через тактовый генератор с выходом блока управления скоростью передачи и управляющий вход блока модуляции подключен к выходу блока выбора вида модуляции, на приемной стороне содержит последовательно соединенные радиоприемную антенну, блок преобразования частоты, блок демодуляции, блок исключения избыточности и получатель сообщения, блок выбора частоты, измеритель уровня сигнала, последовательно соединенные нелинейное звено, полосовой фильтр и выпрямитель, блок оценки качества приема, блок дешифрации команд на три выхода и четыре входа, аналого-цифровой преобразователь на четыре входа, блок формирования эталона, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, буферный блок на четыре входа, первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики, формирователи команд управления частотой, мощностью излучения, видом модуляции, скоростью передачи и избыточностью кодирования, элемент ИЛИ на пять входов, хронизатор, кодер и передатчик с радиопередающей антенной канала адаптации, управляющий вход преобразователя частоты подключен к первому выходу блока дешифрации команд, управляющий вход блока демодуляции соединен со вторым выходом блока дешифрации команд, третий выход которого подключен к управляющему входу блока исключения избыточности, радиоприемная антенна подключена через блок выбора частоты к первому входу аналого-цифрового преобразователя непосредственно и через измеритель уровня сигнала к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход блока преобразования частоты соединен через нелинейное звено, полосовой фильтр и выпрямитель с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход которого подключен через блок оценки качества приема к выходу блока демодуляции, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к первым входам блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом блока формирования эталона, выходы первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам буферного блока, счетный вход первого счетчика соединен с одним входом «0» второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков, с выходом пятого счетчика и с управляющим входом формирователя команд управления избыточностью кодирования, выход которого подключен к первому входу блока дешифрации команд и к первому входу элемента ИЛИ, выход первого счетчика связан с другим входом «0» второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков и с управляющим входом формирователя команд управления частотой, вход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход формирователя команд управления частотой связан со вторым входом блока дешифрации команд и со вторым входом элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика подключен через формирователь команд управления мощности излучения к третьему входу элемента ИЛИ, выход второго счетчика связан со счетным входом третьего счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления мощностью излучения и с входом формирователя команд управления видом модуляции, выход которого подключен к третьему входу блока дешифрации команд и к четвертому входу элемента ИЛИ, выход третьего счетчика связан со счетным входом четвертого счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления видом модуляции и с входом формирователя команд управления скорости передачи, выход которого подсоединен к четвертому входу блока дешифрации команд и к пятому входу элемента ИЛИ, выход четвертого счетчика связан со счетным входом пятого счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления скоростью передачи и с входом формирователя команд управления избыточностью кодирования, выход элемента ИЛИ подключен через кодер и передатчик канала адаптации к передающей радиоантенне канала адаптации, кроме того, известная многопараметрическая адаптивная система радиосвязи для передачи дискретной информации содержит на приемной стороне дешифратор состояния на четыре входа и три выхода, входы дешифратора состояний подключены к соответствующим выходам буферного блока, первый выход дешифратора состояний подключен к счетному входу первого счетчика, второй выход дешифратора состояний связан со счетным входом второго счетчика, третий выход дешифратора состояний подключен к счетному входу третьего счетчика, на передающей стороне содержит дешифратор команд, выходы которого подключены к входам блока управления кодированием, блока управления скоростью передачи, блока выбора вида модуляции, блока выбора оптимальной частоты и блока управления мощностью передачи, выход блока оптимальной частоты подключен к управляющему входу возбудителя и выход блока управления мощностью передачи соединен с управляющим входом усилителя мощности [2]. За счет адаптивного управления частотой, мощностью излучения адаптивного канала, видом модуляции, скоростью передачи и избыточностью кодирования обеспечивается заданная достоверность передачи дискретного сообщения.

Недостаток прототипа состоит в том, заданная достоверность передачи дискретной информации достигается путем перебора всевозможных комбинаций параметров радиоканала, характеризующих качество связи, и выбора наилучшего с точки зрения достоверности передачи данного дискретного сообщения. В процессе этого перебора всевозможных комбинаций параметров могут появляться циклические нескончаемые промежуточные результаты, что без интерфейса с участием человека-оператора и без пополняемой базы знаний может привести к срыву выполнения задачи по передаче дискретного сообщения. Отсутствие интеллектуального интерфейса, пополняемой базы знаний, использования результатов экспертных оценок и обработки нечеткой информации свидетельствует об ограниченных функциональных возможностях прототипа.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей многопараметрической адаптивной системы радиосвязи путем интеллектуализации процедуры адаптивного управления качеством радиосвязи.

Сущность полезной модели состоит в том, что, кроме известных и общих отличительных признаков, которые характеризуются тем, что известная система радиосвязи на передающей стороне содержит последовательно соединенные радиоприемник канала адаптации и декодер, блоки управления кодированием, управления скоростью передачи, выбора вида модуляции, выбора оптимальной частоты и управления мощностью передачи, тактовый генератор и последовательно соединенные между собой источник сообщения, блок кодирования, буферный накопитель, блок модуляции, возбудитель и усилитель мощности с радиопередающей антенной, управляющий вход блока кодирования подключен к выходу блока управления кодированием, управляющий вход буферного накопителя соединен через тактовый генератор с выходом блока управления скоростью передачи и управляющий вход блока модуляции подключен к выходу блока выбора вида модуляции, на приемной стороне содержит последовательно соединенные радиоприемную антенну, блок преобразования частоты, блок демодуляции, блок исключения избыточности и получатель сообщения, блок выбора частоты, измеритель уровня сигнала, последовательно соединенные нелинейное звено, полосовой фильтр и выпрямитель, блок оценки качества приема, блок дешифрации команд на три выхода и четыре входа, аналого-цифровой преобразователь на четыре входа, блок формирования эталона, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, буферный блок на четыре входа, первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики, формирователи команд управления частотой, мощностью излучения, видом модуляции, скоростью передачи и избыточностью кодирования, элемент ИЛИ на пять входов, хронизатор, кодер и передатчик с радиопередающей антенной канала адаптации, управляющий вход преобразователя частоты подключен к первому выходу блока дешифрации команд, управляющий вход блока демодуляции соединен со вторым выходом блока дешифрации команд, третий выход которого подключен к управляющему входу блока исключения избыточности, радиоприемная антенна подключена через блок выбора частоты к первому входу аналого-цифрового преобразователя непосредственно и через измеритель уровня сигнала к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход блока преобразования частоты соединен через нелинейное звено, полосовой фильтр и выпрямитель с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход которого подключен через блок оценки качества приема к выходу блока демодуляции, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к первым входам блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом блока формирования эталона, выходы первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам буферного блока, счетный вход первого счетчика соединен с одним входом «0» второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков, с выходом пятого счетчика и с управляющим входом формирователя команд управления избыточностью кодирования, выход которого подключен к первому входу блока дешифрации команд и к первому входу элемента ИЛИ, выход первого счетчика связан с другим входом «0» второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков и с управляющим входом формирователя команд управления частотой, вход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход формирователя команд управления частотой связан со вторым входом блока дешифрации команд и со вторым входом элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика подключен через формирователь команд управления мощности излучения к третьему входу элемента ИЛИ, выход второго счетчика связан со счетным входом третьего счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления мощностью излучения и с входом формирователя команд управления видом модуляции, выход которого подключен к третьему входу блока дешифрации команд и к четвертому входу элемента ИЛИ, выход третьего счетчика связан со счетным входом четвертого счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления видом модуляции и с входом формирователя команд управления скорости передачи, выход которого подсоединен к четвертому входу блока дешифрации команд и к пятому входу элемента ИЛИ, выход четвертого счетчика связан со счетным входом пятого счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления скоростью передачи и с входом формирователя команд управления избыточностью кодирования, выход элемента ИЛИ подключен через кодер и передатчик канала адаптации к передающей радиоантенне канала адаптации, предлагаемая интеллектуальная многопараметрическая адаптивная система радиосвязи содержит на передающей стороне устройство интеллектуального управления на пять выходов и устройство обработки нечеткой информации, включенное в цепи между выходами блока выбора оптимальной частоты и блока управления мощностью передачи с одной стороны и управляющими входами возбудителя и усилителя мощности с другой стороны, вход устройства интеллектуального управления связан с выходом декодера, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы устройства интеллектуального управления подключены соответственно к входам блоков управления кодированием, управления скоростью передачи, выбора вида модуляции, выбора оптимальной частоты и управления мощностью передачи, на приемной стороне содержит блок динамической экспертизы на четыре входа и три выхода с дополнительным входом, подключенным к выходу хронизатора, и с дополнительных выходом, связанным с входом блока формирования эталона, первый, второй, третий и четвертый входы блока динамической экспертизы подключены к соответствующим выходам первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения, первый выход блока динамической экспертизы подключен к счетному входу первого счетчика и к входу формирователя команд управления частотой, второй выход блока динамической экспертизы связан со счетным входом второго счетчика и с входом формирователя команд управления мощностью излучения, третий выход блока динамической экспертизы подсоединен к счетному входу третьего счетчика.

Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемая интеллектуальная многопараметрическая адаптивная система радиосвязи содержит на передающей стороне устройство интеллектуального управления на пять выходов и устройство обработки нечеткой информации, включенное в цепи между выходами блока выбора оптимальной частоты и блока управления мощностью передачи с одной стороны и управляющими входами возбудителя и усилителя мощности с другой стороны, вход устройства интеллектуального управления связан с выходом декодера, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы устройства интеллектуального управления подключены соответственно к входам блоков управления кодированием, управления скоростью передачи, выбора вида модуляции, выбора оптимальной частоты и управления мощностью передачи, на приемной стороне содержит блок динамической экспертизы на четыре входа и три выхода с дополнительным входом, подключенным к выходу хронизатора, и с дополнительных выходом, связанным с входом блока формирования эталона, первый, второй, третий и четвертый входы блока динамической экспертизы подключены к соответствующим выходам первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения, первый выход блока динамической экспертизы подключен к счетному входу первого счетчика и к входу формирователя команд управления частотой, второй выход блока динамической экспертизы связан со счетным входом второго счетчика и с входом формирователя команд управления мощностью излучения, третий выход блока динамической экспертизы подсоединен к счетному входу третьего счетчика, что обеспечивает расширение функциональных возможностей многопараметрической адаптивной системы радиосвязи путем интеллектуализации процедуры адаптивного управления качеством радиосвязи.

Функциональная схема предлагаемой интеллектуальной многопараметрической адаптивной системы радиосвязи, ее передающая сторона, изображена на фиг.1, а ее приемная сторона представлена на фиг.2.

На фиг.1 и 2 обозначено: 1 - источник передаваемого сообщения; 2 - блок кодирования; 3 - буферный накопитель; 4 - блок модуляции; 5 - возбудитель; 6 - усилитель мощности; 7 - тактовый генератор; 8 - устройство обработки нечеткой информации; 9 - блок управления кодированием; 10 - блок управления скоростью передачи; 11 - блок выбора вида модуляции; 12 - блок выбора оптимальной частоты; 13 - блок управления мощностью передачи; 14 - устройство интеллектуального управления; 15 - декодер; 16 - приемник обратного канала (канала адаптации); 17 - блок преобразования частоты; 18 - блок демодуляции; 19 - блок исключения избыточности; 20 - получатель сообщения; 21 - блок выбора частоты; 22 - измеритель уровня сигнала; 23 - нелинейное звено; 24 - полосовой фильтр; 25 - выпрямитель; 26 - блок оценки качества приема; 27 - аналого-цифровой преобразователь; 28 - блок дешифрации команд; 29 - блок формирования эталона; 30, 31, 32 и 33 - первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения; 34 - буферный блок; 35 - блок динамической экспертизы; 36, 37, 38, 39 и 40 - первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики; 41 - формирователь команд управления частотой; 42 - формирователь команд управления мощностью излучения; 43 - формирователь команд управления видом модуляции; 44 - формирователь команд управления скоростью передачи; 45 - формирователь команд управления избыточностью кодирования; 46 - передатчик обратного канала (канала адаптации); 47 - кодер; 48 - элемент ИЛИ; 49 - хронизатор; WA1 - радиопередающая антенна; WA2 - радиоприемная антенна обратного канала (канала адаптации); WA3 - радиоприемная антенна; WA4 - радиопередающая антенна обратного канала (канала адаптации).

В исходном положении источник передаваемого сообщения 1 подключен через блок кодирования 2, буферный накопитель 3, блок модуляции 4, возбудитель 5 и усилитель мощности 6 к передающей радиоантенне WA1. Выход тактового генератора 7 соединен с управляющим входом буферного накопителя 3. Выходы устройства обработки нечеткой информации 8 связаны с управляющими входами возбудителя 5 и усилителя мощности 6. Входы блоков управления кодированием 9, управления скоростью передачи 10, выбора вида модуляции 11, выбора оптимальной частоты 12 и управления мощностью передачи 13 подключены к соответствующим выходам устройство интеллектуального управления 14, вход которого связан через декодер 15 и приемник обратного канала (канала адаптации) 16 с радиоприемной антенной WA2 канала адаптации. Выход блока преобразования частоты 17 подключен через блок демодуляции 18 и блок исключения избыточности 19 к входу получателя сообщения 20. Выход антенны WA3 соединен через блок выбора частоты 21 к входу измерителя уровня сигнала 22. Выход блока преобразования частоты 17 подключен через нелинейное звено 23 полосовой фильтр 24 в входу выпрямитель 25. Выход блока демодуляции 18 подсоединен через блок оценки качества приема 26 к одному входу аналого-цифрового преобразователя 27, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя 25, третий вход аналого-цифрового преобразователя 27 связан с выходом измерителя уровня сигнала 22. Выходы блока дешифрации команд 28 подключены к управляющим входам блока преобразования частоты 17, блока демодуляции 18 и блока исключения избыточности 19. Выходы блока формирования эталона 29 связаны с первыми входами первого 30, второго 31, третьего 32 и четвертого 33 блоков сравнения, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам аналого-цифрового преобразователя 27, а выходы блоков сравнения подключены через буферный блок 34 к входам блока динамической экспертизы 35. Выходы первого 36, второго 37, третьего 38, четвертого 39 и пятого 40 счетчиков подключены к управляющим входам формирователей команд управления частотой 41, мощностью излучения 42, видом модуляции 43, скоростью передачи 44 и избыточностью кодирования 45. Выход передатчика обратного канала (канала адаптации) подключен к клеммам радиопередающей антенны WA4, а вход передатчика канала адаптации 46 связан через кодер 47 с выходом элемента ИЛИ 48. Выход хронизатора 49 подключен к дополнительному входу блока динамической экспертизы 35, дополнительный выход которого подсоединен к входу блока формирования эталона 29. Выход первого счетчика 36 подключен к одним входам установки «0» счетчиков 37, 38, 39 и 40, а выход пятого счетчика 40 связан с другими входами установки «0» счетчиков 37, 38, 39 и 40 и со счетным входом первого счетчика 36. Выходы формирователей команд управления частотой 41, мощностью излучения 42, видом модуляции 43, скоростью передачи 44 и избыточностью кодирования 45 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 48. Выходы формирователей команд управления частотой 41, видом модуляции 43, скоростью передачи 44 и избыточностью кодирования 45 подключены к соответствующим входам блока дешифрации команд 28.

Кроме того, в исходном состоянии на передающей и приемной сторонах системы устанавливаются:

а) массив возможных для работы несущих частот f₁, f ₂,,f_N и порядок из изменения от f₁ до f_N с помощью блока преобразования частоты 17;

б) количество ступеней изменения мощности излучения радиосигналов от Р_мин до P_мах с помощью усилителя мощности 6;

в) массив возможных для работы видов радиосигналов и порядок их изменения элементами блоков модуляции 4 и демодуляции 18;

г) массив возможных скоростей передачи дискретной информации от V_мин до V_макс и порядок их изменения с помощью блока управления скоростью передачи 10, тактового генератора 7 и буферного накопителя 3;

д) массив возможных способов кодирования информации и порядок их применения с помощью блоков управления кодированием 9 и блока кодирования 2;

е) эталонные максимально-допустимые значения в цифровой форме для заданного качества радиосвязи уровни искажений на выходе блока демодуляции 18, уровни сосредоточенной помехи на выходе блока преобразования частоты 17, а также максимально-допустимые значения соотношения сигнал/шум и уровня принимаемого сигнала на входе блока преобразования частоты 17 с помощью блока формирования эталона 29;

ж) в положение «0» счетчики 3640, причем объем ячеек памяти каждого из них рассчитан на количество счетных единиц до переполнения, что соответствует числу N градаций в изменении несущих частот (счетчик 36), мощности излучения (счетчик 37), вида модуляции (счетчик 38), скорости передачи (счетчик 39) и количества используемых помехоустойчивых кодов (счетчик 40).

Предлагаемая система работает следующим образом.

С выхода приемника 16 адаптивного канала управляющие дискретные сигналы поступают через декодер 15 на вход устройства интеллектуального управления 14, которое представляет собой интеллектуальный интерфейс с базой знаний об основных параметрах адаптации. В устройстве интеллектуального управления 14 определяется адрес управляющей команды, а именно: блок выбора оптимальной частоты 12, и на его вход подается команда 0001. Кроме того, с помощью устройства интеллектуального управления 14 (первый выход) включается в работу блок управления кодированием 9, который регулирует избыточность кодирования с помощью блока кодирования 2 путем изменения способа кодирования дискретной информации, поступающей на его вход. Также с помощью устройства интеллектуального управления 14 (второй выход) включается в работу блок управления скоростью передачи информации 10, который изменяет частоту генерируемых импульсов тактового генератора 7 и частоту съема дискретной информации с выхода буферного накопителя 3. Буферный накопитель 3 предназначен для согласования скорости передачи дискретной информации с выхода источника информации 1, поступающей через блок кодирования 2, с установленной скоростью передачи по каналу. Блок модуляции 4, возбудитель 5 и усилитель мощности 6 являются узлами радиопередатчика с расширенными возможностями по излучению радиосигналов различного вида и регулируемой мощностью излучения. С третьего выхода устройства интеллектуального управления 14 управляющий сигнал поступает через блок выбора вида модуляции 11 на управляющий вход блока модуляции 4 с целью изменения вида радиосигнала. С четвертого и с пятого выходов устройства интеллектуального управления 14 управляющие сигналы проходят через блоки выбора оптимальной частоты 12 и управления мощностью передачи 13 на входы устройства обработки нечеткой информации 8. С выходов устройства обработки нечеткой информации 8 управляющие сигналы поступают на управляющий вход возбудителя 5 для изменения частоты несущей и на управляющий вход усилителя мощности 6 для изменения его коэффициента усиления.

На приемной стороне (фиг.2) системы радиосвязи блок преобразования частоты 17 и блок демодуляции 18 выполняют роль узлов супергетеродинного радиоприемника с расширенными возможностями по приему радиосигналов различного вида. В состав блока преобразования частоты 17 входят известные смесители, гетеродины и усилители промежуточных частот. Блок демодуляции 18 включает в себя набор известных демодуляторов по используемым видам принимаемых радиосигналов. Блок исключения избыточности 19 кодированной информации устраняет ее избыточность, заложенную на передающей стороне блоком кодирования 2. С помощью блока выбора частоты 21 анализируется помеховая обстановка на частотах рабочего диапазона радиоприемника по соотношению сигнал/шум и выбирается оптимальная частота. Выходной сигнал блока выбора частоты 21 направляется на вход измерителя уровня 22 принимаемого радиосигнала на установленной несущей частоте. Использование нелинейного звена 23, полосового фильтра 24 и выпрямителя позволяет выявить, сосредоточенную по спектру с принимаемым радиосигналом, помеху. Для анализа качества принятого на выходе демодулятора 18 сигнала, например, по краевым искажениям и дроблениям, подключается к выходу этого демодулятора 18 блок оценки качества приема 26.

Выходные аналоговые сигналы блока выбора частоты 21, измерителя уровня 22, выпрямителя 25 и блока оценки качества приема 26 поступают через аналого-цифровой преобразователь 27 на первые входы блоков сравнения 3033, на вторые входы которых подаются выходные сигналы блока формирования эталона 29 для их по парного сравнения. Результаты сравнения с выходом каждого блока сравнения 3033 в виде сигналов «Норма» или «Больше нормы» поступают через буферный блок 34 на входы блока динамической экспертизы 35.

С помощью блока динамической экспертизы 35 осуществляется преобразование двоичного кода, поступающего на каждый из четырех его входов, на управляющие позиционные сигналы, которые направляются на три выхода блока динамической экспертизы с тактовой скоростью, определяемой хронизатором 49. Выходной сигнал хронизатора 49 подается на дополнительный вход блока динамической экспертизы 35. С дополнительного выхода блока динамической экспертизы 35 сформированные сигналы экспертной оценки поступают на вход блока формирования эталона 29.

Выходные сигналы блока динамической экспертизы 35 направляются на счетные входы счетчиков 36, 37 и 38, которые, как и счетчики 39 и 40, предназначены для подсчета ступеней адаптации по параметрам: мощности излучения, несущих частот, видов радиосигналов, скорости передачи информации и способов кодирования. Объем ячеек памяти счетчиков 3640 соответствует п.ж) исходного положения предлагаемой системы радиосвязи. Сигналы переполнения счетчиков 3640 поступают на управляющие входы соответствующих формирователей команд управления частотой 41, мощностью излучения 42, вида модуляции 43, скорости передачи 44 и избыточности кодирования 45. Кроме того, сигнал переполнения счетчика 36 поступает на входы установки «0» счетчиков 3740, а сигнал переполнения счетчика 40 подается на другие входы установки «0» счетчиков 3740 и на счетный вход счетчика 36.

Выходные сигналы формирователей команд управления 4145 представляются в виде совокупности постоянной адресной части, например, 001 - адрес блока 4; 010 - адрес блока 5; 011 - адрес блока 6; 100 - адрес блока 7, 101 - адрес блока 8 и изменяющейся команды: 0000 - начальная установка «0»; 0001, 0010,, 1111 - сформированные команды управления, соответствующие градациям изменений параметров адаптации.

Выходные двоичные сигналы формирователей команд управления 4145 поступают через элемент ИЛИ 48 на вход кодера 47, где осуществляется помехоустойчивое кодирование радиосигналов по каналу адаптации для достижения требуемой достоверности их передачи с помощью радиопередатчика 46. Кроме того, выходные двоичные сигналы формирователей команд управления частотой 41, видом модуляции 43, скоростью передачи 44 и избыточностью кодирования 45 направляются на соответствующие входы блока дешифрации команд 28. С выхода блока дешифрации команд 28 управляющие сигналы поступают на управляющие входы блока преобразования частоты 17 для установки заданной несущей частоты приема, блока демодуляции 18 для установки принимаемого вида радиосигнала и скорости принимаемой дискретной информации и блока исключения избыточного кодирования 19.

Вхождение в радиосвязь начинается на первой несущей частоте f ₁ из массива возможных для работы частот. На этой частоте передается дискретный информационный сигнал, причем избыточность информации с помощью блока кодирования 2 не вводится; тактовая скорость передачи информации с выхода буферного накопителя 3 соответствует максимально возможной из массива используемых для передачи скоростей; вид радиосигнала, формируемый с помощью блока 4 модуляции, наименее помехоустойчивому виду из массива видов, используемых для работы; мощность излучения радиосигнала с помощью усилителя мощности 6 минимальная из всего набора возможных.

На приемной стороне адаптивной системы связи радиосигнал с частотой f₁ проходит через блок преобразования частоты 17, блок демодуляции 18 и блок исключения избыточности 19 на вход получателя сообщения 20. С помощью блока выбора частоты 21 выбирается частота несущей, с помощью измерителя 22 определяется уровень принимаемого сигнала, использование блоков 23, 24 и 25 позволяет выявить наличие сосредоточенной по спектру с принимаемым радиосигналом помехи и определить ее уровень, а с помощью блока 26 оценивается качество приема с точки зрения краевых искажений и дроблений. Результаты всех этих оценок и измерений в виде аналоговых сигналов поступают на соответствующие четыре входа аналого-цифрового преобразователя 27, где происходит их преобразование в цифровую форму. Выходные цифровые сигналы аналого-цифрового преобразователя 27 поступают на одни входы блоков сравнения 30, 31, 32 и 33, на другие входы которых направляются цифровые сигналы с выходов блока формирования эталона 29. В результате этого по парного сравнения на выходе блока сравнения появляется «единица», если измеренное значение больше или равно эталонному, и «нуль» в остальных случаях. Выходные сигналы блоков сравнения устанавливают в единичное или нулевое положение выходы буферного блока 34, после чего поступают на входы блока динамической экспертизы 35 в виде кодов 0000, 0001, 0010,, 1111.

С помощью блока динамической экспертизы 36 в моменты времени, задаваемые хронизатором 49, преобразуются коды состояния радиосвязи в позиционный код управления на одном из трех его выходов в соответствие с данными таблицы истинности. Согласно данных таблицы истинности при наличии на входах блока динамической экспертизы 35 комбинаций: 0011, 0111, 1011 и 1111, когда установленная для работы несущая частота поражена помехой, то на первом выходе блока 35 формируется управляющая «единица», которая записывается в счетчике 36 и одновременно поступает на вход формирователя команд управления 41 частотой. Формирователь команд управления частотой 41 вырабатывает на своем выходе адресную часть, например, 100, и управляющую команду, например, 0001. Эта сформированная управляющая команда 100 0001 поступает через элемент ИЛИ 48 и кодер 47 на вход передатчика 46 канала адаптации.

На передающей стороне адаптивной системы радиосвязи управляющая команда 100 0001 принимается приемником 16 канала адаптации, декодируется с помощью декодера 15 и поступает на вход устройства интеллектуального управления 14, в котором по адресной части команды 100 определяется адрес блока (номер 7) и передается на вход этого блока 7 команда 0001. С помощью блока 7 по принятой команде 0001 устанавливается в возбудителе 5 несущая частота, следующая из используемого массива частот, то есть частота f₂. Одновременно с выхода формирователя команд управления 41 частотой на приемной стороне системы радиосвязи через блок дешифрации команд 28 устанавливается частота преобразования f ₂ в блоке преобразования частоты 17.

На новой несущей частоте f₂ повторяется цикл работы системы радиосвязи по анализу состояний и, если на выходах буферного блока 34 продолжают оставаться комбинации 0011, 0111, 1011 или 1111, блок динамической экспертизы 35 формирует через формирователь команд управления 41 команду 100 0010 на установку частоты f ₃, затем команду - 100 0011 на установку частоты f ₄, и т.д. до частоты f_N.

При переборе всех несущих частот из массива возможных происходит переполнение счетчика 36 и формирователь команд управления частотой 41 приходит в состояние 100 0000. Эта команда 100 0000 передается по адаптивному каналу на передающую сторону системы радиосвязи и одновременно сигнал переполнения счетчика 36 обнуляет все счетчики 3740. В этом случае на передающей и приемной сторонах системы радиосвязи необходимо назначить новый массив рабочих радиочастот, что, в отличие от прототипа, успешно выполняет устройство интеллектуального управления 14.

Если на новой установленной рабочей частоте на входах блока динамической экспертизы 35 отсутствуют вышеперечисленные комбинации состояний, соответствующие отсутствию сосредоточенных помех, то с помощью блока 35 формируются комбинации 0000, 0001, 1000 или 1001, которые отвечают состоянию малой мощности передаваемого радиосигнала. Для этого случая на втором выходе блока динамической экспертизы 35 формируется управляющая «единица», которая записывается в счетчике 37 и одновременно поступает на вход формирователя команд управления 42 мощностью излучения. Формирователь команд управления 42 мощностью излучения вырабатывает управляющую команду, например, 101 0001, которая передается через элемент ИЛИ 48, кодер 47, передатчик 46, приемник 16, декодер 15, устройство интеллектуального управления 14 и блок управления мощностью передачи 13 изменяет на одну ступень мощность передачи усилителя мощности 6. После чего повторяется анализ состояний на входах блока динамической экспертизы 35. Если при переборе всех возможных мощностей передачи состояния на входах блока динамической экспертизы 35 не изменились, то счетчик 37 переполняется, формирователь команд управления мощностью 42 вырабатывает команду 101 000, на счетный вход счетчика 38 поступает «единица», которая одновременно подается на вход формирователя команд управления видом модуляции 43. Формирователь команд управления видом модуляции 43 вырабатывает управляющую команду в виде 011 0001 по цепи, составленной из блоков 48, 47, 46, 16, 15, 14, 11 и 4, с помощью которых изменяется вид модуляции радиосигнала. Одновременно с выхода формирователя команд управления видом модуляции 43 подается на вход блока дешифрации команд 28 управляющая команда на управляющий вход блока демодуляции 18.

При использовании всех видов модуляций счетчик 38 переполняется, сигнал переполнения счетчика 38 переводит формирователь команд управления 43 видом модуляции в состояние 011 0000 и записывает управляющую «единицу» в счетчик 39 и в формирователь команд управления скоростью передачи 44, который формирует команды 0001, 0010,, 1111 с постоянным адресом 010 по цепи, составленной из блоков: 48, 47, 46, 16, 15, 14, 10 и 7, для подачи их на управляющий вход буферного накопителя 3 с целью изменения скорости передачи дискретной информации.

По мере использования всех скоростей передачи счетчик 39 переполняется, его выходной сигнал переполнения сбрасывает формирователь команд управления скоростью передачи 44 в состояние 010 0000 и записывает управляющую «единицу» в счетчик 40 и формирователь команд управления избыточностью кодирования 45, который формирует команды 0001, 0010, 0011,, 1111 с постоянным адресом 001 по цепи, составленной из блоков: 48, 47, 46, 16, 15, 14, 9 и 2, для изменения способа кодирования дискретной информации. Одновременно с выхода формирователя команд управления избыточностью кодирования 45 подается на вход блока дешифрации команд 28 управляющая команда на управляющий вход блока исключения избыточности кодирования 19. При использовании всех способов кодирования дискретной информации счетчик 40 переполняется, сигнал переполнения счетчика 40 переводит формирователь команд управления избыточностью кодирования 45 в состояние 001 0000, обнуляет счетчики 3740 и добавляет счетную «единицу» в счетчик 36 и в формирователь команд управления частотой 41. Работа адаптивной системы радиосвязи по анализу ее состояний повторяется с использованием следующих блоков: 41, 48, 47, 46, 16, 15, 14, 12, 8 и 5.

Включение в замкнутый контур анализа состояний системы радиосвязи предлагаемых устройств интеллектуального управления 14 и обработки нечеткой информации 8 позволяют за счет накопления знаний и интеллектуального интерфейса повысить быстродействие интеллектуальной многопараметрической адаптивной системы радиосвязи и обеспечить гарантированный успешный результат достоверной передачи дискретной информации.

При появлении на входах блока динамической экспертизы 35 комбинаций 0100, 0101, или 1101, которые соответствуют состоянию системы радиосвязи, когда нет помехи, уровень сигнала на входе приемника 17 в норме, но имеются недопустимые искажения дискретного сигнала, тогда интеллектуальная адаптивная система начинает свою работу с подсчетов управляющих «единиц» с помощью счетчика 38 и формирователя команд управления видом модуляции 43.

В том случае, когда на установленной несущей частоте на входах блока динамической экспертизы 35 появляется комбинация 1100, которая соответствует идеальному состоянию связи, то на выходах блока динамической экспертизы 35 управляющие команды не формируются и система радиосвязи находится в рабочем состоянии.

Задаваемое качество связи достигается путем заблаговременной записи соответствующих параметров радиосвязи в память блока формирования эталонов 29.

Промышленная осуществимость полезной модели обосновывается тем, что в ней используются известные в аналоге и прототипе узлы и блоки по своему прямому функциональному назначению. В организации-заявителе изготовлена модель интеллектуальной многопараметрической адаптивной системы радиосвязи в 2011 году.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что расширяются функциональные возможности многопараметрической адаптивной системы радиосвязи путем интеллектуализации процедуры адаптивного управления качеством радиосвязи.

Источники информации

1. Патент РФ 2292122, Способ комплексной защиты информации, МПК Н04К 1/08, H04L 12/00, G06F 21/00, Н03М 13/00, приоритет от 11.05.2005 г., автор и патентообладатель: Осмоловский С.А., (аналог).

2. Авт. свид. 1585902 (СССР), Многопараметрическая адаптивная система радиосвязи для передачи дискретной информации, МПК Н04В 7/00, приоритет 11.05.1988 г., авторы: Злобин В.И., Саликов А.Г., Сергеев М.С., заявитель: Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск, (прототип).

Интеллектуальная многопараметрическая адаптивная система радиосвязи, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные радиоприемник канала адаптации и декодер, блоки управления кодированием, управления скоростью передачи, выбора вида модуляции, выбора оптимальной частоты и управления мощностью передачи, тактовый генератор и последовательно соединенные между собой источник сообщения, блок кодирования, буферный накопитель, блок модуляции, возбудитель и усилитель мощности с радиопередающей антенной, управляющий вход блока кодирования подключен к выходу блока управления кодированием, управляющий вход буферного накопителя соединен через тактовый генератор с выходом блока управления скоростью передачи и управляющий вход блока модуляции подключен к выходу блока выбора вида модуляции, на приемной стороне содержит последовательно соединенные радиоприемную антенну, блок преобразования частоты, блок демодуляции, блок исключения избыточности и получатель сообщения, блок выбора частоты, измеритель уровня сигнала, последовательно соединенные нелинейное звено, полосовой фильтр и выпрямитель, блок оценки качества приема, блок дешифрации команд на три выхода и четыре входа, аналого-цифровой преобразователь на четыре входа, блок формирования эталона, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, буферный блок на четыре входа, первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики, формирователи команд управления частотой, мощностью излучения, видом модуляции, скоростью передачи и избыточностью кодирования, элемент ИЛИ на пять входов, хронизатор, кодер и передатчик с радиопередающей антенной канала адаптации, управляющий вход преобразователя частоты подключен к первому выходу блока дешифрации команд, управляющий вход блока демодуляции соединен со вторым выходом блока дешифрации команд, третий выход которого подключен к управляющему входу блока исключения избыточности, радиоприемная антенна подключена через блок выбора частоты к первому входу аналого-цифрового преобразователя непосредственно и через измеритель уровня сигнала к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход блока преобразования частоты соединен через нелинейное звено, полосовой фильтр и выпрямитель с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход которого подключен через блок оценки качества приема к выходу блока демодуляции, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к первым входам блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом блока формирования эталона, выходы первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам буферного блока, счетный вход первого счетчика соединен с одним входом «0» второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков, с выходом пятого счетчика и с управляющим входом формирователя команд управления избыточностью кодирования, выход которого подключен к первому входу блока дешифрации команд и к первому входу элемента ИЛИ, выход первого счетчика связан с другим входом «0» второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков и с управляющим входом формирователя команд управления частотой, вход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход формирователя команд управления частотой связан со вторым входом блока дешифрации команд и со вторым входом элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика подключен через формирователь команд управления мощности излучения к третьему входу элемента ИЛИ, выход второго счетчика связан со счетным входом третьего счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления мощностью излучения и с входом формирователя команд управления видом модуляции, выход которого подключен к третьему входу блока дешифрации команд и к четвертому входу элемента ИЛИ, выход третьего счетчика связан со счетным входом четвертого счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления видом модуляции и с входом формирователя команд управления скорости передачи, выход которого подсоединен к четвертому входу блока дешифрации команд и к пятому входу элемента ИЛИ, выход четвертого счетчика связан со счетным входом пятого счетчика, с управляющим входом формирователя команд управления скоростью передачи и с входом формирователя команд управления избыточностью кодирования, выход элемента ИЛИ подключен через кодер и передатчик канала адаптации к передающей радиоантенне канала адаптации, отличающаяся тем, что содержит на передающей стороне устройство интеллектуального управления на пять выходов и устройство обработки нечеткой информации, включенное в цепи между выходами блока выбора оптимальной частоты и блока управления мощностью передачи с одной стороны и управляющими входами возбудителя и усилителя мощности с другой стороны, вход устройства интеллектуального управления связан с выходом декодера, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы устройства интеллектуального управления подключены соответственно к входам блоков управления кодированием, управления скоростью передачи, выбора вида модуляции, выбора оптимальной частоты и управления мощностью передачи, на приемной стороне содержит блок динамической экспертизы на четыре входа и три выхода с дополнительным входом, подключенным к выходу хронизатора, и с дополнительных выходом, связанным с входом блока формирования эталона, первый, второй, третий и четвертый входы блока динамической экспертизы подключены к соответствующим выходам первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения, первый выход блока динамической экспертизы подключен к счетному входу первого счетчика и к входу формирователя команд управления частотой, второй выход блока динамической экспертизы связан со счетным входом второго счетчика и с входом формирователя команд управления мощностью излучения, третий выход блока динамической экспертизы подсоединен к счетному входу третьего счетчика.