Помехозащищенная широкополосная полудуплексная станция радиосвязи с шумоподобными сигналами с расширением спектра методом прямой последовательности

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к средствам связи, а именно, к помехозащищенной широкополосной полудуплексной станции радиосвязи с шумопободными сигналами и расширением спектра методом прямой последовательности. Помехозащищенная широкополосная полудуплексная станция радиосвязи с шумопободными сигналами с расширением спектра методом прямой последовательности содержит последовательно соединенные антенну, устройство коммутации и малошумящего усиления, приемопередатчик радиосигналов, модуль цифровой обработки, включающий в себя генератор шумоподобных сигналов и корреляционный цифровой приемник, а также электронно-вычислительную машину и сетевой адаптер. Характеризуется тем, что она содержит блок расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов, включающий модуль памяти, связанный с процессором электронно-вычислительной машины, цифровой квадратурный преобразователь сигнала и однобитный компаратор. Техническим результатом полезной модели является уменьшение времени установления полудуплексной радиосвязи за счет точного расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов без применения средств глобального позиционирования.

Настоящая полезная модель относится к средствам связи, а именно, к помехозащищенной широкополосной полудуплексной станции радиосвязи с шумопободными сигналами и расширением спектра методом прямой последовательности.

Известно мобильное устройство дуплексной радиосвязи RU 81022 U1, H04B 7/12 (2006.01) H04K 1/00 (2006.01), включающее антенну, соединенную через СВЧ-переключатель с передатчиком и приемником широкополосных радиосигналов, соединенных соответственно по модулирующему и демодулирующему входам с выходом генератора шумоподобных сигналов, первый управляющий вход которого по временной задержке демодулирования через блок слежения соединен с выходом приемника широкополосных радиосигналов и входом блока регистрации входящей информации, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно соединенные приемник сигналов GPS, блок расчета времени распространения радиосигналов до базовой радиостанции, устройство временного сканирования и электронный коммутатор, выход которого соединен со вторым управляющим входом генератора шумоподобных сигналов, а управляющий вход коммутатора по сигналу наличия захвата на автосопровождение информационного сигнала - с сигнальным выходом блока слежения.

Недостатками известного устройства являются:

увеличенное время вхождения в радиосвязь с базовой радиостанцией, обусловленное необходимостью уточнения величины задержки, рассчитанной на основе данных от GPS приемника, путем применения в устройстве сканирования алгоритмов итерационной подстройки задержки на основе анализа уровня сигнала на выходе приемника;

- зависимость работоспособности устройства от работоспособности сторонней системы.

Задачей полезной модели является обеспечение работоспособности станции связи вне зависимости от работоспособности сторонних систем и обеспечение минимального времени вхождения в связь.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение времени установления полудуплексной радиосвязи за счет точного расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов без применения средств глобального позиционирования.

Достижение заявленного технического результата, и как следствие, решение поставленной технической задачи обеспечивается, тем, что помехозащищенная широкополосная полудуплексная станция радиосвязи с шумопободными сигналами с расширением спектра методом прямой последовательности содержит последовательно соединенные антенну, устройство коммутации и малошумящего усиления, приемопередатчик радиосигналов, модуль цифровой обработки, включающий в себя генератор шумоподобных сигналов и корреляционный цифровой приемник, а также электронно-вычислительную машину и сетевой адаптер. Станция характеризуется тем, что она содержит блок расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов, включающий модуль памяти, связанный с процессором электронно-вычислительной машины, цифровой квадратурный преобразователь сигнала и однобитный компаратор.

Полезная модель поясняется чертежом (фиг. 1).

Станция радиосвязи содержит антенну 1, соединенную через устройство коммутации и малошумящего усиления 2 с приемопередатчиком 3 радиосигналов. Вход приемопередатчика радиосигналов 3 соединен с выходом генератора шумоподобных сигналов 5 из состава модуля цифровой обработки 4. Выход приемопередатчика радиосигналов 3 соединен со входом корреляционного цифрового приемника 7 из состава модуля цифровой обработки 4.

Модуль цифровой обработки и приемопередатчик по управляющим входам соединены с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ) 8, которая через сетевой адаптер 10 может быть соединена с внешним устройством управления.

Блок расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов состоит из модуля памяти, связанного с процессором электронно-вычислительной машины. Блок обеспечивает регистрацию принимаемого сигнала с выхода однобитного компаратора и расчет величины задержки по данным зарегистрированного сигнала.

Генератор 5 выполнен в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) для формирования псевдослучайной последовательности прямоугольных, фазо-кодо-манипулированных импульсов. По одному из выходов генератора (подключенному к корреляционному цифровому приемнику) обеспечивается возможность слежения за временной задержкой радиосигналов.

Корреляционный цифровой приемник выполнен в ПЛИС в виде умножителя сигналов приемопередатчика 3 и генератора 5, выход которого подключен к трем каскадам цифровых фильтров.

Выход корреляционного цифрового приемника подключен к ЭВМ.

Выходной сигнал корреляционного цифрового приемника регистрируется в памяти ЭВМ и обрабатывается специальным программным обеспечением (СПО) 9.

Введение блока расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов, выполненного в виде модуля памяти, связанного с процессором электронно-вычислительной машины и обеспечивающего точный расчет их взаимокорреляционной функции с применением метода быстрой свертки на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ), позволяет войти в связь с базовой станцией без применения приемника сигналов GPS и итерационных методов уточнения рассчитанной задержки. Этим дополнительно снижаются затраты времени на вхождение в связь, обеспечивается независимость работоспособности станции от работоспособности сторонних средств и обеспечивается решение поставленной технической задачи.

На фиг. 1 представлена функциональная схема станции радиосвязи с шумопободными сигналами с расширением спектра методом прямой последовательности.

Станция радиосвязи содержит антенну 1, соединенную через устройство коммутации и малошумящего усиления 2 с приемопередатчиком 3 радиосигналов. Вход приемопередатчика радиосигналов 3 соединен с выходом генератора шумоподобных сигналов 5 из состава модуля цифровой обработки 4. Выход приемопередатчика радиосигналов 3 соединен со входом корреляционного цифрового приемника 7 из состава модуля цифровой обработки 4.

Станция радиосвязи с шумопободными сигналами с расширением спектра методом прямой последовательности работает следующим образом.

При включении станции осуществляется загрузка операционной системы ЭВМ 8 и запуск программы управления станцией из состава СПО. Программа управления осуществляет начальную инициализацию источников гетеродинного сигнала (на схеме не указаны) приемопередатчика 3, ПЛИС (на схеме не указана) модуля цифровой обработки сигналов 4.

В режиме передачи передаваемые данные поступают из ЭВМ в модуль цифровой обработки в котором осуществляется модуляция передаваемых данных цифровой псевдослучайной последовательностью, формируемой генератором шумоподобных сигналов 5. С выхода генератора цифровая псевдослучайная последовательность поступает на вход приемопередатчика 3 в котором осуществляется перенос ее спектральных характеристик на частоту несущей и передача результирующего сигнала на вход устройства коммутации и малошумящего усиления (УКМШУ). В УКМШУ сигнал усиливается до требуемого уровня и поступает в антенну, которая осуществляет его излучение в пространство.

В режиме приема принятый антенной сигнал поступает на вход УКМШУ, в котором осуществляется его усиление. С выхода УКМШУ сигнал поступает на вход приемопередатчика в котором осуществляется его квадратурный перенос на нулевую частоту. С выхода приемопередатчика квадратурный сигнал поступает в корреляционный цифровой приемник модуля цифровой обработки сигналов где осуществляется его аналого-цифровое преобразование и корреляционный прием. На выходе корреляционного цифрового приемника формируются три сигнала, являющиеся результатами корреляционного приема сигнала с задержанными друг относительно друга тремя псевдослучайными эталонными последовательностями, поступающие затем в память ЭВМ где обрабатываются программой управления станцией. Программа управления станцией по соотношению уровней сигналов в трех принимаемых каналах определяет параметры настройки величины задержки сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов. Один из трех принимаемых сигналов, имеющий максимальный уровень, демодулируется программным демодулятором и декодируется.

В режиме начальной синхронизации принятый антенной сигнал поступает на вход УКМШУ, в котором осуществляется его усиление. С выхода УКМШУ сигнал поступает на вход приемопередатчика в котором осуществляется его квадратурный перенос на нулевую частоту. С выхода приемопередатчика квадратурный сигнал поступает в модуль цифровой обработки сигналов где осуществляется его аналого-цифровое преобразование, регистрация (момент начала регистрации совпадает с моментом начала псевдослучайной последовательности, формируемой генератором широкополосных сигналов) и передача в память ЭВМ, где обрабатывается программой управления станцией расчетом его взаимокорреляционной функции с эталонным сигналом методом быстрой свертки с применением БПФ. Положение максимума взаимокорреляционной функции относительно начала регистрации определяет величину задержки сигнала относительно начала псевдослучайной последовательности, соответствующая команда величины задержки поступает от ЭВМ на генератор широкополосных сигналов модуля цифровой обработки сигналов и станция переходит в режим приема.

Помехозащищенная широкополосная полудуплексная станция радиосвязи с шумопободными сигналами с расширением спектра методом прямой последовательности, содержащая последовательно соединенные антенну, устройство коммутации и малошумящего усиления, приемопередатчик радиосигналов, модуль цифровой обработки, включающий в себя генератор шумоподобных сигналов и корреляционный цифровой приемник, а также электронно-вычислительную машину и сетевой адаптер, отличающаяся тем, что содержит блок расчета времени рассинхронизации принимаемого сигнала и сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов, включающий модуль памяти, связанный с процессором электронно-вычислительной машины, цифровой квадратурный преобразователь сигнала и однобитный компаратор, а электронно-вычислительная машина обеспечивает начальную инициализацию источников гетеродинного сигнала приемопередатчика и программируемой интегральной схемы модуля цифровой обработки сигналов, в режиме начальной синхронизации рассчитывает взаимокорреляционную функцию сигнала с выхода приемопередатчика после его аналого-цифрового преобразования в модуле цифровой обработки сигналов с эталонным сигналом, определяя величину задержки сигнала относительно начала псевдослучайной последовательности по положению максимума взаимокорреляционной функции относительно начала регистрации, осуществляемой в модуле цифровой обработки, и передавая ее на генератор широкополосных сигналов модуля цифровой обработки, в режиме приема регистрирует в модуле памяти сигналы корреляционного цифрового приемника и по соотношению их уровней определяет величины задержки сигнала на выходе генератора шумоподобных сигналов.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх