Система цифровой закрытой мобильной радиосвязи, теле- и радиовещания на основе cofdm

Настоящая полезная модель относится к системам связи, теле и радиовещания, в частности к системам связи, теле и радиовещания основанным на принципе COFDM. Технический результат заключается в снижении мультипликативных искажений, повышении устойчивости радиосвязи и пропускной способности канала передачи данных, а так же обеспечении стойкого, гарантированного закрытия аналоговой речевой информации при радиотелефонной связи при одновременном снижении затрат на разработку и производство демодуляторов радиоприемных устройств системы. Технический результат достигается с помощью системы связи, теле и радиовещания, в состав которой входит по меньшей мере один передатчик, дополнительно содержащий сумматор по mod 2 и блок шифратора, а так же по меньшей мере один приемник, дополнительно содержащий второй перемножитель, блок нелинейных и линейных априорных моделей корректирующих параметров узкополосных пилот-каналов, блок сумматора по mod 2 и шифратор, блок отслеживания и компенсации частотной расстройки. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель относится к системам связи, теле и радиовещания, в частности к системам связи, теле и радиовещания основанным на принципе COFDM (Кодирование, Ортогональное Частотное Разделение и Мультиплексирование (уплотнение)).

Уровень техники

Большой практический смысл для организации линий, сетей загоризонтной радиосвязи представляют открывающиеся возможности, связанные с внедрением принципа COFDM. Например, появляется возможность более эффективного использования ДВ и СВ диапазонов, т.к. радиосигналы этих диапазонов распространяются земной волной, которая, в отличие от УКВ сигналов (пределы прямой видимости) и KB сигналов (земная волна, затухающая за пределами 30÷40 км), огибает земную поверхность, распространяясь на сотни км. Известна также уникальная способность радиоволн диапазона частот 1,5÷30 МГц (KB диапазон) распространяться пространственными волнами на длинные (>30÷40 км), практически неограниченные расстояния за счет многократных переотражений от верхних слоев ионосферы и земной поверхности. Именно KB диапазон представляет большой интерес для дальней радиосвязи, т.к. с применением метода COFDM он может оказаться единственным шансом для России организовывать линии или даже одночастотные сети радиосвязи на огромных территориях с относительно низкой плотностью населения, где непосредственный спутниковый прием невозможен или проблематичен.

Недостатки, присущие KB радиосвязи, последние десятилетия (особенно с появлением спутниковых систем связи) значительно ослабили интерес к этому виду радиосвязи. Основные среди них следующие:

1. Сильные мультипликативные искажения из-за интерференции эхо-сигналов в удаленной точке приема или в случае мобильной радиосвязи при низких высотах подъема передающей и приемной антенн (+ эффект Доплера).

2. Неустойчивость KB радиосвязи из-за часто и резко меняющихся условий прохождения коротких волн, которые определяются состоянием ионосферы, зависят от времени суток, времени года, солнечной активности, 11-ти летнего периода времени и т.д..

3. Низкая пропускная способность (не более 300 бит/сек), которая определяется узкой полосой пропускания канала (до 3 kГц) опять же из-за своеобразного механизма распространения, вносящего мультипликативные искажения, которые разрушают комплексные спектральные составляющие сигнала на частотах превышающих 2.5÷3 kГц.

4. Теоретическая невозможность организации стойкого, гарантированного закрытия аналоговой речевой информации при радиотелефонной связи (Амплитудная Модуляция (AM) с Одной Боковой Полосой (ОБП)) из-за узкой и ограниченной полосы пропускания канала и сильных временных и спектральных корреляционных связей телефонного сигнала.

Современными средствами и методами эти недостатки успешно преодолеваются. В качестве примера можно привести KB радиостанцию RF-5800H-МР Американской компании Harris Corporation. Радиостанция работает в диапазоне частот 1,6÷60 МГц, захватывая нижний диапазон УКВ (Low Band VHF). Надежность радиосвязи обеспечивается алгоритмом военного стандарта США MIL-STD-188-141A, в основе которого заложен адаптивный выбор наилучшей рабочей частоты (ALE) при сканировании заранее запрограммированных рабочих частот и передаче тональных посылок для анализа интенсивности принимаемых сигналов и соотношения сигнал/шум. Корректная процедура адаптивного выбора наилучшей рабочей частоты обеспечивает круглосуточную радиосвязь между пунктами, удаленными друг от друга на расстояния в сотни и тысячи км. Этим алгоритмом преодолевается п.2 выше представленного перечня недостатков дальнего KB канала радиосвязи.

Примером устранения недостатков по п.1, п.3 также может служить модем, разработанный в компании Harris. Этот модем обеспечивает передачу данных в канале шириной 3 кГц со скоростями до 9,6 кбит/сек. Такая высокая скорость передачи оцифрованных данных достигается родственным COFDM методом

передачи последовательными тонами (Serial -Tone). Скорость потока данных оцифрованной речевой информации снижается с помощью вокодера (устранением избыточности) до 0,6 кбит/сек или до 2,4 кбит/сек. Т. о. речевая информация обретает возможность быть переданной по KB каналу дальней связи тем же методом (Serial - Tone). Этим вышеназванные пункты приведенного перечня недостатков KB канала дальней радиосвязи с помощью радиостанции RF-5800H-MP успешно преодолеваются. Стоимость одного приемопередающего терминала, комплектуемого на базе радиостанции RF-5800H-MP, колеблется в зависимости от комплектации от 20 до 50 тыс. долларов. Дорого, но это единовременные затраты и они могут оказаться более предпочтительными, чем регулярная плата за каналы спутниковой связи. Применение метода COFDM в модемах радиостанций, подобных RF-5800H-MP, вместо метода Serial - Tone позволит увеличить скорость передачи данных в 2÷3 раза. С применением метода COFDM и современной аппаратуры для дальней KB радиосвязи во многих случаях дальняя KB радиосвязь становится реальной альтернативой спутниковым сетям связи.

Недостатки п.4 научились преодолевать относительно давно. К настоящему времени разработано много аппаратов (скремблеров), осуществляющих с целью закрытия от несанкционированного прослушивания речевой информации в каналах радиотелефонной связи аналоговые преобразования телефонного сигнала. Например, частотные или/и временные перестановки, транспонирование, трансформация отдельных, аппаратно созданных, участков функции времени или/и спектра телефонного сигнала по времени или/и по частоте по случайному, известному только на передающем и приемном пунктах, закону. Некоторые, наиболее совершенные аппараты закрытия связи (ЗАС) данного типа обеспечивают практически гарантированную стойкость, хотя теоретически возможность вскрытия их существует и поэтому, они не применяются в высших звеньях управлений государства, силовых структур и т.д. Гарантированную стойкость могут обеспечить цифровые широкополосные и узкополосные аппараты (при наличии соответствующих шифраторов). Однако эти аппараты либо не совместимы с узкой полосой KB канала связи, либо очень дороги и не достаточно эффективны.

На фиг.1 приведена обобщенная блок-схема тракта передачи традиционной системы радиосвязи, стандартов радиовещания DRM и телевещания DVB-T, DVB-H, использующих принцип COFDM, раскрытой в WO2008022244 (HARRIS Corp.),

опубликованной 21.02 2008 и являющейся наиболее близким аналогом настоящей полезной модели.

Тракт передачи таких систем содержит блок 101 удаления избыточности, кодирования источников и мультиплексирования, содержащий по меньшей мере два входа дополнительной информации (Д.и.) и по меньшей мере два звуковых входа (Звук 1 и 2), при этом выход этого блока соединен с входом блока 102 рандомизации, выход которого соединен с входом блока 103 канальных кодеров и перемежителей, выход которого в свою очередь соединен с первым входом устройства 104 отображения, кодирования Грея и смесителя, второй вход которого соединен с выходом блока 110 эталонных сигналов и сигналов параметров передачи, при этом выход устройства 104 соединен с входом блока 105 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ), выход которого соединен с входом блока 106 введения защитного интервала (ЗИ), выходы действительной (Re) и мнимой (Im) составляющих дискретизированного аналитического сигнала которого в свою очередь соединены с соответствующими входами блока 107 ЦАП, а выходы действительной (Re) и мнимой (Im) составляющих выходного непрерывного аналитического сигнала ЦАП соединены с соответствующими входами блока 108 преобразователя вверх по частоте и в действительную форму, выход которого соединен с входом блока 109 усилителя мощности, а выход усилителя мощности в свою очередь соединен с антенной А.

На фиг.2 приведена обобщенная блок-схема тракта приема традиционной системы радиосвязи, стандартов радиовещания DRM и телевещания DVB-T, DVB-H, использующих принцип COFDM. Тракт приема содержит радиоприемное устройство 204 первый вход которого соединен с антенной А, а выход соединен с блоком 205 преобразования вниз по частоте и АЦП, выход которого соединен с входом блока 206 преобразователя в комплекс и входом блока 201 АРУ, выход которого в свою очередь соединен с вторым входом радиоприемного устройства 2046, а выход блока 206 преобразователя в комплекс соединен с первым входом блока 207 перемножителя и входом блока 202 непрерывного слежения за отклонением частоты, выход которого соединен с вторым входом блока 207 перемножителя, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока 208 удаления защитного интервала, при этом второй вход блока 208 удаления защитного интервала соединен с вторым выходом блока 203 регенерирования символьных синхроимпульсов, а его выход соединен с первым входом блока 209

демодулятора на основе БПФ, второй вход которого соединен с первым выходом блока 203 регенерирования символьных синхроимпульсов, а выход непрерывных пилотов блока 209 соединен с соответствующим входом блока 210 слежения за кратными целому изменениями частоты, выход которого в свою очередь соединен с третьим входом блока 207 перемножителя, выход потока данных блока 209 демодулятора на основе БПФ соединен с соответствующим входом блока 211 коррекции канальных искажений и коррекции остаточных фазовых ошибок, вход коэффициентов которого соединен с соответствующим выходом блока 213 оценки и фильтрации коэффициентов корректирующего фильтра Винера, входы для дискретных и непрерывных пилотов которого соединены с соответствующими выходами блока 209 демодулятора на основе БПФ, выход блока 211 коррекции канальных искажений и коррекции остаточных фазовых ошибок соединен с входом блока 212 деотображателя и декодера Грэя, выход которого соединен с входом блока 214 деперемежителя и канального декодера, выход которого соединен с входом блока 216 дерандомизатора, выход которого, в свою очередь, соединен с входом блока 215 демультепликсирования, декодирования и восстановления, содержащий, по меньшей мере, два выхода дополнительной информации и по меньшей мере два звуковых выхода.

Настоящая полезная модель направлена на решение указанных выше недостатков, что достигается благодаря применению других более простых, но не менее эффективных узлов и решений при создании конкретной приемопередающей аппаратуры и позволит использовать менее производительные, менее ресурсоемкие и, соответственно, более дешевые микропроцессоры или/и программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) по сравнению с прототипом. Кроме того, в отличие от прототипа в предлагаемой системе решена задача как гарантированного криптографического, так и менее стойкого технического закрытия передаваемой информации.

Сущность полезной модели

Полезная модель системы реализуется в виде радиопередающего и радиоприемного трактов, соединенных линией радиосвязи. При этом поставленные цели и задачи решаются с помощью:

1. Передатчика, содержащего блок удаления избыточности, кодирования источников и мультиплексирования, содержащего, по меньшей мере два входа

дополнительной информации и по меньшей мере два звуковых входа, являющихся входами передатчика, блок канальных кодеров и перемежителей, выход которого соединен с первым входом устройства отображения, кодирования Грея и смесителя, второй вход которого соединен с выходом блока эталонных сигналов и сигналов параметров передачи, при этом выход устройства отображения, кодирования Грея и смесителя, соединен с входом блока обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ), выход которого соединен с входом блока введения защитного интервала, выходы действительной и мнимой составляющей входного дискретизированного аналитического сигнала которого в свою очередь соединены с соответствующими входами блока цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), выходы действительной и мнимой составляющих непрерывного аналитического сигнала которого, соединены с соответствующими входами блока преобразователя вверх по частоте и в действительную (Re) форму, а выход его соединен с входом блока усилителя мощности, выход которого в свою очередь соединен с передающей антенной, и дополнительно содержащего сумматор по mod 2, первый вход которого соединен с выходом блока удаления избыточности, кодирования источников и мультиплексирования, а выход соединен с входом блока канальных кодеров и перемежителей, и блок шифратора выход которого соединен со вторым входом сумматора по mod 2.

2. Приемника, содержащего радиоприемное устройство первый вход которого соединен с приемной антенной, а выход соединен с блоком преобразования вниз по частоте и АЦП, выход которого соединен с входом блока преобразователя в комплекс и входом блока АРУ, выход которого в свою очередь соединен с вторым входом радиоприемного устройства, первый выход блока преобразователя в комплекс соединен с первым входом блока первого перемножителя, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока удаления защитного интервала, а выход блока ЗИ в свою очередь соединен с первым входом блока демодулятора на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ), выход непрерывных пилотов которого соединен с соответствующим входом блока слежения за частотной расстройкой, выход которого соединен с вторым входом блока первого перемножителя, блок деотображателя, выход которого соединен с входом блока деперемежителя и канального декодера, и блок демультепликсирования, декодирования и восстановления, содержащий, по меньшей мере, два выхода дополнительной информации и по меньшей мере два звуковых выхода,

являющимися выходами приемника, и дополнительно содержащего второй перемножитель вход потока данных которого, соединен с соответствующими выходами блока демодулятора на основе БПФ, а выход соединен с входом блока деотображателя; блок нелинейных и линейных априорных моделей корректирующих параметров узкополосных пилот-каналов выходной поток корректирующих функций которого, соединен с соответствующим входом блока второго перемножителя, а входной поток дискретных и непрерывных пилотов снимается с соответствующих выходов блока демодулятора на основе БПФ; блок сумматора по mod 2, первый вход которого соединен с выходом блока деперемежителя и канального декодера, а выход, в свою очередь, соединен с входом блока демультепликсирования, декодирования и восстановления; шифратор, выход которого соединен со вторым входом блока сумматора по mod 2, и блок регенерирования символьных синхроимпульсов вход которого соединен со вторым выходом блока преобразования в комплекс, первый выход соединен со вторым входом блока удаления защитного интервала, а второй выход в свою очередь соединен со вторым входом блока демодулятора на основе БПФ.

Краткое описание чертежей

Фиг.1. Функциональная блок-схема передающего тракта известного из уровня техники.

Фиг.2. Функциональная блок-схема приемного тракта известного из уровня техники.

Фиг.3. Функциональная блок-схема передающего тракта, согласно настоящей полезной модели.

Фиг.4. Функциональная блок-схема приемного тракта, согласно настоящей полезной модели.

Подробное описание полезной модели

В настоящей полезной модели используются два варианта закрытия техническое и криптографическое. Суть технического закрытия: статичная перестановка бит (байт) в кадрах двоичной последовательности по псевдослучайной перестановке, генерируемой в зависимости от ключа. При смене ключа будет изменяться применяемая перестановка. Статичность преобразования означает

неизменность перестановки от кадра к кадру, что обеспечивает возможность работы без начальной (стартовой) синхронизации.

Криптографическое закрытие предполагает наличие шифратора, вырабатывающего шифрующую гамму, и побитный сумматор по mod 2 с двоичной информационной последовательностью. В качестве алгоритма работы шифратора используется алгоритм RC4.

Как уже упоминалось, наиболее устойчивая передача цифровых данных по каналам радиосвязи в таких условиях осуществляется методом COFDM (мультиплексирование на основе ортогонального разделения частот). Название метода отражает порядок преобразования передаваемого цифрового потока данных в дискретизированный комплексный радиосигнал. То есть: Кодирование, Ортогональное Частотное Разделение (разбиение и распределение по частотам кодированного входного потока данных) и Уплотнение (мультиплексирование). Кроме того, этот метод предполагает обязательное наличие корректора параметров канала связи и введение защитного интервала. Последнее становится очень эффективным средством в борьбе с межсимвольными искажениями (МСИ) благодаря операции разделения, т.к. скорость передачи данных в выделенных параллельных подпотоках данных уменьшается на несколько порядков и, следовательно, длительность одиночного импульса данных подпотока становится значительно больше максимальной задержки эхо-сигналов за счет разности хода. Это позволяет удалить на приеме пораженные МСИ начальные участки импульсов, которые должны быть не более длительности защитного интервала, превышающей максимальную задержку эхо - сигналов в точке приема. Важнейшим элементом модема COFDM является канальный фильтр (корректор, эквалайзер), необходимый для динамической коррекции характеристик канала радиосвязи. Классическим цифровым корректирующим канальным фильтром, применяемым в модемах COFDM, является фильтр Винера, который строится согласно уравнению Винера-Хопфа с использованием принципов линейной адаптивной фильтрации. Но традиционный подход к решению задачи по фильтрации параметров (характеристик) канала радиосвязи для компенсации мультипликативных искажений не совсем отвечает условиям, при которых решается такая задача, и поэтому имеет потенциальные возможности для совершенствования. Например, при традиционном подходе необходимо использовать большие объемы вычислений и значительную оперативную память, что заставляет применять высокопроизводительные,

ресурсоемкие и, соответственно, более дорогие сигнальные микропроцессоры. Кроме того, указанный фильтр обеспечивает оптимальную фильтрацию канальных параметров в смысле минимума среднеквадратической ошибки лишь при соблюдении довольно жестких ограничений, часто неприемлемых и невыполнимых на практике. Главными из них являются: априорная линейность развития во времени фильтруемого параметра и линейность зависимости сигнальной смеси (смесь радиосигнала и помех на входе приемника) от этого параметра, стационарность передаваемого и принимаемого процессов и, в идеале, хранение всей предыстории обрабатываемой корректирующим канальным фильтром реализации радиосигнала. В настоящей полезной модели используется более эффективное в экономическом и технологическом плане решение задачи коррекции параметров канала радиосвязи на основе теории нелинейной стохастической фильтрации.

Однако решение задачи динамической оценки параметров канала и их динамической коррекции с помощью теории нелинейной фильтрации в общем виде отличается чрезмерной сложностью как теоретической, так и практической. Поэтому данная задача согласно настоящей полезной модели решается в линейном приближении (финальная апостериорная плотность вероятности аппроксимируется гауссовским законом распределения).

Однако если в результате интерференции в каком-то одном или нескольких подканалах системы COFDM сигнал на короткое время пропадает вообще, то никакая коррекция не восстановит его. Восстановить потерянные элементы информации можно только с применением хорошо разработанных на сегодняшний день методов кодирования. Наличие в трактах передачи и приема линии радиосвязи с применением COFDM двоичных цифровых потоков дает возможность применить эти методы с целью обнаружения и исправления ошибок в канале передачи данных. В системе согласно настоящей полезной модели, традиционно для надежных линий радиосвязи, применяются две системы кодирования - внутренняя и внешняя. Благодаря работе системы внутреннего кодирования, относительная битовая ошибка (отношение числа ошибочно принятых бит к общему числу переданных) на выходе внутреннего декодера не более 210^-4. С помощью внешнего кодирования относительная битовая ошибка доводится до 10^-11 . Это практически безошибочный прием (˜ один ошибочный бит в час) и поэтому канальный кодер технического комплекса не подвергается никакой рационализации и остается традиционным. В систему кодирования входят блоки перемежения, которые увеличивают

эффективность кодирования, декоррелируя мешающие сигналы и, дробя пакеты ошибок на мелкие части, с которыми успешно справляется связка соответствующих блоков кодер - декодер.

С целью упрощения и, следовательно, повышения эффективности экономической и технологической в системе, согласно настоящей полезной модели, заменен классический для демодулятора COFDM блок преобразования принятого и оцифрованного действительного сигнала в цифровой комплексный (аналитический) сигнал.

Традиционно (и не только для сигнала COFDM) это преобразователь Гильберта на основе цифрового фильтра. Такой преобразователь работает с входными сигналами, интервал дискретизации которых в два раза меньше, чем интервал дискретизации комплексного COFDM сигнала, что требует понижения частоты дискретизации после преобразования в 2 раза. В системе, согласно настоящей полезной модели, преобразователь работает без фильтра и без передискретизации.

Системы радиосвязи, также как и системы радио, телевещания, использующие COFDM, очень чувствительны к частотному рассогласованию (частотному отклонению) между задающими генераторами передатчика и приемника из-за их не идеальной стабильности, а также из-за Доплеровского или любого другого изменяющего исходную частоту генераторов эффекта, т.к. это приводит к нарушению основополагающего для COFDM свойства ортогональности и, следовательно, к неправильной демодуляции передаваемого полезного потока данных. Устоявшейся практикой коррекции паразитных приращений частоты в этих системах является измерение их с помощью корреляционной метрики и вычитание соответствующей им фазы из полной фазы принятого сигнала. Корреляционную метрику получают, используя свойство квазипериодичности COFDM сигнала, благодаря наличию в начале каждого символа циклического расширения (защитный интервал). В демодуляторе системы, согласно настоящей полезной модели, частотное отклонение оценивается и фильтруется с применением теории нелинейной фильтрации и системы непрерывных пилотов, присутствующих в спектре сигнала COFDM, по максимуму развивающейся во времени апостериорной плотности вероятности. Это обеспечивает большую помехоустойчивость фильтрации частотного отклонения, а, следовательно, и более надежную ортогональность подканалов. Конструктивно узел, отслеживающий частотные отклонения в пределах

полосы подканала, представляет собой систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Особенности, существенно отличающие разработанную ФАПЧ от известных и применяемых в демодуляторах COFDM следующие:

1. Наличие в кольце ФАПЧ БПФ как демодулятора COFDM сигнала и одновременно как суммы перемножителей в кольце ФАПЧ.

2. Введение в петлю обратной связи ФАПЧ априорных стохастических моделей фильтруемых процессов (постоянная составляющая частотного отклонения, медленные изменения частоты (одномерный Марковский процесс), Доплеровское изменение частоты (одномерный Марковский процесс), блуждание начальной фазы (Винеровский процесс)).

3. Наличие в кольце ФАПЧ автоматической регулировки усиления (АРУ) на основе одномерного цифрового нелинейного фильтра.

В результате такого построения системы отслеживания частотного отклонения значительно повышается помехоустойчивость операции. Если сравнить алгоритм отслеживания, основанный на корреляционной метрике и алгоритм на основе ФАПЧ, то, в отличие от первого, в цепи фильтрации фазовой ошибки за счет частотного отклонения во втором случае присутствуют еще один интегратор, что значительно снижает уровень шумов в цепи, обеспечивающей ортогональность демодуляции сигнала COFDM.

Функциональные блок-схемы системы для дальней закрытой мобильной радиосвязи теле и радиовещания на основе COFDM приведены на фиг.3 и 4.

Система, согласно настоящей полезной модели, состоит из передатчика и по меньшей мере одного приемника.

На фиг.3 представлен передающий тракт системы, согласно настоящей полезной модели, который содержит блок 301 удаления избыточности, кодирования источников и мультиплексирования, содержащий, по меньшей мере два входа дополнительной информации и по меньшей мере два звуковых входа, при этом выход этого блока соединен с первым входом блока 302 сумматора по mod 2, второй вход которого соединен с выходом блока 304 шифратора, а выход соединен с входом блока 303 канальных кодеров и перемежителей, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока 305 отображения, кодирования Грея и смесителя, второй вход которого соединен с выходом блока 311 эталонных сигналов и сигналов параметров передачи, при этом выход устройства 305 соединен с входом блока 306

обратного дискретного преобразования Фурье (ОБПФ), выход которого соединен с входом блока 307 введения защитного интервала, выходы действительной и мнимой составляющей аналитического дискретизированного сигнала которого в свою очередь соединены с соответствующими входами блока 308 ЦАП, а выходы действительной и мнимой составляющих выходного непрерывного аналитического сигнала ЦАП соединены с соответствующими входами блока 309 преобразователя вверх по частоте и в действительную форму, выход которого соединен с входом блока 310 усилителя мощности, а выход усилителя мощности в свою очередь соединен с передающей антенной А.

Блок 305 отображения, кодирования Грея и смесителя состоит из двух подблоков отображателя и смесителя (на схеме не показаны). Соответственно первый отображает выделенные из действительного высокоскоростного кодированного цифрового потока полезной информации действительные низкоскоростные подпотоки на комплексную плоскость согласно выбранному способу квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) в подканалах (КАМ-4 (QPSK), КАМ-16, КАМ-64 и т.д.). Одновременно с отображением вводится код Грэя, позволяющий максимально разнести соседние комплексные числа на комплексной плоскости как по горизонтали, так и по вертикали. Второй - ортогонально и аддитивно смешивает сформированные перекрывающиеся спектры кодированной полезной информации и некодированной эталонной + служебной информации.

Блок 306 ОБПФ есть быстрая реализация обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ), которое можно интерпретировать как большую сумму квадратурных балансных амплитудных модуляторов (например для наземного цифрового телевещания DVB-T в режиме 8К (К=1024) таких модуляторов 8192), узкополосные спектры синфазной и ортогональной составляющих сигналов на выходах которых, в свою очередь ортогонально перекрываясь, образуют в сумме комплексный спектр сигнала OFDM.

Блок 308 защитного интервала является двухканальным цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), осуществляющим преобразование двух дискретных действительных составляющих комплексного дискретного сигнала OFDM, спектры которых сдвинуты по фазе на /2, в непрерывную (аналоговую) форму.

Блок 309 преобразователя вверх по частоте и в действительную форму (Re), осуществляет перенос спектра сигнала COFDM на заданную радиочастоту и

одновременно производит окончательное формирование действительного спектра сигнала COFDM, адаптированного к предоставляемой реальной (не комплексной) аналоговой линии радиосвязи.

На фиг.4 приведена блок-схема тракта приема системы, согласно настоящей полезной модели, который, содержит радиоприемное устройство 403 первый вход которого соединен с приемной антенной А, а выход соединен с блоком 404 преобразования вниз по частоте и АЦП, выход которого соединен с входом блока 405 преобразователя в комплекс и входом блока 401 АРУ, выход которого в свою очередь соединен с вторым входом радиоприемного устройства 403, первый и второй выходы блока 405 преобразователя в комплекс соединены соответственно с первым входом блока 406 первого перемножителя, выход которого соединен с первым входом блока 407 удаления защитного интервала, и входом блока 402 регенерирования символьных синхроимпульсов, первый выход которого соединен со вторым входом блока 407 удаления защитного интервала, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока 408 демодулятора на основе БПФ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 402 регенерирования символьных синхроимпульсов, а выход непрерывных пилотов соединен с соответствующим входом блока 409 слежения за изменениями частоты, выход которого в свою очередь соединен с вторым входом блока 406 первого перемножителя, выход потока данных блока 408 демодулятора на основе БПФ соединен с соответствующим входом блока 410 второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом блока 412 нелинейных и линейных априорных моделей корректирующих параметров узкополосных пилот-каналов, вход которого соединен с выходом дискретных и непрерывных пилот-сигналов блока 408 демодулятора на основе БПФ, а выход блока 410 второго перемножителя соединен с входом блока 411 деотображателя, выход которого соединен с входом блока 413 деперемежителя и канального декодера, выход которого соединен с первым входом блока 415 сумматора по mod 2, выход которого, в свою очередь, соединен с входом блока 414 демультепликсирования, декодирования и восстановления, содержащий, по меньшей мере, два выхода дополнительной информации и по меньшей мере два звуковых выхода, являющимися выходами тракта, при этом второй вход сумматора по mod 2 соединен с выходом блока 416 шифратора.

Согласно настоящей полезной модели, в отличие от прототипа, где источником ошибок для схем отслеживания служат два разных блока и, поэтому, результат отслеживания частотных ошибок отражают две экспоненты:

и ,где

n[0, l, 2...N], N - предельное число поднесущих, F - частотный интервал между соседними поднесущими, k[0, l, 2...], t - интервал дискретизации, - линейная составляющая фазовой ошибки за счет смещения спектра по частоте, источником ошибок служит один блок 408 демодулятора на основе БПФ и, следовательно, экспонента

,где

n[0, 1, 2...N], N - предельное число поднесущих, F - частотный интервал между соседними поднесущими, k[0, l, 2...], t - интервал дискретизации, - линейная составляющая фазовой ошибки за счет смещения спектра по частоте, отражает результат отслеживания частотных ошибок в виде двух составляющих:

- непрерывного отслеживания,

- отслеживания отклонений, кратных целому.

Как видно из блок-схем, приведенных на фиг.3 и 4, наименьшие изменения претерпел передающий тракт, где блок 102 рандомизатора, передающего тракта передачи традиционной системы радиосвязи стандарта DRM, заменен двумя блоками шифратора 304 и сумматора 302 по mod 2. Первый вырабатывает шифрующую гамму, а второй осуществляет побитное суммирование ее по mod 2 с цифровым потоком данных передаваемой информации. Одновременно эти блоки выполняют функции рандомизатора. Аналогичные блоки присутствуют и в приемном тракте. Очевидно, на этих блок-схемах представлен криптографический метод закрытия. Радиоприемный тракт подвергся наиболее сильным изменениям, но все они кратко были описаны выше.

Не смотря на то, что выше были приведены примеры реализации системы закрытой мобильной радиосвязи на основе COFDM для декаметрового диапазона, для специалиста в этой области техники, очевидно, что настоящая полезная модель не ограничивается примерами реализации, приведенными в настоящем описании, и может быть использована для построения различных систем радиосвязи, теле и радиовещания в любом радиочастотном диапазоне.

1. Передатчик, содержащий блок удаления избыточности, кодирования источников и мультиплексирования, содержащий, по меньшей мере, два входа дополнительной информации и, по меньшей мере, два звуковых входа, являющихся входами передатчика, блок канальных кодеров и перемежителей, выход которого соединен с первым входом устройства отображения, кодирования Грея и смесителя, второй вход которого соединен с выходом блока эталонных сигналов и сигналов параметров передачи, при этом выход устройства отображения, кодирования Грея и смесителя соединен с входом блока обратного дискретного преобразования Фурье (ОБПФ), выход которого соединен с входом блока введения защитного интервала, выходы действительной и мнимой составляющей входного дискретизированного аналитического сигнала которого в свою очередь соединены с соответствующими входами блока цифроаналогового преобразователя (ЦАП), выходы действительной и мнимой составляющих выходного непрерывного аналитического сигнала ЦАП которого соединены с соответствующими входами блока преобразователя вверх по частоте и в действительную форму, выход которого соединен с входом блока усилителя мощности, выход которого в свою очередь соединен с передающей антенной, отличающийся тем, что дополнительно содержит сумматор по mod 2, первый вход которого соединен с выходом блока удаления избыточности, кодирования источников и мультиплексирования, а выход соединен с входом блока канальных кодеров и перемежителей, и блок шифратора, выход которого соединен со вторым входом сумматора по mod 2.

2. Приемник, содержащий радиоприемное устройство, первый вход которого соединен с приемной антенной, а выход соединен с блоком преобразования вниз и АЦП, выход которого соединен с входом блока преобразователя в комплекс и входом блока АРУ, выход которого в свою очередь соединен с вторым входом радиоприемного устройства, первый выход блока преобразователя в комплекс соединен с первым входом блока первого перемножителя, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока удаления защитного интервала, а выход в свою очередь соединен с первым входом блока демодулятора на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ), выход непрерывных пилот-сигналов которого соединен с соответствующим входом блока слежения за частотной расстройкой, выход которого соединен с вторым входом блока первого перемножителя, блок деотображателя, выход которого соединен с входом блока деперемежителя и канального декодера, и блок демультепликсирования, декодирования и восстановления, содержащий, по меньшей мере, два выхода дополнительной информации и, по меньшей мере, два звуковых выхода, являющимися выходами приемника, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй перемножитель, вход потока данных которого соединен с соответствующими выходами блока демодулятора на основе БПФ, а выход соединен с входом блока деотображателя; блок нелинейных и линейных априорных моделей корректирующих параметров узкополосных пилот-каналов, выходной поток корректирующих функций которого подается на соответствующий вход блока второго перемножителя, а на вход блока априорных моделей поступает поток дискретных и непрерывных пилот-сигналов с соответствующих выходов блока демодулятора на основе БПФ; блок сумматора по mod 2, первый вход которого соединен с выходом блока деперемежителя и канального декодера, а выход в свою очередь соединен с входом блока демультепликсирования, декодирования и восстановления; шифратор, выход которого соединен со вторым входом блока сумматора по mod 2, и блок регенерирования символьных синхроимпульсов, вход которого соединен со вторым выходом блока преобразования в комплекс, первый выход соединен со вторым входом блока удаления защитного интервала, а второй выход в свою очередь соединен со вторым входом блока демодулятора на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ).

3.Система мобильной радиосвязи, содержащая, по меньшей мере, один приемник по п.1 и передатчик по п.2.

4.Система теле- и радиовещания, содержащая, по меньшей мере, приемник по п.1 и передатчик по п.2.