Многоканальное устройство для приема речевых сигналов

 

Изобретение относится к многоканальной телефонной технике. Технический результат состоит в использовании для выделения маскированной конфиденциальной информации модулированных ортогональных сигналов, представляющих в канале связи сумму фазовых составляющих модулированного сигнала. Устройство содержит генератор ортогональных сигналов, линейный блок, первый парафазный блок, блоки корреляции, оно снабжено блоком выбора сигнала, формирователем управляющих сигналов, вторым парафазным блоком, блоком формирования, блоками устранения ошибки, выходным блоком и генератором псевдослучайной последовательности, причем количество блоков формирования соответствует количеству каналов, а количество блоков устранения ошибки - половине количества каналов. 1 ил.

Изобретение относится к многоканальной технике связи и может быть использовано для выделения маскированной конфиденциальной информации из модулированных ортогональных сигналов, представляющих в канале связи сумму фазовых составляющих модулированного сигнала.

Известные приемные многоканальные устройства с разделением каналов по форме сигналов, содержащие генератор функций, генератор синхроимпульсов, линейный блок, выход которого подключен ко входам первых перемножителей, выходы которых соединены с входами вторых перемножителей, выходы которых подключены к входам фильтров низкой частоты, обладают низкой точностью приема из-за сложности моделирования ортогональных сигналов, применения аналоговых и нелинейных схем [1].

Наиболее близким по технической сущности является приемное многоканальное устройство, содержащее генератор ортогональных сигналов, первый вход которого соединен со входом формирователя такта измерений, первый выход которого соединен со входом блока сброса, линейный блок, выход которого соединен с первым входом парафазного блока, блоки корреляции, каждый из которых состоит из двух схем совпадения, соединенных через схему сборки с первым входом интегратора, первые входы схем совпадения каждого блока корреляции соединены с соответствующими выходами парафазного блока [2].

Недостатком этого устройства является возможность несанкционированного доступа к передаваемой маскированной конфиденциальной информации.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Поставленная задача решается следующим образом.

Известное устройство снабжено блоком выбора сигнала, формирователем управляющих сигналов, вторым парафазным блоком, блоками формирования, блоками устранения ошибки, выходным блоком и генератором псевдослучайной последовательности, количество блоков формирования соответствует количеству каналов, а количество блоков устранения ошибки - половине количества каналов, каждый блок формирования состоит из формирователя импульса вырезки, соединенного через усилитель с первым входом элемента восстановления квантованного уровня, первый вход формирователя импульса вырезки соединен со вторым выходом формирователя тактовых импульсов, второй вход формирователя импульса вырезки соединен с выходом интегратора, второй вход элемента восстановления квантованного уровня соединен со вторым выходом блока сброса, выход элемента восстановления квантованного уровня является выходом блока формирования, а блок устранения ошибки состоит из элемента сравнения и вычитающего элемента, второй выход генератора ортогональных сигналов соединен с входом генератора псевдослучайной последовательности, выход которого через формирователь управляющих сигналов соединен с первым входом блока выбора сигнала, остальные входы этого блока подключены к соответствующим выходам генератора ортогональных сигналов, выходы блока выбора сигнала соединены с соответствующими входами второго парафазного блока, вторые входы схем совпадения подключены к соответствующим выходам второго парафазного блока, выходы нечетных блоков формирования соединены с первым входом элемента сравнения и первым входом элемента вычитания, выходы четных блоков формирования подключены ко вторым входам элементов сравнения, выходы которых соединены со вторыми входами вычитающих устройств, выходы вычитающих устройств соединены с соответствующими входами выходного блока.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 ортогональных сигналов, формирователь 2 такта измерения, блок 3 сброса, линейный блок 4, генератор 5 псевдослучайной последовательности, блок 6 выбора сигнала, схему 7 совпадения, схему 8 сборки, интегратор 9, формирователь 10 импульса вырезки, усилитель 11, элемент 12 восстановления квантованного уровня, формирователь управляющих сигналов 13, вычитающий элемент 14, элемент сравнения 15, первый 16 и второй 17 парафазные блоки, элемент корреляции 18, блок формирования 19, блок устранения ошибки 20, выходной блок 21.

Устройство работает следующим образом.

Сложный составной сигнал модулированных ортогональных колебаний, представляющий сумму фазовых составляющих модулированного сигнала, с линии связи подается на вход линейного блока 4. С выхода линейного блока составной ортогональный сигнал поступает на вход первого парафазного блока 16, на выходе которого одновременно появляются прямые и инверсные сигналы поступившего составного модулированного ортогонального сигнала. Эти сигналы подаются на входы элементов 18 корреляции, состоящих из двух схем 7 совпадения (прямой и инверсной), выходы которых соединены с входами схемы 8 сборки, выход которой соединен с входом интегратора 9. Также на входы элементов 18 корреляции поступают прямые и инверсные ортогональные сигналы опорных колебаний со второго парафазного блока 17. На парафазный блок 17 ортогональные сигналы опорных колебаний заводятся с генератора 1 ортогональных сигналов через блок 6 выбора сигнала. Блок 6 выбора сигнала осуществляет отбор ортогональных сигналов из всей совокупности сигналов опорных колебаний, вырабатываемой генератором 1, синхронно с таким же устройством в передающем блоке. Синхронность достигается фазированием генераторов ортогональных колебаний приемо-передающих устройств по выделенному каналу служебной связи. Выбранная совокупность распределения ортогональных сигналов между элементами 18 корреляции сохраняется в течение определенного момента времени, называемого периодом переключения блока 6 выбора модуляционного сигнала. Период переключения блока 6 задается генератором 5 псевдослучайной последовательности. Генератор 5 синхронизирован с генератором 1 ортогональных сигналов, его работа заключается в псевдослучайном выборе последовательности цифр. Выбранная псевдослучайная последовательность заводится с выхода генератора 5 на вход формирователя 13 управляющих сигналов. По поступившей последовательности формирователь 13 вырабатывает управляющие сигналы, которые заводятся на вход блока 6 выбора модуляционного сигнала. По поступившим управляющим сигналам блок 6 осуществляет переключение ортогональных сигналов между элементами 18 корреляции.

Работа элемента 18 корреляции основана на реализации формулы (1): где Q - восстановленный сигнал, Y_i(t) - составляющие сложного модулированного ортогонального сигнала; Y_опi(t) - ортогональные сигналы опорных колебаний.

Для того чтобы произвести полное выделение сигнала за весь период интегрирования, по формуле (1) обрабатываются также инверсные составляющие Y_i(t) и Y_опi(t). Т.е. применительно к схеме элемента 18 корреляции умножение прямых составляющих Y_i(t) и Y_опi(t) осуществлено в первых схемах совпадений 7, умножение инверсных составляющих Y_i(t) и Y_опi(t) - на вторых схемах совпадения 7. Выделенный сигнал за первый полупериод на первой схеме совпадения 7 и сигнал, выделенный за второй полупериод на второй схеме совпадения 7, подаются на схему сборки 8, на выходе которой формируется сигнал за полный период. Полученный сигнал заводится на интегратор 9, на второй вход которого заводится импульс обнуления с блока 3 сброса. Этим импульсом осуществляется обнуление интегратора 9 в начале каждого периода интегрирования. На выходе интегратора 9 формируются пилообразные импульсы, конечная амплитуда импульса зависит от амплитуды демодулирующего сигнала и несет в себе речевую информацию. Демодулированный в элементе 18 корреляции сигнал подается в блок формирования 19.

Блок формирования 19 состоит из формирователя импульса вырезки 10, выход которого соединен с входом усилителя 11, выход которого подключен к входу элемента 12 восстановления квантованного уровня. На вход формирователя импульса вырезки 10 с интегратора 9 элемента корреляции 18 поступает предварительно выделенный из ортогонального модулированного колебания речевой сигнал в виде нарастающего пилообразного импульса. На второй вход формирователя 10 с формирователя такта измерения 2 заводится последовательность прямоугольных импульсов, синхронизированных с периодом следования пилообразных импульсов, которая обеспечивает выделение импульса вырезки из нарастающего пилообразного импульса в заданном временном промежутке. На выходе блока 10 формируются отсчеты сигнала с заданным периодом следования и с амплитудой, равной оконечной амплитуде нарастающего пилообразного импульса. Сформированные отсчеты сигнала подаются на вход усилителя 11, с выхода которого усиленные отсчеты поступают на вход элемента 12 восстановления квантованного уровня. На второй вход элемента 12 заводится импульс обнуления с блока 3 сброса. Импульс обнуления выставляет элемент 12 в нулевое положение перед подачей отсчета информационного сигнала, поступающего с усилителя 11. Отсчет сигнала переводит элемент 12 из нулевого состояния в состояние хранения информационного уровня. При этом на выходе элемента 12 будет выдаваться сигнал с постоянным уровнем напряжения, равным уровню информационного отсчета, поступившего на его вход. Напряжение с постоянным уровнем выдается с элемента 12 до прихода следующего информационного отсчета. С приходом очередного отсчета элемент 12 сбрасывает хранимый до этого уровень импульсом обнуления и запоминает уровень нового отсчета. В результате на выходе элемента 12 формируется квазинепрерывный сигнал, форма которого соответствует речевому сигналу первого аналогового канала.

По такой же схеме и аналогичному алгоритму восстанавливаются речевые сигналы остальных аналоговых каналов. При этом восстановленные речевые сигналы в соседних каналах несут одинаковую информацию, так как на передающей стороне ортогональные несущие сигналы соседних каналов модулируются одним и тем же речевым сигналом, инверсным друг относительно друга. Восстановление одного речевого сигнала в двух каналах производится с целью выявления ошибки, вносимой каналом связи в исходный речевой сигнал. Для этого в устройство введен блок 20 устранения ошибки.

Блок 20 устранения ошибки состоит из элемента сравнения 15 и вычитающего элемента 14. На входы элемента сравнения подаются восстановленные речевые сигналы с соседних каналов, несущие информацию одного исходного речевого сигнала. На выходе устройства выделяется ошибка, внесенная в исходный речевой сигнал за счет передачи его по каналу связи. Вычисленная ошибка подается на вход вычитающего элемента 14, на второй вход которого подается один из восстановленных речевых сигналов, заведенных в блок устранения ошибки 20. Вычитающий элемент 14 компенсирует ошибку, внесенную каналом связи, в восстановленном речевом сигнале. Полученный в блоке устранения ошибки 20 сигнал подается на выходной блок 21.

В блок 21 поступают выделенные из суммарного сигнала модулированных ортогональных колебаний сигналы конфиденциальной многоканальной речевой информации. Выделение многоканальной речевой информации из такого суммарного сигнала, представляющего в канале связи сумму фазовых составляющих модулированных ортогональных колебаний, другими приемными устройствами или существующими поисковыми приборами, невозможно.

Источники информации 1. Х. Ф. Хармут "Передача информации ортогональными функциями", М.: "Связь", 1975 г., стр. 95.

2. Авторское свидетельство СССР N 367561, кл. H 04 J 9/00, опубликованное 13.03.73 г.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для приема речевых сигналов, содержащее генератор ортогональных сигналов, первый выход которого соединен с входом формирователя такта измерений, первый выход которого соединен с входом блока сброса, и элементы корреляции, каждый из которых состоит из двух схем совпадения, соединенных через схему сборки с первым входом интегратора, второй вход интегратора соединен с первым выходом блока сброса, и линейный блок, выход которого соединен с входом первого парафазного блока, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих схем совпадения, отличающееся тем, что оно снабжено блоком выбора сигнала, формирователем управляющих сигналов, вторым парафазным блоком, блоками формирования, блоками устранения ошибки, выходным блоком и генератором псевдослучайной последовательности, количество блоков формирования соответствует количеству каналов, а количество блоков устранения ошибки - половине количества каналов, каждый блок формирования состоит из формирователя импульса вырезки, соединенного через усилитель с первым входом элемента восстановления квантованного уровня, первый вход формирователя импульса вырезки соединен с вторым выходом формирователя такта измерений, второй вход формирователя импульса вырезки соединен с выходом интегратора, второй вход элемента восстановления квантованного уровня соединен с вторым выходом блока сброса, выход элемента восстановления квантованного уровня является выходом блока формирования, а блок устранения ошибки состоит из элемента сравнения и вычитающего элемента, второй выход генератора ортогональных сигналов соединен с входом генератора псевдослучайной последовательности, выход которого через формирователь управляющих сигналов соединен с первым входом блока выбора сигнала, остальные входы этого блока подключены к соответствующим выходам генератора ортогональных сигналов, выходы блока выбора сигнала соединены с соответствующими входами второго парафазного блока, вторые входы схем совпадения подключены к соответствующим выходам второго парафазного блока, выходы нечетных блоков формирования соединены с первым входом элемента сравнения и первым входом элемента вычитания, выходы четных блоков формирования подключены к вторым входам элементов сравнения, выходы которых соединены с вторыми входами вычитающих устройств, выходы вычитающих устройств соединены с соответствующими входами выходного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1