Способ передачи информации в системах с кодовым разделением каналов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат заключается в упрощении процедуры засекречивания с одновременным повышением уровня скрытности передачи. Устройство содержит передающую аппаратуру, содержащую блок цифровой информации, модулятор, объединитель блока формирования группового сигнала, блок фазовой модуляции, усилитель мощности, генератор сигнала синхронизации, генератор тактовых импульсов, блок служебной информации, блок цифровой информации, блок перестройки структуры сигнала, генератор де Брейна. Приемная аппаратура содержит блок высокочастотной селекции, блок корреляционной обработки, блок обнаружения сигнала синхронизации, блок поиска, генератор копии сигнала синзронизации, блок выделения информации, блок выделения служебной информации, генератор тактовых импульсов, блок получателя информации, блок перестройки структуры сигнала, генератор копии сигнала де Брейна. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области радиосвязи, если более конкретно, то к передаче сообщений по радиоканалам с использованием широкополосных шумоподобных сигналов и кодовым разделением абонентов, и может использоваться также в беспроводных сетях связи, в частности в локальных вычислительных сетях, высокоскоростных системах передачи данных, в том числе и через спутники-ретрансляторы.

Известен способ многостанционного доступа с кодовым разделением каналов в системах передачи данных (Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь 1985. - 384 с.), в соответствии с которым для всех абонентских станций выделяется одна полоса частот, но при этом передаваемая каждой станции информация переносится с помощью сложного сигнала, имеющего строго определенную кодовую форму. Абонентская станция, для которой эта информация предназначена, хранит образец кодовой формы и посредством корреляционной обработки способна выделить нужные данные.

Основным недостатком этого способа является неполное использование мощности передатчика группового сигнала базовой станции из-за возникновения перекрестных помех.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, который используется в сотовой системе подвижной радиосвязи общего пользования с кодовым разделением каналов, разработанный фирмой Qualkomm (США) (Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: АОЗТ “Эко-Трендз КО”, 1996). Система многостанционного доступа с кодовым разделением Qualkomm построена по методу расширения спектра частот на основе использования 64 видов последовательностей, сформированных по закону функций Уолша.

Передатчик базовой станции может одновременно передавать информацию по 64 каналам. В каждом канале при передаче используется одна из 64 последовательностей Уолша. При изменении бита информационного сообщения фаза используемой последовательности Уолша изменяется на 180 градусов. Так как эти последовательности взаимно ортогональны, то взаимные помехи между каналами передачи базовой станции отсутствуют. Информационные сигналы передаются на фоне специального синхронизирующего сигнала, структура которого формируется по закону псевдослучайных последовательностей максимальной длины. Синхронизирующий сигнал служит для введения передатчика базовой станции и приемника абонентской станции в цикловую фазу, а его манипуляция на этапе вхождения в связь обеспечивает передачу служебной информации.

Этому способу не присущи недостатки предыдущего. Однако, поскольку сигналы Уолша имеют ярко выраженную регулярную структуру, которая известна, и вследствие чего обладают низкой структурной скрытностью в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов Qualkomm, безопасность или конфиденциальность передачи информации обеспечивается за счет применения специальной сверхдлинной псевдослучайной последовательности, имеющей L=2⁴²-1 элементарных символа с периодом повторения 10,25 суток, причем каждый абонент идентифицируется по заранее назначаемому начальному блоку, длина которого равна памяти сверхдлинной последовательности максимальной длины и составляет 42 элементарных символа. При этом процесс засекречивания информации достигается суммированием по модулю два информационных импульсов и элементарных импульсов сверхдлинной последовательности максимальной длины.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства, обеспечивающего упрощение процедуры засекречивания с одновременным повышением уровня скрытности передачи.

Для достижения названного технического результата в заявленном способе, включающем операцию одновременной передачи сложных широкополосных сигналов на фоне сигнала синхронизации, вместо ортогональных сигналов Уолша предлагается использовать ортогональные словари на основе нелинейных последовательностей де Брейна со сменой формы последовательности в процессе передачи сообщения от одного информационного символа к другому.

Для понимания сущности предлагаемого изобретения более подробно рассмотрим структурные свойства последовательностей де Брейна. Последовательности де Брейна представляют собой нелинейные рекуррентные последовательности, формируемые на основе регистра сдвига с нелинейными обратными связями. Для данного класса последовательностей каждое состояние регистра сдвига встречается на периоде последовательности только один раз. Они имеют длину L=2^m, где m порядок последовательности или число элементов памяти регистра сдвига.

Функция обратных связей генератора последовательностей де Брейна имеет вид:

,

где , .... - разрешенный набор двоичных чисел, определяющий порядок подключения прямых и инверсных выходов (число разрядов сдвигающего регистра) к обратной связи;

d - число разрешенных двоичных наборов, необходимых для генерирования максимального периода последовательности L, равного 2^m;

={0, 1}, причем, если =0, то , а если =1, то .

В дальнейшем с целью упрощения записи двоичные наборы будем представлять десятичными числами α⁽ⁱ⁾, полагая, что коэффициенты являются соответствующими двоичными разрядами десятичного числа. Например, если порядок последовательности m равен 4, то использование разрешенных наборов:

дает функцию обратной связи следующего вида:

Поэтому, если при начальной установке записать в элементы памяти комбинацию {0,0,0,0} и полагать, что x₄ - это выход ячейки старшего разряда, который при сдвиге переписывается в соседний младший разряд (из x₄ в x₃, из x₃ в x₂, из x₂ в x₁), то состояния регистра сдвига будут изменяться по закону {0,8,12,14,15,7,11,5,10,13,6,3,9,4,2,1}, что обеспечивает получение последовательности де Брейна (последовательность снимается с выхода x₄) следующей структуры {0111101011001000}.

Выбор разрешенного набора коэффициентов α⁽ⁱ⁾ не может быть произвольным. Для выявления закономерностей задания коэффициентов α⁽ⁱ⁾, используя алгоритм Робертса-Флоренса, был произведен поиск всевозможных разрешенных наборов для последовательностей порядка m, равного 4 и 5. Найдено соответственно Q, равное 16 и 2048 последовательностям максимального периода.

Полный перечень разрешенных наборов для последовательностей, имеющих порядок четыре, представлен в таблице 1.

Для получения регулярного способа определения разрешенных наборов α⁽ⁱ⁾ обозначим через подстановку, которая разбивает множество десятичных чисел на d’ непересекающихся циклов. Причем каждый цикл содержит числа, двоичное представление которых упорядочение по числу единичных разрядов.

Для регистра сдвига, имеющего 4 элемента памяти, подстановка имеет вид:

={0,(1,2,4,8),(3,6,9,12),(5,10),(7,14,13,11),15}.

При двоичном представлении подстановка приводится к виду:

={0000,(0001,0010,0100,1000),(0011,0110,1100,1001),(0101,1010),(0111,1110,1101,1011),1111}.

Так как функция обратной связи содержит m-1 значимый элемент , то числа подстановки , если их использовать для задания наборов , должны содержать m-1 старший разряд.

Кроме этого, нетрудно заметить, что, если оставить в каждом цикле подстановки числа с изъятым младшим разрядом, то каждое четное число и нечетное больше четного на единицу будут иметь одинаковые отображения. Назовем эти числа сопряженными. Поскольку сопряженные числа принадлежат разным циклам 0 и 1, 2 и 3, 4 и 5 и так далее, то для отображения элементов поля GF(2^m) в подполе GF(2^m-l) без повторения элементов в отображенных циклах следует объединить в отдельную подстановку V₁₀ все четные числа, а в подстановку все нечетные. Для случая m=4 имеем:

V₁₀={0,(1,2,4),(3,6),5,7}

={0,(1,4),(3,5,6),2,7}

Следовательно, подстановки V₁₀ и могут быть получены из подстановки посредством последовательного выбора четных чисел и деления их на 2 либо нечетных чисел, из которых вычитают единицу, а затем выполняют деление на два.

Если из каждого цикла подстановки V₁₀ производить последовательный выбор по одному элементу (например, {0,1,3,5,7}, {0,1,6,5,7}, {0,2,3,5,7} и т.д.), то легко заметить, что будет получена конфигурация обратных связей для первых шести сигналов, представленных в таблице 1, а аналогичный выбор из подстановки дает разрешенные наборы обратных связей для следующих шести сигналов.

Для проверки этой закономерности был произведен расчет 288 последовательностей порядка m, равного 5 и 34560 последовательностям порядка m, равного 6. При этом после определения разрешенного набора обратных связей α⁽ⁱ⁾ производилась проверка состояний регистра сдвига по свойству окна (каждое состояние PC на периоде последовательности встречается один раз). В таблице 2 для сигналов порядка m, равного 5, на основе подстановки V₁₀ представлена методика проверки по свойству окна 144 сигналов.

Результаты расчета подтвердили правильность описанного способа, задания разрешенного набора обратных связей во всех случаях.

Таким образом, для регулярного формирования последовательностей де Брейна необходимо описанным выше способом произвести построение подстановок V₁₀ и и путем выбора в произвольном порядке по одному элементу из каждого цикла задавать разрешенный набор обратных связей α⁽ⁱ⁾, что гарантирует нелинейный характер обратных связей и, следовательно, большую непредсказуемость последовательностей при их несанкционированном перехвате.

Последовательности де Брейна могут служить основой для формирования ортогональных кодовых словарей, если из разрешенного набора α⁽ⁱ⁾ определяющего структуру последовательности, исключить коэффициент α⁽ⁱ⁾=0. Исключение данного коэффициента означает, что состояние регистра сдвига, равное 0, на периоде формирования последовательности должно быть запрещенным. В этом случае длина последовательности L будет равна 2^m-1, а ортогональный кодовый словарь может быть получен путем суммирования по модулю 2 сигналов, снимаемых с выходов разрядов регистра сдвига в любых сочетаниях по одному, по два и далее до m включительно. Число ортогональных слов в ансамбле кодового словаря достигает 2^m-1.

В таблице 3 представлены примеры ортогональных кодовых словарей, генерируемые четырехразрядным регистром сдвига.

Для проверки их ортогональности производилось структурное преобразование последовательностей де Брейна в последовательности Уолша. Структурное преобразование предусматривало перестановку столбцов кодового словаря по порядку возрастания значений элементов поля Галуа GF(2^m) с учетом закона изменения регистра сдвига на периоде формирования последовательности Z_j. Например, если закон изменения состояний регистра сдвига имеет вид Z_j={8,12,14,15,7,11,5,10,13,6,3,9,4,2,1} и необходимо выполнить структурное преобразование последовательности 111101011001000, то первый элемент последовательности должен быть переставлен на место восьмого, второй на место двенадцатого, третий на место четырнадцатого и так далее. В результате будет образована последовательность следующего вида: 000000011111111. Данная последовательность соответствует одной из последовательностей Уолша (если убрать первый элемент).

Из таблицы 3 видно, что каждому кодовому слову словаря де Брейна после выполнения структурного преобразования соответствует своя строго определенная псевдослучайная последовательность Уолша. Поскольку сигналы Уолша образуют ортогональный ансамбль, то при добавлении на первую позицию каждого кодового слова нулевого элемента исходный словарь также будет ортогональным.

Сигналы, образующие кодовый словарь де Брейна, могут быть сформированы при использовании одного регистра сдвига, закон изменения состояния элементов памяти Z_j которого определяется строго определенным набором обратных связей. По этой причине количество всевозможных ортогональных кодовых словарей равно количеству разрешенных наборов обратных связей Q. Так как разрешенная конфигурация обратных связей строится путем выбора по одному элементу из каждого цикла подстановок V₁₀ и , то число Q может быть найдено по формуле:

где b_i - число элементов в i-ом цикле подстановки V₁₀, содержащих два и более элементов,

d - общее число циклов подстановки V₁₀ с двумя и более элементами.

Например, для последовательностей порядка m, равной 5, подстановка V₁₀ имеет вид:

V₁₀={0,(1,2,4,8),(3,6,12),(5,10,9),(7,14),(13,11),15}

Из чего следует, что b₁=4, b₂=3, b₃=3, b₄=2, b₅=2, d=5, поэтому

Достаточно заметить, что для m=5 существует только один ортогональный словарь, упорядоченный по Уолшу.

При одновременном излучении сигналов словари де Брейна могут быть использованы в системах с многостанционным доступом для кодового уплотнения канала передачи, поскольку они так же, как и словари Уолша, обладают свойством ортогональности в точке, а большое разнообразие словарей де Брейна и наличие нелинейных операций в алгоритме формирования данного класса последовательностей позволяет при смене сигналов в процессе передачи сообщения от одного информационного символа к другому не использовать специальную аппаратуру засекречивания.

Отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в применении для каналов передачи сообщений, сменяемых от одного информационного символа к другому, ортогональных кодовых словарей де Брейна, каждое кодовое слово которых может быть построено путем суммирования по модулю два сигналов, снимаемых с разрядов регистра сдвига с нелинейными обратными связями по одному, по два и так далее до m включительно, где m - число разрядов регистра сдвига, функция обратных связей которого задается формулой:

,

где {, ....} - разрешенный набор двоичных чисел, определяющий порядок подключения прямых и инверсных выходов элементов памяти сдвигающего регистра к вентилям И, образующим нелинейную обратную связь, причем разрешенный набор является двоичным представлением десятичных чисел α⁽ⁱ⁾, выбираемых в произвольном порядке по одному из каждого цикла подстановок V₁₀ и , которые могут быть построены посредством последовательного выбора четных чисел и деления их на два либо нечетных чисел с вычитанием единицы и делением на два элементов подстановки , которая разбивает множество десятичных чисел соответствующим состоянием регистра сдвига на непересекающиеся циклы, упорядоченные при двоичном представлении по числу единичных разрядов,

d - число разрешенных двоичных наборов, необходимых для генерирования максимального периода последовательности L, равного 2^m;

={0,1}, причем, если =0, то , а если =1, то

Данный способ позволяет увеличить защиту беспроводных сетей связи от несанкционированного доступа как вследствие наличия нелинейных операций в алгоритме формирования данного класса последовательностей, так и из-за большого числа ансамблей Q таких сигналов. Кроме этого, предлагаемый способ не требует выполнения специальной процедуры засекречивания, что сокращает аппаратурные затраты.

Для достижения названного технического результата в передающую аппаратуру базовой станции наиболее близкого технического решения, применяемого в сотовой системе подвижной радиосвязи общего пользования с кодовым разделением каналов, разработанной фирмой Qualkomm (США) (Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: АОЗТ “Эко-Трендз КО”, 1996), состоящую из N, равного 2^m каналов, каждый из которых содержит блок цифровой информации, выход которого подключен к первому входу шифратора, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток, а выход подключен к первому входу модулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора последовательности Уолша, а выход (выход каждого канала) через объединитель блока формирования группового сигнала подключен к первому входу модулятора блока формирования группового сигнала, выход которого (выход блока формирования группового сигнала) через блок фазовой модуляции и усилитель мощности подключен к передающей антенне, а второй вход соединен с выходом генератора псевдослучайного сигнала синхронизации, второй вход которого параллельно соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входом генератора сигнала Уолша и четвертым входом генератора псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток каждого из N каналов, причем первый вход генератора псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток одновременно соединен с первым входом генератора сигнала синхронизации и первым выходом блока служебной информации, второй вход со вторым выходом блока служебной информации, а третий вход одновременно соединен с третьим выходом блока служебной информации и входом блока цифровой информации каждого канала, дополнительно введен блок перестройки структуры сигнала, третий вход которого соединен с третьим выходом блока служебной информации, второй вход одновременно связан со вторым выходом блока служебной информации и вторым входом дополнительно введенного генератора де Брейна, первый вход блока перестройки структуры сигнала одновременно соединен с первым входом генератора сигнала синхронизации блока формирования группового сигнала, с первым выходом блока служебной информации и первым входом генератора де Брейна, третий вход которого соединен с первым выходом блока перестройки структуры сигнала, второй выход которого подключен к четвертому входу генератора де Брейна, пятый вход которого связан с третьим выходом блока перестройки структуры сигнала, четвертый вход которого одновременно соединен с выходом генератора тактовых импульсов, со вторым входом генератора сигнала синхронизации блока формирования группового сигнала, а четвертые d(m-1) выходов блока перестройки структуры сигнала подключены к соответствующим шестым входам генератора де Брейна, m-выходов которого подключены ко вторым входам модулятора каждого из N, равного 2^m-1, каналов, а первый вход модулятора каждого канала связан с выходом блока цифровой информации, причем в каждом канале исключен генератор последовательности Уолша, шифратор и генератор псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток и соответствующие связи этих устройств.

В приемную аппаратуру абонентской станции, содержащую блок высокочастотной селекции, вход которого соединен с приемной антенной, а выход одновременно подключен к первому входу блока корреляционной обработки и первому входу блока обнаружения сигнала синхронизации, первый выход которого через блок поиска и первый вход генератора копии сигнала синхронизации подключен ко второму входу этого блока, а второй выход подключен к входу блока выделения служебной информации, первый выход которого через первый вход генератора псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток и первый вход дешифратора подключен к входу блока получателя информации, второй выход блока выделения служебной информации одновременно подключен ко второму входу генератора псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток и первому входу генератора копии сигнала Уолша, третий выход блока выделения служебной информации одновременно подключен к третьему входу генератора псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток и ко второму входу генератора копии сигнала Уолша, третий вход которого одновременно связан с выходом генератора тактовых импульсов, вторым входом генератора копии сигнала синхронизации и первым входом блока выделения информации, выход которого подключен ко второму входу дешифратора, а второй вход соединен с выходом блока корреляционной обработки, второй вход которого соединен с выходом генератора копии сигнала Уолша, дополнительно введен блок перестройки структуры сигнала, третий вход которого соединен с третьим выходом блока выделения служебной информации, второй выход которого одновременно подключен ко второму входу блока перестройки структуры сигнала и второму входу, введенному вместо генератора копии сигнала Уолша генератора копии сигнала де Брейна, первый вход которого одновременно соединен с первым выходом блока выделения служебной информации и первым входом блока перестройки структуры сигнала, четвертый вход которого одновременно соединен со вторым входом генератора копии сигнала синхронизации, выходом генератора тактовых импульсов, первым входом блока выделения информации, первый выход блока перестройки структуры сигнала подключен к третьему входу генератора копии сигнала де Брейна, второй выход подключен к четвертому входу генератора копии сигнала де Брейна, пятый вход которого соединен с третьим выходом блока перестройки структуры сигнала, четвертые d(m-'1) выходов которого подключены к шестым соответствующим входам генератора копии сигнала де Брейна, выход которого подключен к блоку корреляционной обработки, причем выход блока выделения информации подключен к блоку приема информации, поскольку дешифратор и соединенный с ним через первый вход генератор псевдослучайной последовательности с периодом повторения 10,25 суток вместе со связями этого генератора с блоком выделения служебной информации исключены из устройства.

Описанная конструкция устройства позволяет использовать для передачи каждого бита информации сложные сигналы с расширением спектра, структура которых задается нелинейными последовательностями де Брейна, и производить без перестройки внутренних связей быструю смену кодовых форм от одного информационного бита к другому, что обеспечивает повышение уровня скрытности без использования специальной аппаратуры засекречивания цифровой информации.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - структурная электрическая схема передающей аппаратуры базовой станции,

на фиг.2 - функциональная схема блока перестройки структуры сигнала,

на фиг.3 - функциональная схема генератора де Брейна,

на фиг.4 - функциональная схема модулятора i-го канала передатчика,

на фиг.5 - структурная электрическая схема приемника абонентской станции.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности. Сначала с помощью вспомогательного синхронизирующего сложного сигнала передающая аппаратура базовой станции и приемная аппаратура каждой из 2^m-1 абонентских станций вводятся в цикловую фазу. Затем посредством манипуляции вспомогательного сигнала синхронизации на каждую абонентскую станцию передается служебная информация (единый для всех абонентских станций начальный блок для информирования абонентских станций о первичном наборе обратных связей, необходимых для функционирования генератора копии сигнала де Брейна по строго определенному закону). После выполнения указанных процедур начинается одновременная передача всем абонентам цифровой информации, при этом каждому биту информации фиксированного канала ставится в соответствие сложный сигнал, структура которого зависит от номера сигнала в кодовом словаре де Брейна, разрешенного набора обратных связей α⁽ⁱ⁾ и содержимого передаваемого бита. Причем, если содержимое информационного бита равно нулю, то за время, равное длительности информационного бита, передается один период сложного сигнала прямой структуры, а при единичном содержимом - инверсной структуры. После передачи очередного информационного бита на передающей и приемной стороне производится синхронная смена разрешенного набора обратных связей, что приводит к изменению кодовых форм переносчиков информации каждого канала, при этом сигнал, используемый на приемной стороне для корреляционной обработки, будет иметь структуру, совпадающую с сигналом, излучаемым передатчиком, и следовательно, может быть применен для обработки информационного потока, адресованного получателю цифровой информации.

Пример

Предположим, что от источника цифровой информации поступают данные со скоростью R, которые манипулируют сложный сигнал с расширением спектра, содержащей L=2^m элемента.

Сигналы, образующие кодовый словарь де Брейна, могут быть сформированы при использовании одного регистра сдвига, закон изменения состояния элементов памяти которого определяется строго определенным набором обратных связей и содержимым блока начальной установки. По этой причине количество всевозможных ортогональных кодовых словарей определяется формулой:

,

где b_i - число элементов в i-м цикле подстановки V₁₀, содержащей два и более элементов,

m - число элементов памяти регистра сдвига,

d - общее число циклов подстановки V₁₀ с двумя и более элементами.

В соответствии с предложенным способом при передаче каждого бита должен использоваться новый словарь, поэтому, если обеспечить смену кодовых словарей по псевдослучайному закону с периодом, равным Т₀, где T₀=1/R - временной интервал использования фиксированного кодового словаря, равный длительности бита информации, то период повторения фиксированного кодового словаря будет определяться формулой:

В таблице 4 для сигналов порядка m от 4 до 9 представлено количество разрешенных наборов обратных связей Q, найденных с учетом структуры подстановки V₁₀.

Из приведенной выше формулы и данных, представленных в таблице 4, следует, что при скорости передачи R, равной 9,6 Кбит/с, соответствующей передаче речи, период повторения кодового словаря де Брейна будет составлять 40000 лет, а при передаче данных со скоростью 1000 Кбит/с период повторения кодового словаря будет составлять 400 лет, что наряду с большой непредсказуемостью кодовых последовательностей (для расшифровки их структуры необходим перехват сегмента не менее 2^m-1+m элементов, в то время как для раскрытия структуры линейных форм достаточно 2m элементов) способно удовлетворить при N больше или равно 256 самые высокие современные требования по скрытности передачи.

Предлагаемое устройство для передачи информации в системах с кодовым разделением каналов на передающей стороне (фиг.1) содержит:

- N, равное 2^m-1 каналов 1, состоящих из блока цифровой информации 2 и модулятора;

- блок формирования группового сигнала 4, в состав которого входят объединитель каналов 5, модулятор 6 и генератор псевдослучайного сигнала синхронизации 7;

- блок фазовой модуляции 8;

- усилитель мощности 9;

- генератор де Брейна 10;

- генератор тактовых импульсов 11;

- блок перестройки структуры сигнала 12;

- блок служебной информации 13.

При этом в каждом из каналов 1 выход блока цифровой информации 2 подключен к первому входу модулятора 3. Выходы модуляторов 3 являются выходами каналов 1, а вторые m входов подключены к выходу генератора де Брейна 10. Выходы каждого канала 1 подключены к объединителю 5 блока формирования группового сигнала 4. Выход объединителя 5 подключен к первому входу модулятора 6, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайного сигнала синхронизации 7, а выход является выходом блока формирования группового сигнала 4, который через блок фазовой модуляции 8 и усилитель мощности 9 подключен к передающей антенне. Первый вход генератора псевдослучайного сигнала синхронизации 7 блока формирования группового сигнала 4 одновременно соединен с первым выходом блока служебной информации 13, с первым входом генератора де Брейна 10 и первым входом блока перестройки структуры сигнала 12, а второй вход генератора псевдослучайного сигнала синхронизации 7 одновременно соединен с выходом генератора тактовых импульсов 11 и четвертым входом блока перестройки структуры сигнала 12. Второй выход блока служебной информации 13 одновременно подключен ко второму входу генератора де Брейна 10 и второму входу блока перестройки структуры сигнала 12, а третий выход блока 13 параллельно подключен к третьему входу блока перестройки структуры сигнала 12 и входу блока цифровой информации 2. Первый выход блока перестройки структуры сигнала 12 подключен к третьему входу генератора де Брейна 10, второй к четвертому входу генератора 10, третий к пятому входу генератора 10, а четвертые d(m-1) входов подключены к шестым соответствующим входам генератора де Брейна 10.

Дополнительно введенный блок перестройки структуры сигнала 12 (фиг.2) содержит:

- R-S триггер управления 14, обеспечивающий перевод устройства из режима записи начальных блоков в режим передачи цифровой информации;

- два двухвходовых вентиля И 15 и 16, выполняющие роль электронного коммутатора;

- счетчик 17 по модулю L=2^m-l, вырабатывающий короткие управляющие сигналы, обеспечивающие смену структуры переносчика информации после передачи очередного бита;

- счетчик 19 по модулю М=2^n-1 (n - число разрядов сдвигающего регистра генератора псевдослучайного сигнала синхронизации 7), предназначенный для выработки коротких тактовых сигналов, используемых для записи начальных блоков в регистр сдвига 29 и генератор де Брейна 10;

- постоянные запоминающие устройства 21, предназначенные для хранения в двоичном коде заблаговременно записанных циклов подстановки V₁₀, , причем в первом устройстве 21 записываются элементы первого цикла, во втором второго и далее до d включительно, где d число циклов подстановок V₁₀, с двумя и более элементами. Каждое постоянное запоминающее устройство 21 состоит из пронумерованных от 1 до b_i ячеек памяти с m-1 разрядом, где b_i - число элементов в i-ом цикле подстановок V₁₀, и имеет m-1 выход, вход разрешения считывания данных ERD и _i=[log₂b_i]+1 адресных входов, где [x] - операция выделения целой части из числа х;

- линию задержки 18, обеспечивающую задержку сигналов, предназначенных для считывания данных из постоянных запоминающих устройств 21, причем величина задержки равна длительности дискрета сложного сигнала де Брейна или периоду следования тактовых импульсов;

- буферный регистр 22, предназначенный для хранения разрешенного набора обратных связей α⁽ⁱ⁾ в течение периода формирования сложного сигнала де Брейна. Регистр 22 содержит d(m-1) входов и выходов;

- регистр сдвига 29 с линейной обратной связью, предназначенный для генерации адреса в каждом из постоянных запоминающих устройств 21, по которым производится считывание данных. Регистр 29 имеет элементов памяти 26, выполненных на D-C-R триггерах, К-1 двухвходовые вентили И 27 и K-входовой сумматор по модулю два, а также электронный коммутатор на двухвходовых вентилях И 23, 24 и двухвходовой схеме ИЛИ 25, обеспечивающий подключение обратной связи к входу D старшего разряда регистра сдвига 29 в режиме передачи информации либо подключение первого входа блока служебной информации 13 к входу D старшего разряда регистра сдвига 29 в режиме записи начальных блоков;

- двухвходовую схему ИЛИ 20, направляющую сигналы с выходов счетчиков на тактовые входы триггеров 26 регистра сдвига 29.

При этом вход записи единицы S триггера 14 соединен с третьим выходом блока служебной информации 13, а вход записи нуля R одновременно соединен со вторым управляющим выходом блока служебной информации 13 и входами R триггеров 26 регистра сдвига 29. Прямой выход триггера 14 подключен через первый вход вентиля 15 одновременно к счетному входу счетчика 17 и по третьему входу генератора де Брейна 10 к элементам 41 и 42. Кроме этого, прямой выход триггера 14 через первый вход вентиля И 24 и первый вход схемы ИЛИ 25 подключен к информационному входу D старшего разряда регистра сдвига 29. Инверсный выход триггера управления 14 одновременно подключен по четвертому входу генератора де Брейна 10 к элементу 30, через первый вход вентиля И 16 к счетному входу счетчика 19 и через первый вход вентиля И 23 (второй вход И 23 является первым информационным входом блока перестройки структуры сигнала 12) и второй вход схемы ИЛИ 25 к информационному входу D старшего разряда регистра сдвига 29. Вторые входы вентилей И 15 и 16 соединены с выходом генератора тактовых импульсов 11. Выход счетчика 17 через линию задержки 18 одновременно подключен к входам считывания данных ERD постоянных запоминающих устройств 21. Кроме этого, выход счетчика 17 подключен к своему входу установки в нулевое состояние R и через первый вход схемы ИЛИ 20 к тактовым входам С элементов памяти 26 регистра сдвига 29. Выход счетчика 19 одновременно подключен ко второму входу схемы ИЛИ 20, к своему входу установки R в нулевое состояние и по пятому входу генератора де Брейна 10 к элементу 34. Элементы памяти 26 регистра сдвига 29 соединены последовательно друг с другом через вход D, причем выходы каждого элемента памяти 26 через первые входы вентилей И 27 (кроме последнего триггера) подключены ко входам сумматора по модулю 2, выход которого через второй вход вентиля И 24 и первый вход схемы ИЛИ 25 подключены к триггеру 26, являющемуся старшим разрядом регистра сдвига 29, что обеспечивает образование обратной связи, конфигурация которой задается сигналами, снимаемыми с ключей начальной установки и подаваемыми в процессе работы на вторые входы вентилей И 27. Кроме этого, выходы элементов памяти 26 регистра сдвига 29 подключаются через d адресных шин к соответствующим входам выбора адреса SEA постоянных запоминающих устройств 21. В каждом i-ом постоянном запоминающем устройстве записаны в двоичном коде _i элементов цикла подстановки V₁₀, причем разрядность каждого числа составляет m-1, а количество постоянных запоминающих устройств 21 равно d.

Выходы для считывания данных постоянных запоминающих устройств 21, число которых равно m-1, подключены к соответствующим ячейкам памяти буферного регистра 22, причем данный регистр содержит d ячеек памяти, содержащих m-1 двоичный разряд, при этом первая ячейка соединена с постоянным запоминающим устройством, в котором записаны элементы первого цикла подстановки V₁₀, вторая ячейка обеспечивает временное хранение данных, считываемых из постоянного запоминающего устройства, предназначенного для хранения элементов второго цикла подстановки V₁₀, и так далее, последняя ячейка используется для временного хранения элементов последнего цикла подстановки V₁₀. Выходы буферного регистра 22, число которых равно (m-1)d, являются четвертыми выходами блока перестройки структуры сигнала 12 и подключены по соответствующим шестым входам генератора де Брейна 10 к элементам 36.

Генератор де Брейна (фиг.4), введенный вместо генераторов Уолша, содержит:

- двухвходовый вентиль И 30, предназначенный при открытии для пропуска данных, снимаемых с выхода 1 блока служебной информации 13, на информационный вход D триггера 32 регистра хранения начального блока 31;

- регистр хранения начального блока 31, состоящий из m элементов памяти 32, выполненных на D-C-R триггерах 32;

- регистр сдвига с нелинейной обратной связью 33, предназначенный для генерации не повторяющихся в течение периода формирования сложного сигнала де Брейна двоичных m-разрядных состояний по закону Z_j, определяемому разрешенным набором обратных связей. Регистр сдвига с нелинейной обратной связью 33 состоит из m элементов памяти 34, выполненных на D-C-R триггерах 35, m элементов И-НЕ-ИЛИ 35, имеющих четыре входа и обеспечивающих управление записью информации в элементы памяти 34, d двухвходовых схем сравнения, каждый вход которых имеет m-1 разряд; р схем И-НЕ 37 для учета в каждом разрешенном наборе обратных связей одиночных циклов подстановки V₁₀ и сумматора по модулю 2 с d+p+1 входом;

- схему добавления в кодовое слово первого символа 39, состоящую из R-S триггера управления 40, четырех двухвходовых вентилей И соответственно 41, 42, 44, 47, одной двухвходовой схемы ИЛИ 43, счетчика 45 по модулю 2^m-1 и J-K-C-R триггера 46.

При этом первый вход вентиля И 30 соединен с первым информационным выходом блока служебной информации 13, второй вход с инверсным выходом триггера управления 14 блока перестройки структуры сигнала 12, а выход с информационным входом D старшего разряда регистра хранения начального блока 31, в котором все элементы памяти связаны последовательно друг с другом по информационному входу D, тактовые входы С всех элементов памяти 32 параллельно подключены к выходу счетчика 19 блока перестройки структуры сигнала 12, а входы R установки в состояние ноль параллельно подключены ко второму выходу установки в исходное состояние блока служебной информации 12. Кроме этого, прямые выходы каждого элемента памяти 32 регистра 31 подключены к первым входам соответствующих схем И-НЕ-ИЛИ 35 регистра сдвига с нелинейной обратной связью 33. Причем элементы памяти 34 данного регистра последовательно соединены друг с другом по информационному входу D через третьи входы схем И-НЕ-ИЛИ 35, при этом прямые выходы m-1 старшего разряда триггеров 34 параллельно подключены к первому входу А каждой схемы сравнения 36 и каждой схеме И-НЕ 37. Вторые входы В схем сравнения являются шестыми входами генератора де Брейна 10 и соединены с соответствующими четвертыми выходами блока перестройки структуры сигнала 12. Выходы схем сравнения 36, прямой выход элемента памяти 34 младшего разряда регистра сдвига и выходы схем И-НЕ 37 через сумматор по модулю два 38 и третий вход первой схемы И-НЕ-ИЛИ 35 (считая слева направо) подключены к информационному входу D элемента памяти 34 старшего разряда регистра 33.

Прямые выходы всех разрядов регистра сдвига с нелинейной обратной связью 33 являются выходами генератора де Брейна 10 и одновременно подключены к вторым входам модуляторов 3 каждого канала 1.

Триггер управления 40 схемы добавления первого символа кодового слова 39 по прямому выходу через второй вход вентиля И 41 одновременно связан со своим входом R, с входом К триггера 46 и через первый вход схемы ИЛИ 43 с входами R всех элементов памяти 34 регистра сдвига с нелинейной обратной связью 33. При этом первый вход вентиля И 41 соединен с выходом элемента 15 блока перестройки структуры сигнала 12 и первым входом вентиля И 42. Инверсный выход триггера 40 через второй вход вентиля И 42 одновременно соединен с первыми входами вентилей И 44 и 47.

При этом выход вентиля И 44 одновременно подключен к тактовым входам С каждого элемента памяти 35 регистра сдвига с нелинейной обратной связью 33 и к счетному входу С двоичного счетчика 45, выход которого подключен ко второму входу схемы ИЛИ 43 и к входу R триггера 46, прямой выход которого соединен со вторым входом схемы И 44, а инверсный со входом R счетчика 45 и вторым входом схемы И 47, выход которой одновременно подключен к входу С триггера 46 и второму и четвертому инверсному входам всех схем И-НЕ-ИЛИ 35 регистра сдвига с нелинейной обратной связью 33.

Вход S триггера управления 40 соединен со вторым выходом блока служебной информации.

На фиг.4 представлена функциональная схема модулятора 3 i-го канала, который в отличие от прототипа, помимо двухвходового сумматора 48 по модулю два, содержит схему выбора кодового слова 49, состоящую из m двухвходовых схем И 50 и m-входового сумматора по модулю два 51. При этом первые входы схем И 50 связаны в соответствующими выходами генератора де Брейна 10, а вторые с ключами начальной установки i-го канала, которые формируют двоичный код, соответствующий номеру канала i. Выходы схем И 50 через сумматор по модулю два 51 подключены ко второму входу сумматора по модулю два 48, первый вход которого соединен с блоком цифровой информации 2, а выход является выходом i-го канала.

Предлагаемое устройство на приемной стороне содержит:

- блок высокочастотной селекции 52,

- блок выделения служебной информации 53,

- блок обнаружения сигнала синхронизации 54,

- блок поиска 55,

- генератор копии сигнала синхронизации 56,

- блок корреляционной обработки 57,

- блок выделения информации 58,

- блок получателя информации 59,

- генератор копии сигнала де Брейна 60,

- генератор тактовых импульсов 61,

- блок перестройки структуры сигнала 62.

При этом вход блока высокочастотной селекции 52 соединен с приемной антенной, а выход одновременно подключен к первому входу блока обнаружения сигнала синхронизации 54 и первому входу блока корреляционной обработки 57, выход которого через блок выделения информации 58 подключен к блоку получения информации 59. Первый выход блока обнаружения сигнала синхронизации через блок поиска 55 и первый вход генератора копии сигнала синхронизации 56 подключен ко второму входу блока обнаружения сигнала синхронизации 54, выход которого подключен ко входу блока выделения служебной информации 53. Первый выход блока выделения служебной информации 53 одновременно подключен к первым входам блока перестройки структуры сигнала 62 и генератору копии сигнала де Брейна 60, второй выход блока выделения служебной информации параллельно подключен ко вторым входам генератора копии сигнала де Брейна 60 и блока перестройки структуры сигнала 62, а третий выход к третьему входу блока перестройки структуры сигнала 62, четвертый вход которого одновременно соединен с выходом генератора тактовых импульсов 61, со вторым входом генератора копии сигнала синхронизации 56 и вторым входом блока выделения информации 55. Первый, второй и третий выходы блока перестройки структуры сигнала 62 подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам генератора копии сигнала де Брейна 60, а четвертые d(m-1) выходы к шестым входам генератора копии сигнала де Брейна 60, выход которого подключен ко второму входу блока корреляционной обработки 57. При этом блок перестройки структуры сигнала 62 имеет внутреннюю структуру представленную на фиг.2, однако в нем второй вход схемы И 23 соединен с первым выходом блока служебной информации 53, входы R и S триггера 14 соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока выделения служебной информации 53, а вторые входы схем И 15, 16 соединены с выходом генератора тактовых импульсов 61. Генератор копии сигнала де Брейна имеет внутреннюю структуру, представленную на фиг.3, однако первый вход схемы И 30 соединен с первым выходом блока выделения служебной информации 53, вход S триггера 40 и входы R элементов памяти 32 регистра хранения начального блока 31 соединены со вторым входом блока выделения служебной информации 53. Кроме этого, в состав генератора копии сигнала де Брейна 60 входит схема выбора кодового слова 49 (фиг.4), выход которой является выходом генератора копии сигнала де Брейна 60.

Устройство работает следующим образом.

На передающей стороне по команде блока служебной информации 13, выдаваемой по второму выходу, производится:

- в блоке перестройки структуры сигнала 12:

- установка в состояние ноль триггера управления 14 (сигнал поступает на вход R триггера 14);

- установка в нулевое состояние элементов памяти 26 регистра сдвига 29 (сигнал поступает на вход R элементов 26);

- в генераторе де Брейна 10:

- установка в состояние логической единицы триггера управления 40 (сигнал подается на S вход триггера 40);

- установка в нулевое состояние элементов памяти 32 регистра хранения начального блока 31 (информация подается на входы R элементов 32).

При этом в блоке перестройки структуры сигнала открываются вентили И 16 и И 23 (вентили И 15 и И 24 закрыты), а в генераторе де Брейна открывается вентиль И 30. Открытие вентиля И 16 обеспечивает прохождение тактовых импульсов от генератора тактовых импульсов (импульсы имеют период τ₀, равный длительности элементарного дискрета сложного сигнала) на счетный вход счетчика 19 по модулю М, равного 2ⁿ-1, где M=FT - база псевдослучайного сигнала синхронизации. Открытие вентиля И 23 блока перестройки структуры сигнала 12 дает возможность поступления информационных импульсов, снимаемых с первого выхода блока служебной информации 12, через данный вентиль и схему ИЛИ 25 на информационный вход D первого элемента памяти 26 регистра сдвига 29, одновременно информационные импульсы поступают через вентиль И 30 генератора де Брейна на информационный вход D первого элемента памяти 32 регистра хранения начального блока 31. Кроме того, информационные импульсы, снимаемые с первого выхода блока служебной информации 13, подаются на второй вход генератора сигнала синхронизации 7 и обеспечивают манипуляцию сигнала синхронизации, причем при поступлении информационного нуля на выход поступает один период сигнала синхронизации Т_с=Мτ₀ прямой структуры, а при поступлении информационной единицы один период инверсной структуры, содержащей М дискретов длительностью τ₀.

За заполнением регистра сдвига начальными блоками 29 блока перестройки структуры сигнала 12 и регистра хранения начального блока 31 генератора де Брейна 10 следит счетчик 19, который срабатывает всякий раз, когда число поступивших на его вход тактовых импульсов равно числу дискретов М сигнала синхронизации, что обеспечивает подачу коротких тактовых сигналов на сдвигающие входы С указанных регистров и обнуление своего содержимого посредством подачи сигнала с выхода на вход R.

В результате сведения о начальных блоках записываются в регистр 29 блока перестройки структуры сигнала 12, а также в регистр 31 генератора де Брейна 10 и одновременно данная служебная информация передается по каналу связи каждой приемной абонентской станции. Причем, поскольку число разрядов регистра сдвига 29 блока перестройки структуры сигнала 12 много больше, чем число разрядов буферного регистра 31 генератора де Брейна, то в него записываются m последних символов начального блока, предназначенного для регистра 29. После окончания записи начального блока в регистр 29 блока перестройки структуры сигнала 12 блок служебной информации 13 по выходу 3 выдает управляющий сигнал, который производит перевод триггера управления 14 в единичное состояние (данный сигнал поступает на вход S триггера 14), что обеспечивает:

- в блоке перестройки структуры сигнала 12 закрытие вентилей И 16, И 23 и открытие вентилей И 15, И 24;

- в генераторе де Брейна 10 закрытие вентиля И 30;

- в блоках цифровой информации 2 каждого канала 1 разрешение выдачи цифровой информации.

Открытие вентиля И 15 способствует прохождению тактовых импульсов на счетный вход счетчика 17 по модулю L=2^m блока перестройки структуры сигнала 12 и первый вход вентиля И 41 генератора де Брейна 10. Открытие вентиля И 24 обеспечивает подключение обратной связи регистра сдвига 29 блока перестройки структуры сигнала 12 ко входу старшего разряда этого регистра. Закрытие вентиля И 23 блокирует прохождение служебной информации на вход регистра 29 блока перестройки структуры сигнала 12. Кроме того, закрытие вентиля И 30 блокирует прохождение служебной информации на вход регистра 31 генератора де Брейна 10.

Тактовые импульсы с периодом τ₀, поступая на счетный вход счетчика 17, обеспечивают срабатывание этого счетчика всякий раз, когда их число равно числу дискретов сложного информационного сигнала L=2^m, что приводит к обнулению счетчика, так как сигнал с выхода счетчика поступает на его вход R, и изменение состояния элементов памяти регистра сдвига 29 в соответствии с законом, определенным конфигурацией линейной обратной связи, задаваемой ключами начальной установки, так как сигнал с выхода счетчика поступает на тактовые входы С элементов памяти 26 регистра 29 блока перестройки структуры сигнала 12. Поскольку выходы элементов памяти 26 регистра сдвига 29 через адресные шины связаны с соответствующими входами выбора адреса SEA постоянных запоминающих устройств 21, в которых хранятся элементы циклов подстановки V₁₀, а сигнал с выхода счетчика 17 через линию задержки 18 длительностью, равной величине дискрета τ₀, поступает также на входы разрешения считывания данных ERD постоянных запоминающих устройств 21, то после изменения состояния регистра сдвига 29 формируется новый набор адресов, что приводит к образованию после каждого срабатывания счетчика 17 нового разрешенного набора обратных связей, необходимого для работы генератора де Брейна 10. Данный набор после считывания из постоянных запоминающих устройств 21 в параллельном коде записывается в буферный регистр 22 и сохраняется неизменным в течение периода формирования сложного информационного сигнала, что позволяет при передаче каждого информационного бита изменить структуру сигналов де Брейна. После перевода передатчика в режим передачи цифровой информации тактовые импульсы с выхода вентиля И 15 подаются на первые входы вентилей И 41 и И 42 схемы добавления первого символа в кодовое слово 39 генератора де Брейна 10. Причем, так как триггер управления 40 находится в единичном состоянии, то первый тактовый импульс проходит через вентиль И 41 и обеспечивает перевод триггеров 40 и 46 в нулевое состояние, поступает соответственно на вход R триггера 40 и вход К триггера 46, а также через схему ИЛИ 43 обеспечивает обнуление элементов памяти 34 регистра сдвига 33.

Перевод триггера 40 в нулевое состояние открывает вентиль И 42, а перевод триггера 46 в нулевое состояние приводит к закрытию вентиля И 44 и открытию вентиля И 47, что обеспечивает прохождение второго тактового импульса через вентиль И 42 и вентиль И 47 на вторые входы схем И-НЕ-ИЛИ 35 регистра сдвига 33 и перезапись начального блока из буферного регистра 31 в элементы памяти 34 регистра 33. Кроме этого, второй тактовой импульс с выхода вентиля И 47 подается на счетный вход С триггера 46 и переводит его в единичное состояние, что обеспечивает закрытие вентиля И 47 и открытие вентиля И 44. В результате третий, четвертый и т.д. до 2^m+1 тактового импульса включительно поступают на счетный вход счетчика 45 по модулю 2^m-1 и одновременно на тактовые входы С элементов памяти 34 регистра сдвига 33, что обеспечивает формирование структуры сигнала де Брейна в соответствии с законом, определенным разрешенным набором обратных связей. При поступлении 2^m+1, 2^m+1+1, 2^m+2+1 и т.д. тактовых импульсов происходит срабатывание счетчика 45, что обеспечивает принудительный перевод элементов памяти 34 регистра сдвига 33 в нулевое состояние, кроме этого, при срабатывании счетчика 45 в состояние 0 переводится и триггер 46. В результате при поступлении 2^m+2, 2^m+l+2, 2^m+2+2 и т.д. тактовых импульсов они через открытый вентиль И 47 обеспечивают перезапись начального блока из буферного регистра 31 в регистр сдвига 33, а также закрытие вентиля И 47 и открытие вентиля И 44 посредством перевода триггера 46 в единичное состояние, что позволяет последующим импульсам поступать на тактовые входы С элементов памяти 34 регистра сдвига 33 и производить функционирование генератора по закону, определенному разрешенным набором обратных связей. Обратная связь регистра сдвига 33 реализуется посредством одновременного сравнения на каждом такте содержимого, снимаемого с выхода m-1 старшего разряда регистра 33, с фиксированными двоичными числами, разрешенными набором обратных связей, хранящимися в течение периода формирования сложного информационного сигнала в буферном регистре 22 блока перестройки структуры сигнала 12. На каждом такте может либо иметь место совпадение содержимого элементов памяти 34 только с одним числом разрешенного набора или не иметь место. Поэтому при совпадении происходит срабатывание либо одной из d схем сравнения 36, либо одной из схем И-НЕ 37, что обеспечивает инвертирование содержимого, снимаемого с младшего разряда регистра сдвига 33, и запись его в старший разряд, содержимое же остальных разрядов сдвигается на один разряд слева направо. В случае несовпадения содержимого m-1 старшего разряда регистра 33 ни с одним числом разрешенного набора производится циклический сдвиг влево содержимого всех разрядов регистра 33, при этом информационный символ, снимаемый с выхода младшего разряда, переписывается в старший разряд без изменений. Из разрешенного набора обратных связей исключен цикл нуль, поэтому период повторения последовательности, формируемой регистром сдвига 33 с нелинейной обратной связью, составляет 2^m-1, что с учетом первого символа, который всегда равен нулю, делает период повторения кодового слова равным 2^m тактам длительностью τ₀.

В результате на каждом такте в течение периода формирования сложных информационных сигналов регистр сдвига с нелинейной обратной связью 29 вырабатывает неповторяющиеся m-разрядные двоичные числа, которые снимаются с выходов всех элементов памяти 34 регистра 33 и выдаются одновременно на первые входы вентилей И 50 схемы выбора кодового слова 49 модулятора 3 каждого канала 1 (фиг.4). На вторые входы вентилей И 50 схемы выбора кодового слова 49 подается цифровой двоичный код от ключей начальной установки каналов, причем каналу i назначается цифровой код, соответствующий его номеру. Этот код определяет порядок сложения двоичных последовательностей, снимаемых с выхода элементов памяти 34 регистра сдвига с нелинейными обратными связями 33 генератора де Брейна 10. Например, пятому каналу соответствует при порядке m=5 двоичный код 00101, поэтому в схеме выбора кодового слова должны быть открытыми вентили 50 первый и третий, что обеспечивает сложение кодовых последовательностей, снимаемых с выхода элемента памяти 34 последнего и третьего, если считать справа налево. Операцию сложения по модулю два последовательностей выполняет сумматор по модулю два 51. В результате выполнения этой операции на выходе данного сумматора образуется кодовое слово, номер которого в ортогональном словаре де Брейна соответствует номеру канала. Эта последовательность подается на второй вход сумматора по модулю два 48 модулятора 3, на первый вход которого поступают информационные импульсы от блока цифровой информации 2. Длительность каждого информационного импульса соответствует периоду последовательности де Брейна, то есть равна 2^m τ₀, поэтому при поступлении информационной единицы на выходе сумматора имеет место видеосигнал де Брейна инверсной структуры, а при передаче информационного нуля - прямой структуры. Сигналы, снимаемые с выхода модулятора 3 каждого канала, одновременно подаются в блок формирования группового сигнала 4, где после их объединения в сумматоре 5 и наложения в модуляторе 6 сигнала синхронизации, вырабатываемого генератором сигнала синхронизации 7, происходит образование группового сигнала, спектр которого после переноса в область несущей частоты f₀ в блоке фазовой модуляции 8 и усиления в усилителе мощности 9 излучается в эфир.

На приемной стороне поступающий сигнал подвергается предварительной обработке (происходит перенос его спектра в область промежуточной частоты и усиление) в блоке высокочастотной селекции 52. С выхода этого блока сигнал одновременно подается в блок обнаружения сигнала синхронизации 54 и блок корреляционной обработки 57. При этом блок обнаружения сигнала синхронизации 54 совместно с блоком поиска 55 вводят в синхронизм генератор копии сигнала синхронизации 56. После чего блок выделения служебной информации 53 выдает управляющий сигнал, который через выход два поступает на второй вход генератора копии сигнала де Брейна 60 и второй вход блока перестройки структуры сигнала 62 для приведения соответствующих устройств этих блоков в исходное состояние. Затем служебная информация, содержащая сведения о начальных блоках, с первого выхода блока выделения служебной информации 53 одновременно поступает через первый вход блока перестройки структуры сигнала 62 и первый вход генератора копии сигнала де Брейна 60 на соответствующие регистры 29 и 31 указанных блоков, что после окончания записи начальных блоков синхронизирует работу регистра сдвига 29, передатчика и приемника. После записи начального блока в блок перестройки структуры сигнала 62 блок выделения служебной информации 53 на выходе три вырабатывает управляющий сигнал, который поступает на третий вход блока перестройки структуры сигнала 62 (сигнал подается на вход S триггера управления 14) и переводит блок перестройки структуры сигнала 62 и генератор копии сигнала де Брейна 60 в режим обработки информационного потока. Синхронно с поступающим на первый вход блока корреляционной обработки 57 групповым сигналом на второй вход этого блока подается копия сигнала одного из заранее назначенных кодовых слов ортогонального словаря де Брейна. Каждому абоненту заранее посредством ключей начальной установки назначается свой номер кодового слова. Блок корреляционной обработки 57 выделяет полезный сигнал посредством спектрального сжатия и накопления его энергии и из-за ортогональности в точке подавляет до нуля все мешающие сигналы. После чего выдает информационный поток в блок выделения информации 58, который в зависимости от знака накопленного в момент окончания периода сложного сигнала де Брейна вырабатывает двоичные видеоимпульсы, направляемые получателю информации.

Формула изобретения

1. Способ передачи информации в системах с кодовым разделением каналов, заключающийся в применении для передачи сообщений сменяемых от одного информационного символа к другому ортогональных кодовых словарей, отличающийся тем, что в качестве ортогональных кодовых словарей использованы словари де Брейна, каждое кодовое слово которых может быть построено путем суммирования по модулю два сигналов, снимаемых с разрядов регистра сдвига с нелинейными обратными связями по одному, по два и далее до m включительно, где m - число разрядов регистра сдвига, функция обратных связей которого задается формулой

где - разрешенный набор двоичных чисел, определяющий порядок подключения прямых и инверсных выходов m элементов памяти сдвигающего регистра к вентилям И, образующим нелинейную обратную связь, который также является двоичным представлением десятичных чисел α⁽ⁱ⁾, выбираемых в произвольном порядке по одному из каждого цикла подстановок V₁₀, и V^*₁₀, которые могут быть построены посредством последовательного выбора четных чисел и деления их на два либо нечетных чисел с вычитанием единицы и делением на два из подстановки V'₁₀, которая разбивает множество десятичных чисел соответствующим состоянием регистра сдвига на непересекающиеся циклы, упорядоченные при двоичном представлении по числу единичных разрядов;

d - число разрешенных наборов двоичных чисел, необходимых для генерирования максимального периода последовательности L, равного 2^m; ={0, 1}, причем, если =0, то , а если =1, то .

2. Устройство передачи информации в системах с кодовым разделением каналов, включающее передающую аппаратуру, содержащую N, равное 2^m каналов, каждый из которых содержит блок цифровой информации, выход которого подключен к первому входу модулятора, выход которого является выходом каждого канала, который через объединитель блока формирования группового сигнала подключен к первому входу модулятора блока формирования группового сигнала, выход которого является выходом блока формирования группового сигнала, который через блок фазовой модуляции и усилитель мощности подключен к передающей антенне, второй вход модулятора блока формирования группового сигнала соединен с выходом генератора сигнала синхронизации, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первый вход генератора сигнала синхронизации соединен с первым входом блока служебной информации, третий выход которого одновременно соединен с входом блока цифровой информации каждого канала; приемную аппаратуру абонентской станции, содержащую блок высокочастотной селекции, вход которого соединен с приемной антенной, а выход одновременно подключен к первому входу блока корреляционной обработки и первому входу блока обнаружения сигнала синхронизации, первый выход которого через блок поиска и первый вход генератора копии сигнала синхронизации подключен ко второму входу блока обнаружения сигнала синхронизации, второй выход которого подключен к входу блока выделения служебной информации, причем второй выход генератора копии сигнала синхронизации одновременно связан с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом блока выделения информации, второй вход которого соединен с выходом блока корреляционной обработки, а выход - с входом блока получателя информации, отличающееся тем, что в передающую аппаратуру дополнительно введен блок перестройки структуры сигнала, третий вход которого соединен с третьим выходом блока служебной информации, второй вход одновременно связан со вторым выходом блока служебной информации и вторым входом дополнительно введенного генератора де Брейна, первый вход блока перестройки структуры сигнала одновременно соединен с первым входом генератора сигнала синхронизации, с первым выходом блока служебной информации и первым входом генератора де Брейна, третий вход которого соединен с первым выходом блока перестройки структуры сигнала, второй выход которого подключен к четвертому входу генератора де Брейна, пятый вход которого связан с третьим выходом блока перестройки структуры сигнала, четвертый вход которого одновременно соединен с выходом генератора тактовых импульсов, со вторым входом генератора сигнала синхронизации, а четвертые d(m-1) выходов блока перестройки структуры сигнала подключены к соответствующим шестым входам генератора де Брейна, m-выходов которого подключены ко вторым входам модулятора каждого из N, равного 2^m каналов, в приемную аппаратуру дополнительно введен блок перестройки структуры сигнала, третий вход которого соединен с третьим выходом блока выделения служебной информации, второй выход которого одновременно подключен ко второму входу блока перестройки структуры сигнала и второму входу дополнительно введенного генератора копии сигнала де Брейна, первый вход которого одновременно соединен с первым выходом блока выделения служебной информации и первым входом блока перестройки структуры сигнала, четвертый вход которого одновременно соединен со вторым входом генератора копии сигнала синхронизации, выходом генератора тактовых импульсов, первым входом блока выделения информации, первый выход блока перестройки структуры сигнала подключен к третьему входу генератора копии сигнала де Брейна, второй выход подключен к четвертому входу генератора копии сигнала де Брейна, пятый вход которого соединен с третьим выходом блока перестройки структуры сигнала, четвертые d(m-1) выходов которого подключены к шестым соответствующим входам генератора копии сигнала де Брейна, выход которого подключен к блоку корреляционной обработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30

TK4A - Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"

Напечатано: Дата досрочного прекращения действия 06.06.2004

Следует читать: Дата досрочного прекращения действия 25.07.2003

Номер и год публикации бюллетеня: 26-2006

Код раздела: MM4A

Извещение опубликовано: 10.10.2006        БИ: 28/2006

---