Способ организации адаптивной радиосвязи в линии связи при использовании в радиостанциях псевдослучайной перестройки рабочей частоты

Способ относится к радиотехнике и применяется в средствах радиосвязи. Технический результат – обеспечение обмена информацией на оптимальных рабочих частотах, с обеспечением увеличения/уменьшения вероятности выбора рабочей частоты в случае увеличения/уменьшения значения отношения мощностей сигнала и помехи, измеренных на этой частоте, за счет чего повышается эффективность связи за счет применения адаптивного алгоритма выбора оптимальных рабочих частот совместно с режимом ППРЧ. Для этого в способе обмена информацией с использованием псевдослучайной перестройки рабочей частоты ППРЧ в станциях применяют способ выбора оптимальной рабочей частоты ОРЧ. При этом используют способ выбора ОРЧ, в котором при увеличении значения отношения мощностей сигнала и помехи для какой-либо частоты обеспечивается увеличение величины вероятности выбора данной частоты. В случае обеспечения обмена информацией о выбранных ОРЧ станции осуществляют обмен на этих частотах. При этом продолжается работа генераторов случайных чисел, которые используются при работе в режиме ППРЧ, и обеспечивается поддержка их синхронной работы в станциях. Если обмен информацией на ОРЧ нарушается, станции переходят в режим ППРЧ. 3 ил.

 

Способ относится к области радиосвязи, может быть использован в линиях связи для организации адаптивной радиосвязи в радиостанциях псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ).

Известен способ передачи дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, включающий на передающем конце деление входного сигнала на блоки, сформированные в виде последовательности двоичных векторов, перестройку частоты передатчика в соответствии с кодом двоичного вектора псевдослучайной последовательности, создаваемой регистром сдвига с обратной связью, модуляцию частоты передатчика и последующее излучение сигнала в пространство, прием сигнала на приемном конце радиолинии одновременно на всех частотах, преобразование сигнала на промежуточную частоту, усиление, демодуляцию и подачу сигнала на оконечное устройство, описанный в патенте RU 2215370, H04B 1/713. Недостатками этого способа является необходимость приема одновременно на всех частотах, низкая помехозащищённость от сосредоточенных по частоте помех, отсутствие адаптации к изменению помеховой обстановки, что приводит к снижению эффективности способа при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Известен способ автоматического выбора рабочих частот, реализованный устройством, описанным в а.с. СССР № 856017, H04B 1/10, опубл. 15.08.81, бюллетень № 30, при использовании которого осуществляется автоматический выбор оптимальных частот радиосвязи для нескольких радиолиний приемного радиоцентра из числа выделенных для связи частот, на которых в момент анализа наблюдаются минимальные значения текущих уровней помех. Недостатками данного способа является отсутствие накопления информации об изменении помеховой обстановки, что приводит к снижению эффективности при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Известен способ автоматического выбора рабочих частот, реализованный устройством, описанным в а.с. СССР №1573538, H04B 1/10, опубл. 23.06.90, бюллетень № 23, при использовании которого производится оценка и выбор рабочих частот на основе последовательного измерения уровней помех на каждой анализируемой частоте и сравнения этого значения с допустимым (пороговым) значением, величина которого определяется заданным качеством связи, при этом в качестве рабочей частоты выбирается частота с минимальным уровнем помех из группы частот, удовлетворяющих заданному качеству связи. Недостатками известного способа является отсутствие накопления информации об изменении помеховой обстановки, что приводит к снижению эффективности при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Известен способ автоматического выбора рабочих частот, реализованный устройством автоматического выбора рабочих частот, описанный в а.с. СССР №1501284, Н04B 1/10, опубл. 15.08.89, бюллетень №30, при использовании которого осуществляется выбор оптимальных рабочих частот путем последовательного измерения уровней помех на анализируемых частотах и сравнения измеренных значений с пороговым значением, величина которого определяется заданным качеством связи, при этом в качестве оптимальной рабочей частоты выбирается частота с минимальным текущим значением уровней помех из группы частот, удовлетворяющих заданному качеству связи. Недостатками способа является использование фиксированной рабочей частоты, т.е. без использования ППРЧ, что приводит к снижению эффективности обмена информацией в условиях радиоэлектронного подавления приемников средств радиосвязи, использование уровней помех на анализируемых частотах при определении качества связи, что не является оптимальным при использовании критерия Неймана-Пирсона; отсутствие адаптации к изменению помеховой обстановки, что приводит к снижению эффективности способа при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Известно устройство автоматического определения каналов радиосвязи с максимальным отношением сигнал-шум, описанное в патенте РФ на ПМ №133993, H04B 1/10, недостатком которого является отсутствие адаптации к изменению помеховой обстановки, что приводит к снижению эффективности способа при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Известен способ и устройство для адаптивной радиосвязи, описанные в патенте РФ №2284659, H04B 7/005, в которых качество канала связи оценивают путем сравнения сигнала контрольной комбинации, уровень которого изменяют в заданных пределах, с тем же сигналом, искаженным шумами и помехами в месте приема. На каждой выделенной для связи частоте подсчитывают количество ошибок, определяют, с какой максимальной скоростью передачи можно работать, и выбирают для связи частоту, обеспечивающую максимальную скорость передачи при минимальном сигнале. Недостатком этого способа является отсутствие адаптации к изменению помеховой обстановки, что приводит к снижению эффективности способа при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является способ, описанный в патенте RU № 2755032 H04B 1/713, принятый за прототип.

Способ обмена информацией с использованием псевдослучайной перестройки рабочей частоты совместно с алгоритмом выбора оптимальных рабочих частот заключается в обмене информацией между двумя станциями, работающими с использованием режима межсимвольной псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ), при котором расширение спектра обеспечивается путем синхронного скачкообразного изменения несущей частоты в выделенном для средства связи диапазоне частот, станции начинают работу в режиме ППРЧ, в течение заранее заданного времени осуществляют выбор оптимальной рабочей частоты (ОРЧ), обеспечивающей прием информации с наибольшей эффективностью. Работа датчиков случайных чисел, которые используются при работе в режиме ППРЧ, и поддержка их синхронной работы в станциях осуществляется непрерывно в течение всего времени работы станций, в случае если оптимальная рабочая частота не была выбрана к моменту времени перехода на новую частоту, который определяется при работе в режиме ППРЧ, станция передает соответствующее кодовое сообщение, и осуществляет переход на частоту, выбранную при работе в режиме ППРЧ, после того, как была выбрана оптимальная рабочая частота, станции продолжают работу на частотах, выбранных при использовании алгоритма ППРЧ. При этом станция, выбравшая ОРЧ, передает соответствующее значение оптимальной рабочей частоты так, чтобы был обеспечен заданный уровень вероятности передачи информации, в интервале приема другая станция определяет факт приема информации о значении оптимальной частоты, если информация о значении оптимальной частоты была принята, другая станция передает сообщение, подтверждающее факт приема данной информации, таким образом, что обеспечивается заданный уровень вероятности доведения сообщения, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, другая станция осуществляет передачу на оптимальной рабочей частоте, если другая станция получила информацию о значении оптимальной рабочей частоты, отправила сообщение о приеме данной информации и перешла в режиме передачи на этой частоте, а станция, передавшая информацию, не получила подтверждение о приеме информации о значении оптимальной рабочей частоты, то в этом случае станция, передавшая информацию, не переходит в режиме приема на ОРЧ и поэтому не принимает переданную информацию, если станция получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения оптимальной рабочей частоты, то эта станция, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, осуществляет прием информации на оптимальной рабочей частоте, если станция не получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения оптимальной рабочей частоты, сообщение о приеме данной информации не передается, другая станция в момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, переходит на частоту, значение которой было определено при использовании алгоритма ППРЧ. Переданная информация хранится до момента приема информации, подтверждающей прием другой станцией переданной информации, в случае если в течение установленного времени станцией, передавшей информацию, не будет принята информация о том, что другая станция эту информацию приняла, то после перехода на новую рабочую частоту, переданная информация передается повторно.

Недостатком способа-прототипа является то, что при выборе оптимальных рабочих частот не используется адаптивный подход, при применении которого управляющие решения принимаются на основе априорной информации, уточняемой на каждом шаге процесса на основе поступающей информации, что приводит к снижению эффективности способа при работе радиосредств в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Задача предлагаемого способа – обеспечение обмена информацией на оптимальных рабочих частотах, с обеспечением увеличения/уменьшения вероятности выбора рабочей частоты в случае увеличения/уменьшения значения отношения мощностей сигнала и помехи, измеренных на этой частоте, и за счет этого повышение помехоустойчивости линий радиосвязи в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Для решения поставленной задачи в способе организации адаптивной радиосвязи в линии связи при использовании в радиостанциях псевдослучайной перестройки рабочей частоты, заключающемся в обмене информацией между двумя станциями, работающими с использованием режима межсимвольной псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ), при котором расширение спектра обеспечивается путем синхронного скачкообразного изменения несущей частоты в выделенном для средства связи диапазоне частот, станции начинают работу в режиме ППРЧ, в течение заранее заданного времени осуществляют выбор оптимальной рабочей частоты (ОРЧ), обеспечивающей прием информации с наибольшей эффективностью, работа датчиков случайных чисел, которые используются при работе в режиме ППРЧ, и поддержка их синхронной работы в станциях осуществляется непрерывно в течение всего времени работы станций, в случае если оптимальная рабочая частота не была выбрана к моменту времени перехода на новую частоту, который определяется при работе в режиме ППРЧ, станция передает соответствующее кодовое сообщение и осуществляет переход на частоту, выбранную при работе в режиме ППРЧ, после того, как была выбрана оптимальная рабочая частота, станции продолжают работу на частотах, выбранных при использовании алгоритма ППРЧ, при этом станция, выбравшая ОРЧ, передает соответствующее значение оптимальной рабочей частоты так, чтобы был обеспечен заданный уровень вероятности передачи информации, в интервале приема другая станция определяет факт приема информации о значении оптимальной частоты, если информация о значении оптимальной частоты была принята, другая станция передает сообщение, подтверждающее факт приема данной информации, таким образом, что обеспечивается заданный уровень вероятности доведения сообщения, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, другая станция осуществляет передачу на оптимальной рабочей частоте, если другая станция получила информацию о значении оптимальной рабочей частоты, отправила сообщение о приеме данной информации и перешла в режиме передачи на этой частоте, а станция, передавшая информацию, не получила подтверждение о приеме информации о значении оптимальной рабочей частоты, то в этом случае станция, передавшая информацию, не переходит в режиме приема на ОРЧ и поэтому не принимает переданную информацию, если станция получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения оптимальной рабочей частоты, то эта станция, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, осуществляет прием информации на оптимальной рабочей частоте, если станция не получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения оптимальной рабочей частоты, сообщение о приеме данной информации не передается, другая станция в момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, переходит на частоту, значение которой было определено при использовании алгоритма ППРЧ, переданная информация хранится до момента приема информации, подтверждающей прием другой станцией переданной информации, в случае если в течение установленного времени станцией, передавшей информацию, не будет принята информация о том, что другая станция эту информацию приняла, то после перехода на новую рабочую частоту, переданная информация передается повторно, согласно изобретению, в режиме обмена информацией в станциях в интервалах времени, отведенных для приема сообщений, измеряют мощность помехи, мощность аддитивной смеси сигнала и помехи, рассчитывают значение мощности сигнала, отношение значений мощностей сигнала и помехи, измерение мощности помехи осуществляют в интервале времени, в котором отсутствует сигнал, и который расположен непосредственно перед интервалом времени, в котором измеряют мощность аддитивной смеси сигнала и помехи;

измерение мощности аддитивной смеси сигнала и помехи осуществляют в интервал времени ближайший к моменту, в который осуществляют переход на другую частоту, при этом выполняется условие, что разность значений момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту, и момента времени, в который завершают измерение мощности сигнала и помехи, превышает значение времени, необходимого для расчета значения частоты приема и подготовки соответствующих данных;

момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту, определяется алгоритмом, обеспечивающим работу в режиме ППРЧ;

с использованием полученного значения отношения мощностей сигнала и помехи определяют ОРЧ, на которой должна приниматься информация в очередном интервале времени, отведенном для приема сообщений – ОРЧ приема, при этом используют способ выбора ОРЧ приема, при применении которого при увеличении значения отношения мощностей сигнала и помехи для какой-либо частоты, обеспечивается увеличение величины числового интервала, соответствующего данной частоте, на которые делят отрезок единичной длины, используемый для определения значений ОРЧ;

определяют номер ОРЧ приема с использованием очередного числа псевдослучайной последовательности чисел (ПсПЧ), на которой будет осуществляться прием в следующем цикле приема-передачи, как номер интервала, на которые разбит отрезок единичной длины, в который попадает число, выработанное генератором ПсПЧ;

при реализации способа выбора ОРЧ приема используют второй генератор ПсПЧ, отличный от генератора, который используют для обеспечения режима ППРЧ, работу данных генераторов, находящихся в различных радиостанциях, не синхронизируют;

работа станций продолжается по описанному алгоритму до момента завершения сеанса связи.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Работа станций (станция 1 и станция 2) начинается в режиме ППРЧ. При работе в режиме ППРЧ работа датчиков случайных чисел, используемых для обеспечения данного режима работы, и поддержка их синхронной работы в станциях, осуществляется в течение всего времени работы станций.

В режиме обмена информацией в станциях в интервалах времени, отведенных для приема сообщений, измеряют мощность помехи, мощность аддитивной смеси сигнала и помехи. Рассчитывают значение мощности сигнала, отношение значений мощностей сигнала и помехи (графическое пояснение приведено на фиг. 1).

Измерение мощности помехи осуществляют в интервале времени, в котором отсутствует сигнал, и который расположен непосредственно перед интервалом времени, в котором измеряют мощность аддитивной смеси сигнала и помехи.

Измерение мощности аддитивной смеси сигнала и помехи осуществляют в интервал времени ближайший к моменту, в который осуществляют переход на другую частоту, при этом выполняется условие, что разность значений момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту, и момента времени, в который завершают измерение мощности сигнала и помехи, превышает значение времени, необходимого для расчета значения частоты приема и подготовки соответствующих данных (t_рп) (графическое пояснение приведено на фиг. 2).

Момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту, определяется алгоритмом, обеспечивающим работу в режиме ППРЧ.

Измерение мощностей сигнала и помехи с высокой точностью, за небольшое время может осуществляться, например, способом, описанным в патенте RU 2675386 H04B 1/10.

Рассчитывают отношение мощностей сигнала и помехи. С использованием полученного значения определяют ОРЧ, на которой должны принимать информацию в очередном цикле передачи – приема – ОРЧ приема. При этом используют способ выбора ОРЧ приема, при применении которого при увеличении значения отношения мощностей сигнала и помехи для какой-либо частоты, обеспечивается увеличение величины числового интервала, соответствующего данной частоте, на которые делят отрезок единичной длины, используемые для определения значений ОРЧ.

В общем случае для расчета величин числовых интервалов могут использоваться функции, удовлетворяющие условию, что рассчитанная величина числового интервалов тем больше, чем больше значение отношения мощностей сигнала и помех.

Может использоваться, например, следующий способ выбора ОРЧ приема.

Считается, что число рабочих частот любой радиостанции – N известно. В каждой радиостанции предварительно весь список рабочих частот нумеруется, например, в порядке возрастания значений частот.

Генератор псевдослучайной последовательности чисел (ПсПЧ) вырабатывает случайные числа, распределенные по равномерному закону в отрезке единичной длины.

После первого измерения мощностей сигнала и помехи на i-ой частоте и расчета значения их отношений – q_i значениям отношения мощностей сигнала и помехи для всех оставшихся частот присваивают данное рассчитанное значение

q_j= q_i

j=1, 2, …, N, j≠ i.

Рассчитывают величины промежутков отрезка единичной длины, которые используют при определении номера частоты приема

p_i= q_i/q_j, (1)

где: N – число рабочих частот радиостанций.

Формируют отрезок из полуоткрытых промежутков

[0, p₁), [p₁, p₁+ p₂), …, [p_i, 1]. (2)

После получения случайного числа от второго генератора ПсПЧ, определяют номер ОРЧ приема как номер полуоткрытого промежутка, в который попадает случайное число.

Если обмен информацией о номере ОРЧ между станциями произведен с положительным результатом, то в очередном интервале передачи-приема информации станция, принявшая информацию о значении ОРЧ, передает информацию на данной частоте, станция, передавшая информацию о значении ОРЧ, принимает информацию на данной частоте.

В интервалы времени, предназначенные для измерения мощностей сигнала и помехи, осуществляют измерение значений данных параметров на ОРЧ приема (второе измерение).

Рассчитывают значения их отношений – q_i рассчитывают величину промежутков отрезка единичной длины, которые используют при определении номера частоты приема по формуле (1) с использованием рассчитанного значения q_i.

После получения случайного числа, значения которого равномерно распределены в единичном интервале, определяют номер ОРЧ приема как номер полуоткрытого промежутка, в который попадает случайное число.

В дальнейшем, после очередного измерения мощностей сигнала и помехи на i-ой частоте, рассчитывают значения их отношений – q_i. Рассчитывают величину промежутков отрезка единичной длины, которые используют при определении номера частоты приема по формуле (1) с использованием рассчитанного значения q_i. После получения случайного числа, значения которого равномерно распределены в единичном интервале, определяют номер ОРЧ приема как номер полуоткрытого промежутка, в который попадает случайное число.

После того, как была выбрана первая ОРЧ, станции продолжают работу на частотах, выбранных при использовании алгоритма ППРЧ. При этом передают: станция 1 станции 2, станция 2 станции 1 соответствующие значения оптимальных рабочих частот так, чтобы был обеспечен заданный уровень вероятности передачи информации.

Заданный уровень вероятности передачи информации обеспечивают, например, путем использования способа модуляции с необходимой степенью кодирования.

В интервале приема определяют факт приема информации о значении оптимальной частоты.

Факт приема информации определяется, например, по факту превышения отношением измеренных значений мощности сигнала и мощности помехи заданного порогового уровня.

Если информация о значении ОРЧ станцией принята, то станция передает сообщение, подтверждающее факт приема данной информации, например, с использованием соответствующей модуляции и степени кодирования, обеспечивающих доведение информации с вероятностью не ниже заданного значения. После чего данная станция, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту, осуществляет передачу на оптимальной рабочей частоте.

Если станция, передавшая информацию о значении ОРЧ, получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения ОРЧ, то данная станция, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту, осуществляет прием информации на ОРЧ.

Если станция не получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения ОРЧ, то данная станция в момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту, переходит на частоту, значение которой было определено при использовании алгоритма ППРЧ. В этом случае другая станция не получает сигнал на ОРЧ. При этом данная станция продолжает работу на этой частоте до момента перехода на другую частоту, выбранную при использовании алгоритма ППРЧ. После чего прием осуществляется на частоте, которую к этому моменту определяют при использовании алгоритма ППРЧ.

Поскольку работа датчиков случайных чисел, которые используются при работе в режиме ППРЧ, и поддержка их синхронной работы в станциях осуществляется в течение всего времени работы станций, то срыва связи в этом случае не происходит.

Переданная информация хранится до момента приема информации, подтверждающей прием другой станцией переданной информации.

В случае если в течение установленного времени станцией, передавшей информацию, не будет принята информация о том, что другая станция эту информацию приняла, то после перехода на новую рабочую частоту, переданная информация передается повторно.

Работа станций продолжается по описанному алгоритму до момента завершения сеанса связи.

При использовании предлагаемого способа в отличие от способа-прототипа возможно осуществление обмена информацией на ОРЧ. Причем для выбора ОРЧ приема используют способ, при применении которого при увеличении значения отношения мощностей сигнала и помехи для какой-либо частоты, обеспечивается увеличение величины числового интервала, соответствующего данной частоте, на которые делят числовой отрезок, используемый для определения значений ОРЧ. За счет этого увеличивается вероятность использования ОРЧ и, соответственно, данная частота будет использоваться чаще.

Таким образом, за счет обеспечения обмена информацией на оптимальных рабочих частотах, а также обеспечения увеличения/уменьшения вероятности выбора рабочей частоты в случае увеличения/уменьшения значения отношения мощностей сигнала и помехи, измеренных на этой частоте, повышается эффективность обмена информации в условиях изменяющейся помеховой обстановки.

Структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа, приведена на фиг. 3, где обозначено:

1 – антенна;

2 – смеситель;

3 – усилитель промежуточной частоты (УПЧ);

4 – полосовой фильтр (ПФ);

5 – гетеродин;

6 – блок расчета мощностей сигнала и помехи;

7 – цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);

8 – аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

9 – модем;

10 – передатчик;

11 – вычислительное устройство (ВУ);

12.1, 12.2 – первый и второй генераторы псевдослучайной последовательности чисел (ПсПЧ).

Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, смеситель 2, УПЧ 3, полосовой фильтр 4, АЦП 8, модем 9, выход-вход которого является вторым выходом-входом устройства. Кроме того, первый выход модема 9 соединен с первым входом передатчика 10, выход которого соединен с входом антенны, выход-вход которого является первым выходом-входом устройства. При этом выход полосового фильтра 4 соединен с входом блока расчета мощностей сигнала и помехи 6, выход которого соединен с первым входом ВУ 11, первый выход которого через последовательно соединенные ЦАП 7 и гетеродин 5 подключен ко второму входу смесителя 2. Второй выход модема 9 соединен со вторым входом ВУ 11, второй выход которого соединен со вторым входом передатчика 10. Третий выход ВУ 11 подключен к третьему входу передатчика 10. Выход первого генератора ПсПЧ 12.1 соединен с третьим входом ВУ 11, а выход второго генератора ПсПЧ 12.2 – с четвертым входом ВУ 11.

Устройство работает следующим образом.

Смесь сигнала и помехи с антенны 1 поступает в смеситель 2, где осуществляется понижение или повышение значения частоты сигнала до значения промежуточной частоты. Полученную смесь сигнала и помехи усиливают в УПЧ 3. Усиленный сигнал фильтруют полосовым фильтром 4 и подают в АЦП 8, где формируют в цифровом виде отсчеты смеси сигнала и помехи. Отсчеты подают в модем 9, где полученную информацию демодулируют и через второй выход-вход подают на внешнее устройство (на фиг. 3 не показано). Со второго выхода модема 9 демодулированную информацию подают в ВУ 11.

В вычислительном устройстве 11, например, по алгоритму, описанному в патенте РФ 2284659 H04B7/005, для каждой выделенной для связи частоты, осуществляют оценку качества канала связи, например, путем сравнения сигнала контрольной комбинации, уровень которого изменяется в заданных пределах, с тем же сигналом, искаженным шумами и помехами в месте приема, подсчет количества ошибок, расчет максимальной скорости передачи, с которой можно работать, или, например, путем сравнения значения отношения мощностей сигнала и помехи с заданным порогом.

Также в ВУ 11 осуществляют расчет значений рабочих частот с использованием какой-либо псевдослучайной последовательностью (алгоритм ППРЧ), и определяют значение оптимальной рабочей частоты приема в цифровом виде, переданное другой станцией.

В блоке расчета мощностей сигнала и помехи 6 осуществляют расчет мощностей сигнала и помехи, например, с использованием способа и устройства, описанных в патенте RU 2675386 H04B 1/10.

Расчет мощностей сигнала и помехи в блоке 6 производят следующим образом. Принятую аддитивную смесь сигнала и помехи разветвляют на две одинаковые составляющие, которые затем умножают друг на друга (возводят в квадрат). Затем полученный сигнал фильтруют фильтром нижних частот (ФНЧ) полоса которого согласована с полосой сигнала. Одновременно полученный сигнал фильтруют полосовым фильтром, полоса пропускания которого выбирают так, что верхняя частота полосового фильтра соответствует верхней частоте сигнала, нижнюю частоту полосового фильтра выбирают минимально возможной. Отсчеты сигналов, прошедших полосовой фильтр и ФНЧ, формируют в цифровом виде, путем преобразования в соответствующих аналого-цифровых преобразователях. Данные значения вычитаются одно из другого в вычислительном устройстве. Полученные значения суммируют (сумма мощностей сигнала и помехи). Из полученной суммы вычитают сумму разностей отсчетов, полученных по такому же алгоритму в течение временного интервала анализа помехи, который расположен непосредственно перед обрабатываемым информационным символом, и в котором содержится только помеха (мощность помехи). Полученное значение является достаточно точной оценкой мощности сигнала.

Значения мощностей сигнала и помехи в цифровом виде передают в ВУ 11, где рассчитывают отношение мощностей сигнала и помехи, сравнивают значение полученного отношения с пороговым значением, и по результату сравнения делают вывод о том, что информация принята или не принята.

С выхода ВУ 11 информацию о значении частоты в цифровом виде подают в ЦАП 7 и на второй вход передатчика 10. С выхода ЦАП 7 напряжение пропорциональное значению частоты в аналоговом виде подают на вход гетеродина 5. На его выходе формируется частота, обеспечивающая преобразование частоты входного сигнала в промежуточную частоту.

На вход-выход модема 9 подают информацию от внешнего устройства (на фиг. 3 не показано). Информацию, преобразованную в модеме 9, подают в передатчик 10.

В передатчике 10 с использованием информации о значении частоты, поступающей с ВУ 11, осуществляют преобразование частоты сигнала, поступающего с модема 9, до значения несущей частоты сигнала, на которой он излучается через антенну 1.

Расчет номеров рабочих частот осуществляют в ВУ 11 с использованием случайных чисел, которые подают в него с первого 12.1 и второго 12.2 генераторов ПсПЧ.

В первом 12.1 и втором 12.2 генераторах ПсПЧ используют различные алгоритмы генерации ПсПЧ или различные значения констант, используемых в алгоритме генерации ПсПЧ.

Числа, формируемые первым генератором ПсПЧ 12.1, используют для выбора рабочих частот в режиме ППРЧ. Числа, формируемые вторым генератором ПсПЧ 12.2, используют для выбора ОРЧ.

Работу вторых генераторов ПсПЧ 12.2, используемых в различных радиостанциях, не синхронизируют.

Выбор частот и порядок их использования осуществляют по алгоритму, описанному выше.

Вычислительное устройство 11 может быть выполнено, например, в виде единого микропроцессорного устройства с соответствующим программным обеспечением, например процессора серии TMS320VC5416 фирмы Texas Instruments, или в виде программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), с соответствующим программным обеспечением, например ПЛИС XCV400 фирмы Xilinx.

ЦАП 7 может быть выполнен, например, на микросхеме AD5443YRМ фирмы Analog Devices.

АЦП 8 может быть выполнен, например, на микросхеме AD7495BR фирмы Analog Devices.

Таким образом, описанное устройство позволяет реализовать способ организации адаптивной радиосвязи в линии связи при использовании в радиостанциях псевдослучайной перестройки рабочей частоты, который обеспечивает обмен информацией на оптимальных рабочих частотах, а также обеспечивает увеличение/уменьшение вероятности выбора рабочей частоты в случае увеличения/уменьшения значения отношения мощностей сигнала и помехи, измеренных на этой частоте.

Способ организации адаптивной радиосвязи в линии связи при использовании в радиостанциях псевдослучайной перестройки рабочей частоты, заключающийся в обмене информацией между двумя станциями, работающими с использованием режима межсимвольной псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ), при котором расширение спектра обеспечивается путем синхронного скачкообразного изменения несущей частоты в выделенном для средства связи диапазоне частот, станции начинают работу в режиме ППРЧ, в течение заранее заданного времени осуществляют выбор оптимальной рабочей частоты (ОРЧ), обеспечивающей прием информации с наибольшей эффективностью, работа датчиков случайных чисел, которые используются при работе в режиме ППРЧ, и поддержка их синхронной работы в станциях осуществляется непрерывно в течение всего времени работы станций, в случае если оптимальная рабочая частота не была выбрана к моменту времени перехода на новую частоту, который определяется при работе в режиме ППРЧ, станция передает соответствующее кодовое сообщение и осуществляет переход на частоту, выбранную при работе в режиме ППРЧ, после того, как была выбрана оптимальная рабочая частота, станции продолжают работу на частотах, выбранных при использовании алгоритма ППРЧ, при этом станция, выбравшая ОРЧ, передает соответствующее значение оптимальной рабочей частоты так, чтобы был обеспечен заданный уровень вероятности передачи информации, в интервале приема другая станция определяет факт приема информации о значении оптимальной частоты, если информация о значении оптимальной частоты была принята, другая станция передает сообщение, подтверждающее факт приема данной информации, таким образом, что обеспечивается заданный уровень вероятности доведения сообщения, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, другая станция осуществляет передачу на оптимальной рабочей частоте, если другая станция получила информацию о значении оптимальной рабочей частоты, отправила сообщение о приеме данной информации и перешла в режиме передачи на этой частоте, а станция, передавшая информацию, не получила подтверждение о приеме информации о значении оптимальной рабочей частоты, то в этом случае станция, передавшая информацию, не переходит в режиме приема на ОРЧ и поэтому не принимает переданную информацию, если станция получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения оптимальной рабочей частоты, то эта станция, начиная с момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, осуществляет прием информации на оптимальной рабочей частоте, если станция не получает информацию, подтверждающую факт приема другой станцией значения оптимальной рабочей частоты, сообщение о приеме данной информации не передается, другая станция в момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту при работе в режиме ППРЧ, переходит на частоту, значение которой было определено при использовании алгоритма ППРЧ, переданная информация хранится до момента приема информации, подтверждающей прием другой станцией переданной информации, в случае если в течение установленного времени станцией, передавшей информацию, не будет принята информация о том, что другая станция эту информацию приняла, то после перехода на новую рабочую частоту, переданная информация передается повторно, отличающийся тем, что в режиме обмена информацией в станциях в интервалах времени, отведенных для приема сообщений, измеряют мощность помехи, мощность аддитивной смеси сигнала и помехи, рассчитывают значение мощности сигнала, отношение значений мощностей сигнала и помехи, измерение мощности помехи осуществляют в интервале времени, в котором отсутствует сигнал, и который расположен непосредственно перед интервалом времени, в котором измеряют мощность аддитивной смеси сигнала и помехи;

измерение мощности аддитивной смеси сигнала и помехи осуществляют в интервал времени ближайший к моменту, в который осуществляют переход на другую частоту, при этом выполняется условие, что разность значений момента времени, в который осуществляют переход на другую частоту, и момента времени, в который завершают измерение мощности сигнала и помехи, превышает значение времени, необходимого для расчета значения частоты приема и подготовки соответствующих данных;

момент времени, в который осуществляют переход на другую частоту, определяется алгоритмом, обеспечивающим работу в режиме ППРЧ;

с использованием полученного значения отношения мощностей сигнала и помехи определяют ОРЧ, на которой должна приниматься информация в очередном интервале времени, отведенном для приема сообщений – ОРЧ приема, при этом используют способ выбора ОРЧ приема, при применении которого при увеличении значения отношения мощностей сигнала и помехи для какой-либо частоты, обеспечивается увеличение величины числового интервала, соответствующего данной частоте, на которые делят отрезок единичной длины, используемый для определения значений ОРЧ;

определяют номер ОРЧ приема с использованием очередного числа псевдослучайной последовательности чисел (ПсПЧ), на которой будет осуществляться прием в следующем цикле приема-передачи, как номер интервала, на которые разбит отрезок единичной длины, в который попадает число, выработанное генератором ПсПЧ;

при реализации способа выбора ОРЧ приема используют второй генератор ПсПЧ, отличный от генератора, который используют для обеспечения режима ППРЧ, работу данных генераторов, находящихся в различных радиостанциях, не синхронизируют;

работа станций продолжается по описанному алгоритму до момента завершения сеанса связи.