ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ ПОЛНОСВЯЗНОЙ РАДИОСЕТИ C КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к области цифровых систем передачи информации, и может быть использована в составе систем радиосвязи, применяющих сигналы с расширенным спектром.
Из предшествующего уровня техники известно устройство квадратурного формирования широкополосного фазоманипулированного сигнала, состоящее из последовательно-параллельного преобразователя, генератора псевдослучайной последовательности для генерации псевдослучайной последовательности, четырех смесителей, обеспечивающих перемножение фазоманипулированных сигналов, генератора высокой частоты, фазовращателя на 90° и сумматора [В.И. Борисов и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью - М: Радио и связь, 2003 - 641 с.].
Наиболее близким по технической сущности прототипом к заявляемому устройству является устройство квадратурного формирования широкополосного фазоманипулированного сигнала (Патент 114243, Н03С 3/00, 2011). Данное устройство содержит последовательно-параллельный преобразователь (ППП), генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП), четыре двухвходовых смесителя (СМ1, СМ2, СМ3, СМ4), каждый для перемножения двух фазоманипулированных сигналов, генератор меандра (ГМ), линию задержки (ЛЗ), задерживающую меандр на четверть периода, и двухвходовый сумматор (С), причем к входу ППП подключен источник информационной последовательности; первый выход ППП подключен к первому входу СМ1; второй выход ППП подключен к первому входу СМ2; первый выход ГПСП подключен ко второму входу СМ1, а второй выход ГПСП подключен ко второму входу СМ2; выход СМ1 подключен к первому входу СМ3; выход СМ2 подключен к первому входу СМ4; первый выход ГМ подключен ко второму входу СМ3, а второй выход ГМ подключен к ЛЗ; выход ЛЗ подключен ко второму входу СМ4; выход СМ3 подключен к первому входу С, а выход СМ4 подключен ко второму входу С, с выхода С снимается сформированный широкополосный фазоманипулированный сигнал.
Наиболее существенным недостатком данных устройств является высокая чувствительность вычислительного ресурса к длине псевдослучайной последовательности (ПСП). С повышением порядка генератора ПСП на единицу, длина ПСП увеличивается вдвое; хранение ПСП высоких порядков (обычно, начиная с 14-го) в ПЗУ радиотрансивера резко становится затруднительным.
Приемопередающий радиомодуль, содержащий на передающей стороне источник информации (ИИ), выход которого соединен со входом канального кодера (КК), выход канального кодера (КК) соединен со входом блока прямой модуляции (БПМ), входом которого является первый вход первого перемножителя (ПМ1), выход первого генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП1) соединен со вторым входом первого перемножителя (ПМ1), а выход первого перемножителя (ПМ1) соединен с первым входом второго перемножителя (ПМ2), при этом выход второго генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП2) соединен со вторым входом второго перемножителя (ПМ2), а выход второго перемножителя (ПМ2) является выходом блока прямой модуляции (БПМ) и соединен со входом модулятора (М), выход модулятора (М) соединен со входом передатчика (ПРД), а выход передатчика (ПРД) соединен с антенной; на приемной стороне антенна соединена со входом приемника (ПРМ), выход приемника (ПРМ) соединен со входом демодулятора (ДМ), выход демодулятора (ДМ) соединен со входом блока согласованной фильтрации (БСФ), входом которого является первый вход второго согласованного фильтра (СФ2), а выход второго генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП2) соединен со вторым входом второго согласованного фильтра (СФ2), выход второго согласованного фильтра (СФ2) соединен с первым входом первого согласованного фильтра (СФ1), а выход первого генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП1) соединен со вторым входом первого согласованного фильтра (СФ1), выход первого согласованного фильтра (СФ1) является выходом блока согласованной фильтрации (БСФ) и соединен со входом канального декодера (КДК), выход КДК соединен с получателем информации (ПИ) (Структурная схема устройства приведена на Фиг. 1).
Техническим результатом полезной модели является уменьшение вычислительных затрат на генерирование псевдослучайных последовательностей в системах с расширением спектра методом прямой модуляции (DS/SS).
Технический результат достигается за счет реализации блока прямой модуляции (БПМ) и блока согласованной фильтрации (БСФ), состоящих из ряда прямых модуляторов (ПМ) и согласованных фильтров (СФ) соответственно; блок прямой модуляции содержит первый генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП1), выход которого соединен со вторым входом первого перемножителя (ПМ1), выход первого перемножителя (ПМ1) соединен с первым входом второго перемножителя (ПМ2), а выход второго генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП2) соединен со вторым входом второго перемножителя (ПМ2), чей выход соединен со входом передатчика (ПРД) и через него соединен с антенной. Антенна соединена с приемником (ПРМ), выход которого соединен с первым входом второго согласованного фильтра (СФ2), а выход второго генератора псевдослучайной последовательности ГПСП2 соединен со вторым входом второго согласованного фильтра (СФ2), выход второго согласованного фильтра (СФ2) соединен с первым входом первого согласованного фильтра (СФ1), а выход первого генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП1) соединен со вторым входом первого согласованного фильтра (СФ1).
Устройство работает следующим образом: со стороны источника, пройдя этап канального кодирования, сигнал поэтапно умножается на ряд псевдослучайных последовательностей (ПСП), образующих вложенную псевдослучайную последовательность (ВПСП), модулируется и передается через антенну. На приемной стороне сигнал с расширенным спектром демодулируется, а затем поэтапно обрабатывается банком согласованных фильтров, декодируется и передается получателю далее по цепи. Порядок фильтрации на приемной стороне обратен порядку формирования ВПСП на передающей стороне. В первую очередь формируется «медленная» ПСП (то есть, имеющая большую длительность бита), а «быстрая» (то есть, имеющая малую длительность бита) ПСП - в последнюю очередь. В процессе фильтрации наоборот, сначала устраняется «быстрая» ПСП, а затем «медленная». При этом, количество генераторов псевдослучайной последовательности ПСП может быть выше двух и ограничено только вычислительной способностью интегральной схемы, на которой реализован приемопередающий модуль. Каждый последующий генератор работает на тактовой частоте LR, где L - длина ПСП предыдущего генератора (L=1 для ГПСП1), R - тактовая частота предыдущего генератора (для ГПСП1 R - его собственная частота).
Вложение ПСП, то есть их перемножение на разных скоростях позволяет сгенерировать ПСП высокого порядка из нескольких ПСП низкого порядка, высвободив при этом значительную часть вычислительного ресурса ПЛИС (программируемой логической интегральной схемы) ценой незначительного понижения длины итоговой ПСП при сравнении с оригинальной ПСП высокого порядка. Например, вложенная ПСП 15-го порядка, составленная из ПСП 7-го и 8-го порядков (сумма порядков: 15, длины ПСП 127 и 255 бит соответственно) может быть записана в ПЗУ, занимая лишь 1.2% памяти от необходимой для записи цельной ПСП 15-го порядка (32767 бит), теряя при этом 1.2% итоговой длины ПСП (127*255=32385 бит), то есть коэффициента расширения спектра.
Вложенная ПСП 15-го порядка, составленная из трех ПСП 5-го порядка, в таком случае, займет уже 0.3% памяти, необходимой для записи цельной ПСП 15-го порядка, но потеряет уже 9.1% длины (31*31*31=29791 бит).
Описание чертежей:
- на Фиг. 1. показана структурная схема устройства.