УСТРОЙСТВО СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СООБЩЕНИЙ И СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использована в системах передачи данных, в которых необходимо передавать некоторую служебную дополнительную информацию, то есть команды. В частности это могут быть адаптивные системы радиосвязи, в которых требуется оперативная передача команд управления.
Известен способ передачи дополнительной информации при кодировании речевых сообщений (патент РФ №2297099 от 18.04.2005). Способ содержит стадии a) перевода в цифровую форму блока исходного речевого сигнала, b) сжатия блока исходного речевого сигнала с помощью использования регулярного импульсного возбуждения, долговременного предсказания и линейного кодирования с предсказанием, c) вставки дополнительной информации, d) декомпрессии сжатого блока исходного речевого сигнала, e) выделения дополнительной информации, f) преобразования принятого блока исходного речевого сигнала к аналоговому виду, при этом перед сжатием блока исходного речевого сообщения при кодировании блока исходного речевого сигнала происходит вставка дополнительной информации в определенные разряды блока исходного речевого сигнала, в качестве которой выступает изображение или другое речевое сообщение, при этом объем встраиваемой дополнительной информации составляет 50 бит, которые встраивают на определенные места блока исходного речевого сигнала, состоящего из 260 бит, к оставшимся исходным разрядам применяют процедуру пробной инверсии, при которой производят поочередную инверсию (замена "1" на "0" или "0" на "1") каждого разряда блока исходного речевого сигнала, за исключением разрядов, содержащих дополнительную информацию, тем самым осуществляют оптимизацию разрядов блока исходного речевого сигнала, после чего блок исходного речевого сигнала с дополнительной информацией передают по каналу связи.
Недостатком способа является то, что передаваемое сообщение, в данном случае речь, подвергается сжатию, после чего удается передать дополнительную информацию, без увеличения скорости передачи или выделенной полосы частот канала связи. При этом при сжатии качество речи ухудшается. Данный способ может применяться лишь в системах передачи, в которых допускается ухудшение передаваемых речи, изображений или видео (телевидение).
Наиболее близким к заявленному техническому решению является система для передачи дискретной информации (патент РФ №2085046 от 28.12.1994), принятая за прототип. Система содержит источник информации, кодер, декодер, решающий блок и получатель информации. Функционально источник информации и кодер представляют собой передающую часть, а декодер, решающий блок и получатель информации представляют собой приемную часть. Система позволяет осуществлять передачу дискретной информации, в том числе служебной дополнительной информации, то есть команд.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности оперативно передать команды без прерывания передачи информации (сообщений) или без увеличения скорости передачи или выделенной полосы частот канала связи. Целью полезной модели является обеспечение передачи служебной дополнительной информации, то есть команд, без прерывания передачи сообщений, а также без увеличения скорости передачи сообщений и выделенной полосы частот.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство совместной передачи и приема сообщений и служебной информации, содержащее передающую часть, в которую входят источник информации, кодер, приемную часть, в которую входят декодер, решающий блок и получатель информации, введены источник служебных команд, в котором формируют команду - число Q от 1 до M, являющееся номером команды, с выхода которого на вход блока выбора гаммы передают число Q, в котором выбирают одну из M возможных гамм, номер которой соответствует числу Q, с выхода блока выбора гаммы соответствующую гамму длиной к бит передают на первый вход сумматора, при этом с выхода источника сообщений на вход блока добавления CRC передают J информационных бит сообщения, которые умножают на полином длиной L+1 в блоке добавления CRC, с выхода которого последовательность длиной k=J+L бит передают на второй вход сумматора, в котором осуществляют побитное суммирование по модулю два, поступивших на соответствующие входы гаммы и последовательности, а с выхода сумматора полученные k бит передают на вход кодера, на выходе которого получают кодовое слово длиной n бит, при чем выход кодера является выходом устройства, при этом на вход декодера, являющегося входом устройства, передают кодовое слово длиной n бит, на выходе декодера получают k бит, которые передают на вход каждого из M параллельно включенных блоков сложения с гаммой, где полученные k бит побитно складывают по модулю два с одной из M возможных гамм, а с выхода каждого из M блоков сложения с гаммой на вход соответствующих M блоков вычисления CRC передают k бит, являющихся результатом сложения, в которых осуществляют деление полученных k бит на полином, используемый для проверки наличия ошибок в принятой информации, с выхода каждого из M блоков вычисления CRC на M соответствующих входов решающего блока передают последовательность длиной k бит, из которых первые J бит представляют собой информационные биты сообщения, а последующие L бит - остаток от деления, в решающем блоке определяют, по какому из M входов поступил нулевой остаток от деления на полином и поступившие с этого входа первые J бит, представляющие собой информационные биты сообщения передают с первого выхода решающего блока на вход получателя сообщений, а со второго выхода решающего блока на вход получателя команд передают число от 1 до M, соответствующее номеру входа, по которому поступил нулевой остаток.
Структурная схема предлагаемого устройства изображена на фиг.
Она содержит источник служебных команд 1, выход которого подключен к входу блоку выбора гаммы 2, выход которого подключен к первому входу сумматора 3, второй вход которого соединен с выходом блока добавления CRC 4. При чем, вход блока добавления CRC 4 соединен с выходом источника сообщений 5. Выход сумматора 3 подключен к входу кодера 6, выход которого является выходом устройства. Входом устройства является вход декодера 7, при этом выход декодера 7 подключен к входам параллельно включенным M блоков сложения с гаммой 8(1)…8(М). Выход каждого из M блоков сложения с гаммой 8(1)…8(М) подключен к входам M блоков вычисления CRC 9(1)…9(М), а выход каждого из M блоков вычисления CRC 9(1)…9(М) подключен к соответствующему 1…M входу решающего блока 10. Первый выход решающего блока 10 подключен к входу получателя сообщений 11, а второй выход к входу получателя команд 12.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
В источнике служебных команд 1 формируют команду - число от 1 до M, являющееся номером команды. С выхода источника служебных команд 1 на вход блока выбора гаммы 2 поступает число Q от 1 до М, в котором выбирают одну из M возможных гамм, номер которой соответствует числу Q. Каждая гамма представляет собой заданную последовательность бит, например, это может быть отрезок псевдослучайной последовательности. С выхода блока выбора гаммы 2 соответствующую гамму длиной k бит передают на первый вход сумматора 3. При этом на вход блока добавления CRC 4 с выхода источника сообщений 5 передают J информационных бит сообщения, которые умножают на полином длиной L+1 и в результате получают последовательность длиной k=J+L бит. С выхода блока добавления CRC 4 на второй вход сумматора 3 передают последовательность длиной k бит. В сумматоре 3 побитно суммируют по модулю два гумму и последовательность. На выходе сумматора 3 получают k бит, которые передают на вход кодера 6, в котором получают кодовое слово длиной n бит, а выход кодера 6 является выходом устройства.
На вход декодера 7, являющегося входом устройства передают кодовое слово длиной n бит. В декодере 7 получают k бит, которые с выхода декодера 7 передают на вход каждого из M параллельно включенных блоков сложения с гаммой 8(1)…8(М), где полученные k бит побитно складывают по модулю два с одной из M возможных гамм. С выхода каждого из M блоков сложения с гаммой 8(1)...8(М) на вход соответствующих блоков вычисления CRC 9(1)…9(М) передают k бит, являющихся результатом сложения. В M блоках вычисления CRC 9(1)…9(М) осуществляют деление полученных k бит на полином, используемый для проверки наличия ошибок в принятой информации. С выхода каждого из M блоков вычисления CRC 9(1)…9(М) получают последовательность длиной k бит, из которых первые J бит представляют собой информационные биты сообщения, а последующие L бит - остаток от деления. Эти последовательности подают на M соответствующих входов решающего блока 10, где определяют, по какому из M входов поступил нулевой остаток от деления на полином. Поступившие с этого входа первые J бит, представляющие собой информационные биты сообщения передают с первого выхода решающего блока 10 на вход получателя сообщений 11. Со второго выхода решающего блока 10 на вход получателя команд 12 передают число от 1 до М, соответствующее номеру входа, по которому поступил нулевой остаток.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет передавать служебную дополнительную информацию совместно с передачей сообщений независимо от вида этих сообщений, без ее сжатия, а также без увеличения скорости передачи или выделенной полосы частот канала связи. Кроме того за счет использования гаммы появляется возможность криптозащиты передаваемых от источника информации сообщений.