АСИНХРОННО-КЕПСТРАЛЬНЫЙ СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЗАКОДИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИИ, ПЕРЕДАВАЕМОЙ ПОТРЕБИТЕЛЮ С ПОМОЩЬЮ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Асинхронно-кепстральный способ выделения закодированной информации, передаваемой потребителю с помощью сверхширокополосных импульсов, заключающийся в том, что с помощью источника передачи сообщений, называемого объектом X, из первой точки пространства приемопередатчиком излучают в свободное пространство последовательность сверхширокополосных импульсов, на пункте приема сообщений, называемом объектом Y, расположенном во второй точке пространства, осуществляют прием и усиление передаваемых сверхширокополосных импульсов, отличающийся тем, что для кодирования каждого бита информации используют по два сверхширокополосных импульса, причем длительность каждого импульса составляет величину порядка единиц наносекунд, а форма каждого из импульсов описывается выражением
,
где А - амплитуда импульса; а - величина, характеризующая половину длительности импульса на уровне 0,707; t - текущее время, один сверхширокополосный импульс из двух, используемых для передачи одного бита информации, называемый опорным, повторяется с периодом следования Т порядка десятков наносекунд, а второй сверхширокополосный импульс, называемый центральным, располагают между опорными сверхширокополосными импульсами, при этом центральный импульс при кодировании логического нуля располагают на временной оси с опережением опорного импульса на Т2=0,4Т, а при кодировании логической единицы центральный импульс располагают на временной оси с опережением опорного импульса на Т1=0,2Т, при этом передаваемое закодированное сообщение, именуемое кодограммой, составляют на объекте X из конечной последовательности логических нулей и единиц, закодированных в виде совокупности опорных сверхширокополосных импульсов с периодом следования Т и центральных сверхширокополосных импульсов, расположенных между опорными, принятую объектом Y кодограмму усиливают по мощности и подают на вход интегратора, на выходе которого получают последовательность сверхширокополосных импульсов, форма каждого из которых будет описываться выражением
,
зk
с выхода интегратора сигнал подают на делитель с K выходами, который делит его по мощности на K частей, задерживая в последствии каждую из частей на время t, вычисляемое по формуле
,
ои
где  - номер выхода делителя; τ - длительность одиночного импульса кодограммы на выходе интегратора, при этом количество линий задержки Н вычисляют по формуле
,
где K - целое положительное число, определяющее количество плеч делителя сигнала по мощности, причем величину K определяют из неравенства
,
д
z
где  - минимальная длительность импульса, которую необходимо иметь для получения нужного числа отсчетов после аналого-цифрового преобразования данного импульса; F - частота дискретизации аналого-цифрового преобразователя, после чего все задержанные части принятого сигнала складывают друг с другом по мощности с помощью сумматора, с выхода которого получают растянутые импульсы, которые подают на вход аналого-цифрового преобразователя, на выходе аналого-цифрового преобразователя получают оцифрованные растянутые импульсы, закон изменения амплитуды которых описывается последовательностью двоичных чисел, оцифрованные растянутые импульсы подают на вход электронно-вычислительной машины, в электронно-вычислительной машине по мере поступления данных с аналого-цифрового преобразователя осуществляют формирование генерального массива данных D, из элементов которого формируют z-e пробные массивы, где , по мере формирования каждый вновь сформированный z-й пробный массив записывают в память электронно-вычислительной машины, в каждый z-й пробный массив включают значения оцифрованной растянутой последовательности сверхширокополосных импульсов, ограниченной временным интервалом длительностью Δ, причем величина Δ, соответствующая z-му пробному интервалу Δ, равна Т, в каждый z-й пробный массив включают по N отсчетов, извлекаемых из генерального массива D, начиная с z-го элемента массива D и заканчивая (z+N-1)-м элементом массива D, где число элементов N в пробном массиве определяют по формуле
,
первый пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 1-го по N-й, второй пробный массив формируют из элементов массива D с номерами со 2-го по (N-1)-й, третий пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с 3-го по (N+2)-й, и т.д. до Z-го пробного массива, причем Z-й пробный массив формируют из элементов массива D с номерами с Z-го по (Z+N-1)-й, элементы каждого z-го пробного массива последовательно подвергают дискретному прямому преобразованию Фурье с использованием формулы
,
nz
где n - номер отчета во временной области, m - номер отчета в частотной области;  - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для z-го пробного массива, S - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в z-м пробном массиве, после чего для каждого z-го пробного массива вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения комплексной амплитуды спектра оцифрованного сигнала по формуле
,
после чего для каждого z-го пробного массива вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле
,
mz
z
z
z
0
1
0
д
1
д
z
2
3
2
д
3
д
z
z
пор z
пор z
пор z
z
пор z
z
пор z
z
пор z
z
z
z
нач
z
z нач
нач
нач
нач
нач
нач
где М - общее число элементов в векторе U, равное N, в результате дискретного обратного преобразования Фурье для каждого z-го пробного массива получают соответствующий z-й основной массив, состоящий из элементов , после чего вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего z-го основного массива, в результате получают z-й кепстральный массив, состоящий из элементов  который представляет собой кепстр z-го пробного массива, для декодирования информации каждый кепстральный массив разбивают на два массива V1, V2, при этом массив V1z-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра с номерами от m до m, где m=f(Т1·F-1); m=f(T1·F+1); f(*) - функция округления в сторону наименьшего целого числа, массив V2 z-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра с номерами от m до m, где m=f(T2·F-1); m=f(Т2·F+1), используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1 или V2 при отсутствии помех, записанного в электронно-вычислительной машине, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θ для z-го кепстрального массива, сравнивают величину θ с каждым значением соответствующего z-го кепстрального массива, при превышении порога θ значениями кепстра в массиве V1 и отсутствии превышения порога θ в массиве V2 или при превышении порога θ значениями кепстра в массиве V2 и отсутствии превышения порога θ в массиве V1 принимают решение о наличии в z-м интервале Δ двух импульсов, после чего формируют G новых рабочих массивов данных из генерального массива данных D, номер кепстрального массива которому соответствует наличие двух импульсов в соответствующем z-м интервале Δ, фиксируют как начальный Z, а соответствующий z-й интервал Δ обозначают как начальный Δ, рабочие массивы формируют размерностью N, причем первый элемент первого рабочего массива имеет в массиве D номер Z, второй рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Z+N-1]-го элемента массива D и заканчивая [Z+2N-2]-м элементом массива D, а каждый последующий g-й рабочий массив составляют из последовательности элементов массива D, начиная с [Z+(g-1)(N-1)]-го элемента массива D и заканчивая [Z+g(N-1)]-м элементом массива D, элементы каждого g-го рабочего массива подвергают последовательно дискретному прямому преобразованию Фурье по формуле
,
ng
где  - значение комплексной амплитуды m-го отсчета спектра оцифрованного сигнала для g-го рабочего массива, S - значение амплитуды n-го по номеру отсчета, находящегося в g-м рабочем массиве оцифрованного сигнала, после чего для каждого g-го рабочего массива вычисляют значение логарифма квадрата модуля каждого m-го отсчета, то есть m-го значения комплексной амплитуды спектра оцифрованного сигнала
,
вычисляют дискретное обратное преобразование Фурье по формуле
,
g
g
g
0
1
g
2
3
z
z
пор g
пор g
пор g
g
g
g
g
пор g
g
g
в результате дискретного обратного преобразования Фурье, для каждого g-го рабочего массива получают соответствующий g-й основной массив, состоящий из элементов , после чего вычисляют значение модуля для каждого m-го отсчета соответствующего g-го основного массива, в результате получают g-й кепстральный массив, состоящий из элементов  который представляет собой кепстр g-го рабочего массива, для декодирования информации каждый кепстральный массив разбивают на два массива V1, V2, при этом массив V1 g-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра от m до m, массив V2 g-го кепстрального массива включает в себя значения кепстра от m до m используют заранее полученное максимальное значение амплитуды кепстрального отклика в массиве V1 или V2 при отсутствии помех, записанного в электронно-вычислительной машине, умножают полученное максимальное значение кепстра на 0,7 и принимают результат в качестве порогового значения θ для g-го кепстрального массива, сравнивают величину θ с каждым значением соответствующего g-го кепстрального массива, при превышении порога θ, значениями кепстра в массиве V1 и отсутствии превышения в массиве V2 принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δ закодированной логической единицы, при превышении принимают решение о наличии в данном g-м интервале Δ закодированного логического нуля, принимают, что выделенная информация из первого кепстрального массива соответствует первому биту информации принятой кодограммы, из второго кепстрального массива второму биту информации принятой кодограммы, а из g-го кепстрального массива - g-му биту информации принятой кодограммы, создают результирующий массив, представляющий собой расшифрованную кодограмму, в его элементы записывают последовательно, начиная с первого кепстрального массива и заканчивая G-м кепстральным массивом, выделенную информацию из каждого g-го кепстрального массива, при отсутствии превышения порога θ значениями кепстра в установленных массивах V1 или V2 принимают решение об окончании приема кодограммы, после чего с объекта Y на объект X посылают запросный сигнал, свидетельствующий о готовности объекта Y к приему следующей кодограммы.