МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ИНВАРИАНТНЫЙ АМПЛИТУДНЫЙ МОДУЛЯТОР С ДВУМЯ ОПОРНЫМИ СИГНАЛАМИ

Предлагаемая полезная модель относится к области систем, сетей и устройств телекоммуникаций и радиотехники и может быть использована в радиопередающих устройствах, телекоммуникационных системах и устройствах, где требуется амплитудно-модулированный передаваемый сигнал для передачи в канал связи.
Достигаемый технический результат полезной модели направлен на возможность формирования амплитудно-модулированного передаваемого сигнала с повышенными характеристиками помехозащищенности к конкретному виду помех, а также для скрытности передаваемых сообщений в сравнении с прототипом и аналогами [1, 2].
Это достигается тем, что в модифицированном инвариантном амплитудном модуляторе используется два опорных сигнала, из которых формируется амплитудно-модулированный передаваемый (информационный) сигнал, что позволяет использование в системе связи большее разнообразие сигналов, а не только сигналов подобной формы, как в известной инвариантной амплитудной модуляции. А в векторном представлении линия расположения концов векторов опорных и информационного сигналов может занимать произвольное положение относительно начала системы координат сигнального пространства (фиг. 1).
В полезной модели предложена модификация известной инвариантной амплитудной модуляции, передающей значения информационных элементов отношением длин векторов сигналов, лежащих на одной прямой, проходящей через начало системы координат сигнального пространства [3]. Модификация такой модуляции позволяет использовать сигналы, концы векторов которых лежат на прямой, не обязательно проходящей через начало системы координат сигнального пространства.
Синтез модифицированной инвариантной амплитудной модуляции.
1
2
С целью обеспечения большей наглядности процедуры синтеза модифицированной инвариантной амплитудной модуляции используется двумерное сигнальное пространство, координатные оси которого соответствуют некоторым ортонормированным базисным функциям времени, например, функциям Котельникова ϕ(t) и ϕ(t), отличающимися временным сдвигом, обеспечивающим их ортогональность. При этом сигналы могут быть представлены двумя временными отсчетами, величины которых задают координаты концов векторов сигналов в двумерном сигнальном пространстве (фиг. 1).
На фиг. 1 слева изображена прямая линия, занимающая общее положение и не проходящая через начало систем координат сигнального пространства. Точки А, В, и С задают концы трех векторов входных сигналов
Как уже упоминалось [1, 2], преобразование входных сигналов в выходные описывается аффинной группой преобразований. На фиг. 1 пунктирные линии отображают схему аффинного преобразования концов векторов входных сигналов в концы векторов соответствующих выходных сигналов  Одна из возможных форм записи инварианта аффинного преобразования в форме «отношения трех точек» в данном примере имеет следующий вид
Возможна и такая запись инварианта
1
2
3
i
Примем, что в (1) S(t) и S(t) выполняют роль так называемых «опорных сигналов», a S(t) - информационного S(t). При этом из (1) можно получить алгоритм модифицированной инвариантной амплитудной модуляции [1, 2]:
алгоритм модуляции,
i
где J - значение передаваемого информационного элемента;
i
1
2
i
- вектор информационного сигнала S(t), который совместно с опорными сигналами S(t) и S(t) передает значение информационного элемента J;
1
- вектор первого опорного сигнала S(t);
2
- вектор второго опорного сигнала S(t);
i
i - номер интервала времени в течении которого осуществляется передача значения информационного элемента J.
Из выражения (2) можно получить второй алгоритм модифицированной инвариантной амплитудной модуляции [1,2]:
алгоритм модуляции.
Структурная схема модифицированного инвариантного амплитудного модулятора с двумя опорными сигналами.
Структурная схема модулятора изображена на фиг. 2. Схема состоит из:
ГИЭ - генератор информационных элементов;
ГПОС - генератор первого опорного сигнала;
ГВОС - генератор второго опорного сигнала;
БВРВ - блок вычисления разницы векторов;
БОАМИЛМ - блок определения алгоритма модифицированной амплитудной модуляций;
БГС и У - блок групповой синхронизации и управления;
Умножителя;
Сумматора;
Мультиплексора.
Работа модулятора начинается с формирования двух опорных сигналов разных форм генераторам первого и второго опорного сигнала (ГПОС, ГВОС). Опорные сигналы с выходов генераторов поступают на блок вычисления разности векторов (БВРВ), далее полученный результат от БВРВ поступает на умножитель. Одновременно на умножитель поступают информационные элементы с генератора информационных элементов, которые необходимо передать в канал связи. Параллельно с поступлением опорных сигналов на БВРВ, опорные сигналы поступают на вход блока определения алгоритма модифицированной инвариантной амплитудной модулятора (БОАМИАМ). В БОАМИЛМ определяется алгоритм, по которому будет производиться модуляция по выражению (1) или (2). Если будет выбран 1 алгоритм модуляции, то с выхода БОАМИАМ будет подан второй опорный сигнал, если будет выбран 2 алгоритм модуляции, то с выхода БОАМИАМ будет подан первый опорный сигнал. Выбранный опорный сигнал с БОАМИАМ и результат с умножителя поступают на сумматор, на выходе которого получаем информационный сигнал для передачи в канал связи. Для последовательной передачи в канал связи первого и второго опорного сигнала, а также информационного сигнала используется мультиплексор.
Согласованная работа всех блоков модифицированного инвариантного амплитудного модулятора обеспечивается блоком групповой синхронизации и управления. Для наглядности на фиг. 2 от БГС и У до всех блоков модифицированного инвариантного амплитудного модулятора не показаны соединительные линии.
Заключение:
Модифицированный инвариантный амплитудный модулятор с двумя опорными сигналами для системы связи с модифицированной инвариантной модуляцией является дальнейшим обобщением известной системы с инвариантной амплитудной модуляцией [3].
Преимуществом данной полезной модели заключается в отсутствии необходимости обеспечения подобия форм используемых сигналов, как это имеет место у прототипа. Линия расположения концов векторов передаваемых сигналов может занимать произвольное положение в системе координат сигнального пространства. Это обстоятельство может быть использовано для повышения степени скрытности передаваемых сообщений аналогично известному методу перестройки несущей частоты [1, 2].
Кроме того, при изменении последовательности передачи опорных сигналов с учетом длин их векторов появляется возможность передавать признак положительности или отрицательности величин информационных элементов. Например, признак положительности может заключаться в том, что первый во времени опорный сигнал имеет меньшую длину вектора по сравнению с длиной вектора второго по времени опорного сигнала. Признак отрицательности передается обратным порядком следования опорных сигналов.
Таким образом, предлагаемая модифицированная инвариантная модуляция позволяет увеличить вдвое объем алфавита информационных элементов по сравнению с прототипом.
В модифицированной инвариантной амплитудной модуляции в отличие от инвариантной амплитудной модуляции используются сигналы не одной формы, а трех разных форм - два разных опорных сигнала и информационный, также отличающийся по форме от опорных. Это означает, что для перехвата сообщений, передаваемых системой связи с модифицированной инвариантной амплитудной модуляцией, задача противника усложняется троекратно. Для вычисления значения передаваемого информационного элемента ему необходимо обнаружить и оценить параметры трех заранее неизвестных сигналов разной формы, а не одной формы, как в случае системы передачи с инвариантной амплитудной модуляцией. Таким образом, можно утверждать о втрое больших вычислительных затратах по перехвату сообщений в системе связи с модифицированной инвариантной амплитудной модуляцией по сравнению с системой-прототипом или, другими словами, о трехкратном увеличении информационной безопасности (скрытности) передачи.
Список используемой литературы.
1. И.И. Павлов Оценка помехоустойчивости системы связи с МИАМ // Вестник связи. - 2020. - №5 с. 5.
2. Модифицированная инвариантная амплитудная модуляция / В.В. Лебедянцев, С.С. Абрамов, И.И. Павлов, Е.В. Морозов, Е.С. Абрамова, М.С. Павлова // Т - Comm. Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14, №6. С. 13-19.
3. Лебедянцев В.В. Разработка и исследование методов анализа и синтеза инвариантных систем связи. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Новосибирск, 1995 г.