Спосіб формування ансамблів двійкових маніпульованих радіосигналів складної форми за допомогою синтезаторів частот непрямого типу

Спосіб формування ансамблів двійкових маніпульованих радіосигналів складної форми за допомогою синтезаторів частот непрямого типу, що включає формування двох типів сигналів, що являють собою прямокутні радіоімпульси, які ставляться у взаємно однозначну відповідність до символів двійкового коду маніпулюючої послідовності з метою передачі інформації по каналу зв'язку, який відрізняється тим, що один з сигналів 3 53574 4 ється за допомогою синтезатора частот непрямого зміни частоти сигналу ЕГ та частоти сигналу на типу на основі системи фазової автопідстройки виході СЧ у різних режимах роботи системи причастоти другого порядку в ході динамічного переведені на фіг. 2 (1 - аперіодичний, 2 - критичний, 3 хідного режиму, виникаючого в системі фазової – квазіперіодичний). Якщо в системі виконані умоавтопідстройки частоти на стрибкоподібну зміну ви стійкості [Андронов А. А., Витт А., Хайкин С. Э. значення коефіцієнта ділення дільника частоти у "Теория колебаний". - М.: Наука, 1981 - 568 с, Воколі зворотного зв'язку, при цьому тривалість пелощук Ю. І. "Сигнали та процеси у радіотехніці": рехідного процесу обирають такою, щоб мінімізуПідручник для студентів ВНЗ: У 4-х т. - X.: ТОВ вати ймовірність помилки одиночного когерентного "Компанія СМІТ", 2005. - Т. 3: 528 с, с 451, Баскаприйому сигналів з обраного ансамблю в каналі з ков СИ. "Радиотехнические цепи и сигналы": Учеб. адитивним білим гаусовим шумом при умові, що Для ВУЗов по спец. "Радиотехника". - 2-е изд., відповідні маніпулюючі символи є рівноймовірними перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988 - 448 с: ил., та незалежними. с. 200, 212], то в усіх трьох режимах частота Заявлений спосіб здійснюється таким чином. буде прямувати до частоти сигналу ЕГ ЕГ . На фіг. 1 приведена структурна схема пристрою Таким чином, у перехідному режимі сигнал на СЧ непрямого типу, де: ЕГ - частота сигналу виході СЧ непрямого типу представляє собою раеталонного генератора 1 (ЕГ) СЧ; - частота та діосигнал з кутовою модуляцією (KM), закон зміни фаза приведеного до другого входу фазового дечастоти якого описується функцією (t) , а девіатектора 2 (ФД) сигналу генератора 4, керованого ція частоти визначається величиною скачка частонапругою, (ГКН), що пройшов через подільник части сигналу ЕГ ЕГ (або, що еквівалентно, величитоти зі змінним коефіцієнтом ділення 5 (ДЗКД), при ною скачка параметра N). цьому ГКН керується за частотою напругою, що Для аперіодичного та квазіперіодичного режиотримується в результаті фільтрації фільтром 3 мів перехідного процесу справедливий вираз, що (Ф) сигналу з виходу ФД, пропорційного різниці визначає закон зміни в часі приросту частоти рафаз сигналів на його входах. Якщо коефіцієнт дідіосигналу на виході СЧ: лення ДЗКД дорівнює N, то частота вихідного сиг(3) ( t ) C1 ek1 t C2 ek 2 t ЕГ , t 0 , де: C1,2 - константи, що залежать від початкових налу ГКН: N вих ЕГ Nt . (1) Перехід СЧ від однієї частоти до іншої виконується шляхом стрибкоподібної зміни значення коефіцієнта ділення N ДЗКД. Якщо прийняти, що ФД - лінійний пристрій, то подібна зміна значення параметра N еквівалентна стрибкоподібній зміні частоти сигналу ЕГ. СЧ непрямого синтезу мають петлю негативного зворотного зв'язку, що виробляє такий керуючий сигнал, щоб частота сигналу на виході СЧ була в N раз більше частоти сигналу ЕГ. Перехід від однієї частоти до іншої не здійснюється миттєво. Перехід СЧ до нової частоти (нового стану) супроводжується перехідними процесами та існує теоретично безкінечно довго [Андронов А. А., Витт А., Хайкин С. Э. "Теория колебаний". - М.: Наука, 1981 -568 с]. Практично же його обмежують певними умовами. Якщо у схемі СЧ непрямого типу прийняти, що Ф - це інтегруючий фільтр нижніх частот (ФНЧ) першого порядку, тоді весь СЧ буде являти собою систему другого порядку, що описується лінійним неоднорідним диференційним рівнянням другого порядку вигляду: d2 ( t ) 2 dt де: ЕГ a1 d (t) a0 dt (t) b, (2) - значення частоти сигналу ЕГ; a 0 , a1 , b - коефіцієнти, що залежать від параметрів елементів системи. Рішення диференційного рівняння (2) описує закон зміни в часі частоти ω(t) сигналу на виході СЧ, що приведена до входу ФД. Характеристичне рівняння, відповідне даному диференційному, має два кореня, тип та співвідношення яких буде визначати режим перехідного процесу. Характер умов диференціального рівняння (2), що описує роботу системи; k1,2 - корні характеристичного рівняння, що відповідає диференційному рівнянню (2) системи. Для критичного режиму перехідного процесу справедливий вираз, що визначає закон зміни в часі приросту частоти радіосигналу на виході СЧ: (4) ( t ) C1 ek t C2 t ekt ЕГ , t 0 , де: k - корінь характеристичного рівняння, що відповідає диференційному рівнянню (2) системи. Перехідний процес знизу догори відповідає перестройці частоти зі значення 1 до значення 2 , а перехідний процес згори донизу - навпаки, при виконанні умови 1 < 2 . Девіація частоти, тобто величина скачка частоти сигналу ЕГ ЕГ обирається згідно з виразом: 4 , (5) ЕГ 2 1 де - тривалість радіоімпульсу. Практичне обмеження теоретично нескінченного перехідного процесу відбувається наступним чином. Визначається допустимий інтервал відхилення частоти вихідного сигналу СЧ від того значення, до якого вона наближається. Момент часу tx останнього перетину межі цього інтервалу, після якого крива перехідного процесу вже не залишає його, визначає момент закінчення перехідного процесу [Сыроветник B. C., Бондарь Д. В., Зеленин А.Н. "Особенности использования относительной нестабильности частоты VCO в оценке динамических характеристик FS на основе PLL". 5 53574 6 "Европейский журнал передовых технологий": № сигналів {s11, s21} та {s22, s12} мають однакові хара5/2 2007]. Для аперіодичного та критичного режиктеристики завадостійкості. Оптимальні значення мів момент першого та останнього перетину межі параметру за критерієм мінімуму ймовірності цього інтервалу співпадають, а для квазіперіодичпомилки одиночного когерентного прийому сигнаного режиму це твердження в загальному випадку лів з запропонованих ансамблів в каналі з адитивне є справедливим. В квазіперіодичному режимі ним білим гаусовим шумом (АБГШ) при умові, що перехідний процес повинен бути таким, щоб крива, відповідні маніпулюючі символи є рівноймовірними що описує миттєве значення частоти вихідного та незалежними, наведені в таб. 1 для різних ресигналу, своїм першим найвеликим екстремумом жимів. торкалася до протилежної межі допустимого інтервалу відхилення частоти. Відносна тривалість Таб. 1 перехідного процесу визначається по відношенню до тривалості радіоімпульсу у відповідності до ( )opt режим виразу: tx аперіодичний 1.000 (6) критичний 0.880 квазіперіодичний 0.647 Пропонуються до використання наступні варіанти ансамблів маніпульованих сигналів: {s11, s21} Залежність ймовірності помилки від співвіднота {s22, s12), де перший та другий індекси визначашення енергії сигналів до спектральної густини ють частоти, на яких починається і закінчується потужності (СГП) шуму pпом(h2), що відповідає перебудова за частотою відповідно, тобто частоти обом запропонованим ансамблям при встановле1 або 2- Якщо перший та другий індекси співпадають, то це відповідає ідеальному радіоімпульсу ному значенні ( )opt , та ансамблям сигналів ФМнбез перехідних процесів за частотою. Математичні 2 та ЧМн-2 для порівняння, наведена на фіг.4. моделі радіоімпульсів з запропонованих ансамблів Аналіз залежностей, що наведені на фіг.4, помають вигляд: казав, що запропоновані ансамблі маніпульованих s11( t ) A cos( 1 t ), сигналів мають характеристики завадостійкості кращі, ніж у ансамблю ЧМн-2 сигналів, але гірші за s12 ( t ) A cos u t , відповідні у ФМн-2 сигналів, у всіх трьох режимах 2 перехідного процесу за частотою. Серед режимів ; , t (7) 2 2 кращі якості за критерієм завадостійкості виявляє s21( t ) A cos d t , квазіперіодичний режим, а гірші - аперіодичний. 2 СГП комплексної обвідної ансамблю маніпуs22 ( t ) A cos 2 t , льованих сигналів {s11, s21 no відношенню до часде u,d ( t ) - функції зміни фази в часі, що відтоти несучої 1 при умові, що маніпулюючі символи є рівноймовірними та незалежними, наведені повідають законам зміни частоти вихідного сигнана фіг. 5-7 для різних режимів при встановленому лу при перехідних процесах догори та донизу відповідно. Загальний вигляд цих радіоімпульсів та значенні ( )opt ,. В таб. 2 наведені дані, що відовідповідних їм перехідних процесів за частотою бражають спектральну ефективність ансамблів заповнення разом із групуванням по ансамблях маніпульованих сигналів, що пропонуються, для наведено на фіг. 3. всіх режимів перехідного процесу також при встаПри рівних значеннях тривалості перехідного новленому значенні ( )opt . процесу за частотою ансамблі маніпульованих Таб. 2 сигнал ЧМн-2 ФМн-2 Ансамблі {s11,s21} i {s22,s12}, aперіодичний режим Ансамблі {s11,s21} i {s22,s12}, критичний режим Ансамблі {s11,s21} i {s22,s12}, квазіперіодичний режим У даному випадку під спектральною ефективністю розуміється відношення швидкості передачі інформації до ефективної смуги частот, що вміщує в себе 90% середньої потужності маніпульованого сигналу. В таб. 2 також для порівняння наведені дані для ансамблів маніпульованих сигналів ФМн2 та ЧМн-2. Аналіз даних з таб. 2 свідчить, що запропоновані ансамблі маніпульованих сигналів мають спе 0.313 0.589 0.367 0.335 0.327 ктральні характеристики більш компактні, ніж відповідні у ансамблі ЧМн-2, але менш компактні, ніж у ансамблі ФМн-2 сигналів, у всіх трьох режимах перехідного процесу за частотою. Серед режимів кращі якості за критерієм спектральної ефективності виявляє аперіодичний режим, а гірші - квазіперіодичний. 7 53574 8 9 53574 10 11 53574 12 В описі до патенту на корисну модель графічні зображення та текст подаються в редакції заявника Комп’ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601