2 Методы формирования широкополосных сигналов с фазово-кодовой модуляцией

В настоящее время известны различные способы формирования помехоустойчивых сигналов. Предлагаемые способы используют классические методы формирования шумоподобных сигналов, основывающиеся на модуляции несущего колебания псевдослучайной последовательностью (ПСП).

Известен способ формирования шумоподобных радиоимпульсов для передачи бинарных символов информации сложными сигналами. Заявленное изобретение относится к системам передачи информации и включает минимальную кодочастотную модуляцию несущей частоты путем суммирования модулированных по амплитуде и фазе колебания квадратурных каналов, модулирующие кодовые последовательности которых получают перекодировкой кодовой последовательности шумоподобного радиоимпульса, стробирование полученной суммы видеоимпульсом, равным длительности кодовой последовательности, формирование противоположного сигнала инверсией кода модулирующей кодовой последовательности одного из квадратурных каналов. Достигаемым техническим результатом является повышение помехоустойчивости системы передачи информации.

Недостатком данного способа является то, что для осуществления данного способа необходимо формировать квадратурные каналы, вследствие чего схема данного модулятора будет достаточно сложной в реализации, кроме того, применяется энергетически неоптимальная сигнально-кодовая конструкция, включающая амплитудно-фазовую модуляцию, что снижает эффект повышения помехоустойчивости.

Известен способ формирования и обработки сложного сигнала в помехозащищенных радиосистемах. Заявленное изобретение относится к области радиотехники и включает фазовую манипуляцию несущего колебания псевдослучайной последовательностью и сигналом информации, на приемной стороне - снятие псевдослучайной последовательности с последующей демодуляцией в схеме Костаса, причем в качестве несущего колебания используется модифицированный полосовой шум. Достигаемым техническим результатом является повышение структурной скрытности сложных фазоманипулированных сигналов.

Недостатком данного способа является то, что повышение скрытности передаваемого сигнала достигается за счет снижения помехоустойчивости приемника радиолинии.

Анализ источников информации - патентной и научно-технической литературы показал, что наиболее близким является способ формирования бинарного фазоманипулированного сигнала, который выбран в качестве прототипа.

Бинарная последовательность информационных символов перемножается с бинарной псевдослучайной последовательностью. Полученной последовательностью модулируется несущее колебание.

Тем не менее сформированный указанным способом сигнал может быть перехвачен, если перехватчик использует схему Костаса или схему Пистолькорса. Недостатком данного способа является использование менее оптимальной с энергетической точки зрения фазовой модуляции в качестве модулирующего сигнала.

Метод прямой последовательности (DSSS) можно представить себе следующим образом. Вся используемая «широкая» полоса частот делится на некоторое число подканалов — по стандарту 802.11 этих подканалов 11. Каждый передаваемый бит информации превращается, по заранее зафиксированному алгоритму, в последовательность из 11 бит, и эти 11 бит передаются одновременно и параллельно, используя все 11 подканалов. При приеме, полученная последовательность бит декодируется с использованием того же алгоритма, что и при ее кодировке. Другая пара приемник-передатчик может использовать другой алгоритм кодировки — декодировки, и таких различных алгоритмов может быть очень много.

Первый очевидный результат применения этого метода — защита передаваемой информации от подслушивания («чужой» DSSS-приемник использует другой алгоритм и не сможет декодировать информацию не от своего передатчика). Благодаря 11-кратной избыточности передачи можно обойтись сигналом очень маленькой мощности (по сравнению с уровнем мощности сигнала при использовании обычной узкополосной технологии), не увеличивая при этом размеров антенн.

При этом сильно уменьшается отношение уровня передаваемого сигнала к уровню шума, (то есть случайных или преднамеренных помех), так что передаваемый сигнал уже как бы неразличим в общем шуме. Но благодаря его 11-кратной избыточности принимающее устройство все же сумеет его распознать.

Еще одно чрезвычайно полезное свойство DSSS-устройств заключается в том, что благодаря очень низкому уровню мощности своего сигнала они практически не создают помех обычным радиоустройствам (узкополосным большой мощности), так как эти последние принимают широкополосный сигнал за шум в пределах допустимого. И наоборот — обычные устройства не мешают широкополосным, так как их сигналы большой мощности «шумят» каждый только в своем узком канале и не могут целиком заглушить весь широкополосный сигнал.

Использование широкополосных технологий дает возможность использовать один и тот же участок радиоспектра дважды — обычными узкополосными устройствами и «поверх них» — широкополосными.