RU2755640C1 - Method for information transmission using substitute logical immunity code - Google Patents
Method for information transmission using substitute logical immunity code Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755640C1 RU2755640C1 RU2020141301A RU2020141301A RU2755640C1 RU 2755640 C1 RU2755640 C1 RU 2755640C1 RU 2020141301 A RU2020141301 A RU 2020141301A RU 2020141301 A RU2020141301 A RU 2020141301A RU 2755640 C1 RU2755640 C1 RU 2755640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- symbols
- code
- ternary
- duration
- binary
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
- G08C19/28—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses using pulse code
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам телекоммуникации и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи. Его использование позволяет повысить достоверность передачи информации без введения структурной избыточности в передаваемые сообщения, обнаруживать возникающие при передаче ошибки, как одиночные, так и кратные, увеличить, при необходимости, скорость передачи информации и обеспечить ее скрытность.The invention relates to telecommunication systems and can be used in data transmission systems over communication channels. Its use makes it possible to increase the reliability of information transfer without introducing structural redundancy into the transmitted messages, to detect errors occurring during transmission, both single and multiple, to increase, if necessary, the speed of information transfer and ensure its secrecy.
Изобретение относится к новому направлению развития систем передачи данных. Его основу составляет разделение исходного потока данных передаваемой информации на подпотоки и соответствующие им на этапе модуляции ортогональные квадратурные поднесущие частоты. Основной вариант их последующего использования связан с очередным их объединением перед передачей в канал связи с формированием суммарного сигнала с комплексной несущей частотой:The invention relates to a new direction in the development of data transmission systems. It is based on dividing the original data stream of the transmitted information into substreams and orthogonal quadrature subcarriers corresponding to them at the modulation stage. The main option for their subsequent use is associated with their next combination before transmission to the communication channel with the formation of a total signal with a complex carrier frequency:
где AI и AQ - синфазная и квадратурная составляющие гармонические колебания круговой частоты ω=2πf.where A I and A Q are the in-phase and quadrature components of the harmonic oscillations of the circular frequency ω = 2πf.
При этом выходной сигнал А формируют, как результат суммирования двух смещенных друг относительно друга на 90° гармонических колебаний, имеющих одну и ту же частоту f. Их сумма также представляет собой исходное колебание с несущей частотой радиосигнала, но с фазовым сдвигом на угол, равный ϕ=arc tg (AQ/AI). При приеме такого суммарного сигнала для их обратного разделения на синфазную I и квадратурную Q составляющие используют алгоритмы прямого и обратного быстрого преобразования Фурье.In this case, the output signal A is formed as a result of the summation of two harmonic oscillations shifted relative to each other by 90 ° and having the same frequency f. Their sum also represents the original oscillation with the carrier frequency of the radio signal, but with a phase shift by an angle equal to ϕ = arc tan (A Q / A I ). When receiving such a sum signal, for their reverse division into in-phase I and quadrature Q components, algorithms of direct and inverse fast Fourier transform are used.
Эта технология получила название: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) ([1], Шахнович И.В. «Современные технологии беспроводной связи», М.: Техносфера, 2006. - 288 с, с. 75- 80). Сущностные характеристики предлагаемого изобретения заключаются в использовании трехосновного помехоустойчивого кодирования, которое адаптировано к существующим технологиям OFDM, ориентированным на исходное традиционное двоичное кодирование передаваемой информации.This technology is called: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) ([1], Shakhnovich IV "Modern technologies of wireless communication", M .: Technosphere, 2006. - 288 p, pp. 75-80). The essential characteristics of the proposed invention are in the use of three-basic error-correcting coding, which is adapted to the existing OFDM technologies, focused on the original traditional binary coding of the transmitted information.
Известны способы формирования замещающих трехуровневых кодов, которые используют в кабельных линиях связи для выделения на приемной стороне хронирующего колебания, что необходимо для повышения точности символьной синхронизации восстанавливаемого в регенерационных пунктах (РП) потока данных.Known methods for generating replacement three-level codes, which are used in cable communication lines to allocate on the receiving side of the timing oscillation, which is necessary to improve the accuracy of the symbol synchronization of the data stream recovered in regeneration points (RP).
Среди трехуровневых кодов наиболее распространенным является совместимый биполярный код с высокой плотностью (КВП-n, CHDB-n - в английской интерпретации) ([2], Левин Л.С., Плоткин М.А. «Цифровые системы передачи информации». - М.: Радио и связь, 1982. - 216 с, с. 135-143). В соответствии с алгоритмом формирования кодов КВП-n [1], иллюстрация которого представлена на фиг. 1 последовательность из (n+1) символов «0» двоичного кода <000…000>2 замещают кодовыми комбинациями <000…00V>2 и <000…B0V>2, где V - импульс, полярность которого повторяет полярность предшествовавшего кодового импульса, а В - напротив, представляет собой импульс в формируемой последовательности, полярность которого противоположна по отношению к полярности предыдущего импульса. На фиг. 1 приведена исходная последовательность бит и иллюстрация, поясняющая основополагающие принципы формирования кода высокой плотности (КВП) (фиг. 1(B)). Из приведенной на фиг. 1(B) иллюстрации следует, что: 1) информационные импульсы со сменой их полярности, используют только при передаче символов «1»; 2) их длительность (τ0) уменьшена в два раза по сравнению с продолжительностью (Т0) символов «1» и «0» исходного двоичного кода (τ0=1/2Т0). В случае передачи данных с использованием радиоканалов переход от двоичного кода к известным трехуровневым кодам не является оправданным, поскольку уменьшение длительности импульсов, соответствующих символам «1» и «0» двоичного кода, входит в противоречие с ограничением, накладываемым на их полосу пропускания. В то же время при их использовании в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) такое уменьшение не становится критичным, поскольку там нет таких проблем, которые связаны с необходимостью обеспечения требуемой полосы пропускания.Among the three-level codes, the most common is a compatible bipolar code with high density (KVP-n, CHDB-n - in the English interpretation) ([2], Levin LS, Plotkin MA "Digital information transmission systems." - M .: Radio and communication, 1982. - 216 s, p. 135-143). In accordance with the algorithm for generating KVP-n codes [1], an illustration of which is shown in FIG. 1 sequence of (n + 1) symbols "0" of the binary code <000 ... 000> 2 is replaced with code combinations <000 ... 00V> 2 and <000 ... B0V> 2 , where V is a pulse, the polarity of which repeats the polarity of the preceding code pulse, and B - on the contrary, represents a pulse in the formed sequence, the polarity of which is opposite with respect to the polarity of the previous pulse. FIG. 1 is an initial bit sequence and an illustration for explaining the basic principles of high density code (HCD) generation (FIG. 1 (B)). As shown in FIG. 1 (B) of the illustration, it follows that: 1) information pulses with a change in their polarity are used only when transmitting symbols "1"; 2) their duration (τ 0 ) is halved compared to the duration (T 0 ) of the symbols “1” and “0” of the original binary code (τ 0 = 1 / 2T 0 ). In the case of data transmission using radio channels, the transition from the binary code to the known three-level codes is not justified, since reducing the duration of the pulses corresponding to the symbols "1" and "0" of the binary code is in conflict with the limitation imposed on their bandwidth. At the same time, when they are used in fiber-optic communication lines (FOCL), such a decrease does not become critical, since there are no problems associated with the need to provide the required bandwidth.
Известны «Способы передачи информации и системы для их осуществления» ([3], патент RU №2475861 с приоритетом от 27.04.2013 г. и [4]), патент RU №2581774 с приоритетом от 30.09.2014 г.) сущностные характеристики которых заключены в переходе при передаче информации от традиционно используемого двоичного кода с символами «1» и «0» к замещающему логическому троичному помехоустойчивому кодированию с символами S2, S1 и S0, представленными тремя разрешенными значениями амплитудно-импульсной модуляции (АИМ3), которые дублируются символами Т2, Т1 и Т0, представляющими собой три разрешенных значения широтно-импульсной модуляции (ШИМ3).Known "Methods for transferring information and systems for their implementation" ([3], patent RU No. 2475861 with a priority of 04/27/2013 and [4]), patent RU No. 2581774 with a priority of 09/30/2014) the essential characteristics of which are concluded in the transition in the transmission of information from the traditionally used binary code with the symbols "1" and "0" to the replacement logical ternary error-correcting coding with the symbols S 2 , S 1 and S 0 , represented by three allowed values of pulse-amplitude modulation (PAM3), which are duplicated by symbols T 2 , T 1 and T 0 , representing the three allowed values of pulse width modulation (PWM 3 ).
В патенте [4], который был награжден дипломом Роспатента в номинации «100 лучших изобретений России - 2016», предлагаемый троичный код с символами S2(T2), S1(T1) и S0(T0) был использован по новому назначению - для повышения информационной нагруженности несущей частоты, излучаемой передатчиком, для чего была использована одновременная (комплексная) модуляция по амплитуде, частоте и фазе. Помимо этого, была обеспечена «сопоставимость результатов демодуляции относительной фазовой модуляции (ОФМ) с основанием два, применяемой по основному каналу связи, и предлагаемой троичной фазовой модуляции с основанием два (ФМ2 3), основу которой составляют логические помехоустойчивые коды с основанием три, представленные символами S2(T2), S1(T1) и S0(T0)» (п. 4 формулы изобретения). Однако для реализации такой возможности требуется наличие дополнительного (дублирующего) канала передачи информации, что не всегда может быть обеспечено в разнообразных практических приложениях. Суть предлагаемого логического помехоустойчивого кодирования сформированных сообщений замещающим троичным кодом заключается в следующем [3] и [4].In the patent [4], which was awarded the Rospatent diploma in the nomination "100 best inventions of Russia - 2016", the proposed ternary code with symbols S 2 (T 2 ), S 1 (T 1 ) and S 0 (T 0 ) was used according to a new purpose - to increase the information load of the carrier frequency emitted by the transmitter, for which simultaneous (complex) modulation in amplitude, frequency and phase was used. In addition, the “comparability of the results of demodulation of relative phase modulation (OFM) with base two, used over the main communication channel, and the proposed ternary phase modulation with base two (PM 2 3 ), which is based on logical noise-immune codes with base three, presented symbols S 2 (T 2 ), S 1 (T 1 ) and S 0 (T 0 ) "(
Основу способов-аналогов [3] и [4] составляют формулы преобразования Г, связанные с заменой последовательности символов a i0, a 1, …, a in двоичного алфавита А={0,1} последовательностями символов d i0, d i1, …, d im алфавита D={00, 11, 10, 001, 101} на основе следующих логических схем кодирования:The analogous methods [3] and [4] are based on transformation formulas Г related to the replacement of a sequence of symbols a i0 , a 1 , ..., a in of the binary alphabet A = {0,1} with sequences of symbols d i0 , d i1 , ..., d im alphabet D = {00, 11, 10, 001, 101} based on the following logical encoding schemes:
Предлагаемое кодирование устанавливает логическое соответствие между двоичными символами, представленными в скобках, и их троичными эквивалентами S0, S1 и S2. В результате технической реализации, предлагаемой в патентах [3] и [4], троичные символы S0, S1 и S2 на этапе первичной (импульсной) модуляции преобразуют в сигналы с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ3). При этом временные интервалы между ними также имеют соответствующие три значения длительности Т0, T1=1,5Т0 и Т2=2Т0, где Т0 - длительность символов «1» и «0» исходного двоичного кода, используемого для первоначального представления передаваемой информации. Эти три значения длительности представляют, в свою очередь, сигналами с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ3). Далее на этапе вторичной модуляции сигналы, представленные в виде АИМ3, преобразуют в частотную модуляцию (ЧМ3), а временные моменты смены импульсов ШИМ3 представляют сменой фаз несущей частоты на 0° и 180°, что соответствует простейшему виду фазовой манипуляции на два состояния (ФМ2) или относительной фазовой модуляции (ОФМ2).The proposed encoding establishes a logical correspondence between the binary characters represented in parentheses and their ternary equivalents S 0 , S 1 and S 2 . As a result of the technical implementation proposed in patents [3] and [4], ternary symbols S 0 , S 1 and S 2 at the stage of primary (pulse) modulation are converted into signals with amplitude-pulse modulation (PAM 3 ). In this case, the time intervals between them also have the corresponding three values of the duration T 0 , T 1 = 1.5T 0 and T 2 = 2T 0 , where T 0 is the duration of the symbols "1" and "0" of the original binary code used for the initial representation transmitted information. These three durations represent, in turn, signals with pulse width modulation (PWM 3 ). Further, at the stage of secondary modulation, the signals presented in the form of AIM 3 are converted into frequency modulation (FM 3 ), and the time moments of changing the PWM 3 pulses are represented by changing the phases of the carrier frequency by 0 ° and 180 °, which corresponds to the simplest form of phase shift keying into two states (PM 2 ) or relative phase modulation (OFM 2 ).
Алгоритм перевода последовательности двоичных символов «1» и «0» в предлагаемый прямой троичный код заключается в следующем. Пусть необходимо перевести в новое алфавитное кодирование следующую последовательность двоичных символов <10101000111100101>2 с числом символов равным: N2=17. С этой целью используют условные верхние и нижние разбиения ( и ):The algorithm for translating a sequence of binary symbols "1" and "0" into the proposed direct ternary code is as follows. Suppose it is necessary to translate the following sequence of binary characters <10101000111100101> 2 with the number of characters equal to the new alphabetic coding: N 2 = 17. For this purpose, conditional upper and lower partitions are used ( and ):
Разбиения и представлены для упрощения понимания основных логических правил перехода от двоичного кода к предлагаемому прямому троичному кодированию. С этой целью процесс перекодирования изображен различными цветами. В результате их объединения ( U ) получают следующую последовательность символов прямого троичного кода: S2 S2 S1 S0 S1 S0 S0 S0 S1 S1 S2 с числом символов N3=11.Partitions and presented to facilitate understanding of the basic logical rules for the transition from binary code to the proposed forward ternary coding. For this purpose, the transcoding process is depicted in different colors. As a result of their combination ( U ) the following sequence of symbols of the direct ternary code is obtained: S 2 S 2 S 1 S 0 S 1 S 0 S 0 S 0 S 1 S 1 S 2 with the number of symbols N 3 = 11.
Из приведенной иллюстрации следуют следующие выводы:The following conclusions follow from the above illustration:
1) новый троичный код является реккурентным экономным помехоустойчивым кодом, у которого последний двоичный символ «1» или «0» расшифровки предыдущего троичного символа Sij, где i - основание кода (i=0,1,2), является первым при расшифровке последующего троичного символа Sij+1;1) the new ternary code is a recurrent economical error-correcting code, in which the last binary symbol "1" or "0" decoding the previous ternary symbol S ij , where i is the base of the code (i = 0,1,2), is the first one when decoding the next ternary symbol S ij + 1 ;
2) его экономичность (k) определяется тем, что число троичных символов, необходимых для передачи того же объема информации, меньше, в среднем, в k3 = log23 = 1,6 раз (для приведенного примера k =17/11 = 1,54).2) its efficiency (k) is determined by the fact that the number of ternary symbols required to transmit the same amount of information is, on average, less than k 3 =
Техническая реализация, представленная в патентах [3] и [4], позволяет достаточно просто реализовать процесс перекодирования. Кроме того, при этом появляется возможность представления данных на уровне первичной импульсной модуляции дублирующими друг друга троичными символами Si с использованием АИМ3 и символами Ti, которые преобразуют в широтно-импульсную модуляцию ШИМ3.The technical implementation presented in patents [3] and [4] makes it quite easy to implement the transcoding process. In addition, in this case, it becomes possible to represent data at the level of primary pulse modulation by duplicating each other ternary symbols S i using PWM 3 and symbols T i , which are converted into pulse width modulation PWM 3 .
В предлагаемом изобретении соответствие (1) дополнено инверсным вариантом его формирования, когда сигналам S0*(Т0), S1*(T1*) и S2*(Т2*) приведены в соответствие следующие инверсные двоичные кодовые конструкции:In the proposed invention, correspondence (1) is supplemented with an inverse version of its formation, when the following inverse binary code constructions are matched to the signals S 0 * (T 0 ), S 1 * (T 1 *) and S 2 * (T 2 *):
где ломаными скобками <010>2 обозначена двоичная система счисления (фиг. 2).where the broken brackets <010> 2 denote the binary number system (Fig. 2).
Из него следует, что перекодирование из двоичного кода в предлагаемый троичный код реализуют по тем же рассмотренным ранее логическим правилам. Отличие проявляется только в присвоении троичным символам S1*(Ti*) инверсных кодовых двоичных конструкций, появляющихся в потоке кодируемой последовательности бит.It follows from it that the recoding from the binary code into the proposed ternary code is implemented according to the same logical rules considered earlier. The difference is manifested only in the assignment of the ternary symbols S 1 * (T i *) to inverse code binary structures that appear in the stream of the encoded bit sequence.
Таким образом, в предлагаемом изобретении сущностные характеристики заключаются в следующем:Thus, in the proposed invention, the essential characteristics are as follows:
1) в дополнительном использовании, помимо кодирования с использованием замещающего прямого логического помехоустойчивого троичного кода, его инверсного аналога, процесс кодирования и декодирования которого определен соответствием (2);1) in additional use, in addition to coding using a replacement direct logical noise-immune ternary code, its inverse analogue, the encoding and decoding process of which is determined by the correspondence (2);
2) в использовании троичного кода для модернизации существующих способов квадратурной модуляции несущей частоты радиосигнала.2) in the use of ternary code to modernize the existing methods of quadrature modulation of the carrier frequency of the radio signal.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является патент-прототип ([5], «Способ передачи информации с использованием замещающего логического троичного помехоустойчивого кода», заявка №2020115929/28(026103) с приоритетом от 20.04.2020 г., решение о выдаче патента от 09.10.2020 г.).The closest analogue to the claimed method is a prototype patent ([5], "Method for transmitting information using a substitute logical ternary error-correcting code", application No. 10/09/2020).
Он заключается в сборе сигналов от источников сообщений, синхронизации их по времени, формировании уплотненного цифрового группового сигнала из синхронизированных собранных сигналов, формировании сигнала несущей частоты, модуляции сигнала несущей частоты уплотненным цифровым групповым сигналом на основе сформированного видеокода и в последующей передаче промодулированного сигнала по каналу связи, отличающийся тем, что на передающей стороне цифровые сообщения источников информации, представленные N - разрядным позиционным двоичным кодом подвергают структурно-алгоритмическим преобразованиям, осуществляемым в следующей последовательности: вначале дополнительное экономное кодирование, использующее для повышения помехоустойчивости естественную избыточность передаваемой информации, за которым следует рандомизатор символов двоичного кода, назначение которого состоит в выравнивании вероятностей появления символов «1» и «0» на его выходе для приближения к значению, равному 0,5, после чего формируют уплотненный цифровой групповой сигнал и кодируют его помехоустойчивым кодом с введением избыточных проверочных символов, полученные результаты преобразований цифрового группового сигнала, представленные двоичным кодом с символами «1» и «0», преобразуют в замещающий логический помехоустойчивый код с символами «S0» и «Т0», «S1» и «T1» «S2» и «Т2», при этом двоичным комбинациям («00» и «11») исходной последовательности двоичных символов ставят в соответствие одновременно формируемые символы троичного кода «S0» и «Т0», кодовые комбинации исходного двоичного кода группового сигнала («001» и «10») заменяют на формируемые символы троичного кода «S1» и «T1», а оставшимся в исходной последовательности двоичного кода группового сигнала кодовым комбинациям вида «101» одновременно ставят в однозначное соответствие символы троичного кода «S2» и «Т2», после чего первую модулирующую составляющую преобразованного первого трехосновного видеосигнала, содержащую символы «S0», «S1» и «S2», представляют в виде амплитудно-импульсной модуляции, а вторую модулирующую составляющую видеосигнала с символами трехосновного кода «Т0», «T1=1,5Т0» и «Т2=2Т0», где Т0 - продолжительность одного символа исходного двоичного кода «1» и «0», используют для биполярной широтно-импульсной модуляции (ШИМ3), представляющей собой второй видеосигнал, импульсы которого с тремя разрешенными значениями: Т0, 1,5Т0 и 2Т0 принимают значения амплитуд и затем их суммируют с сигналами тактовой синхронизации, представляющими собой биполярный меандр с периодом его повторения Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 и значениями амплитуд и в результате чего получают замещающий трехосновный код, представленный последовательностью символов «+2», «0» и «-2», каждый из которых имеет длительность биполярных импульсов, равную Т0/2, в результате чего в новой логической последовательности сохраняют представление об исходной биполярной широтно-импульсной модуляции (ШИМ3), но на основе символов одной и той же длительности Т0/2, вместо Т0, 1,5Т0 и 2Т0, после чего сформированную логическую последовательность трехосновных символов «+2», «0» и «-2» разделяют на синфазные и квадратурные подпотоки, первый из них представляют нечетными по счету символами, а второй - четными счетными символами троичного кода, затем длительность каждого из символов в подпотоках при последующей квадратурной модуляции несущей расширяют в два раза, при этом в синфазном и квадратурном подпотоках передаваемых данных изменение полярности расширенных импульсов представляют манипулированием фазы несущей частоты на 0° и 180°, соответствующей закону косинуса для синфазной составляющей, и изменением фазы несущей частоты на 0° и 180°, соответствующей закону синуса для квадратурной составляющей, на приемной стороне каждый из принятых расширенных вдвое в результате квадратурной модуляции символов двоичного кода, принадлежащих синфазному и квадратурному потокам символов троичного кода, воспринимаемых как обычные импульсные символы одной и той же длительности, приводят к их исходному предмодулированному виду с использованием логического элемента «Запрет», для чего на его запрещающий вход подают сигналы меандра с периодом Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2, используемые при этом меандровые сигналы являются инвертированными для синфазного подпотока и прямой копией для квадратурной составляющей, после чего полученные сигналы суммируют, и в результате этого восстанавливают логическую последовательность трехосновных символов «+2», «0» и «-2» в том виде, в котором она была сформирована на передающей стороне, которую затем суммируют с инвертированной копией меандрового сигнала с периодом Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 для последующего перехода к широтно-модулированным импульсам трехосновного логического помехоустойчивого кода с символами «Т0», «1,5Т0» и «2Т0», осуществляют контроль достоверности приема на основе критерия четности символов «1,5Т0», заключенных между соседними символами «2Т0», при положительном результате контроля целостности и достоверности полученной информации осуществляют декодирование трехосновного кода с символами «Т0», «1,5Т0» и «2Т0» в исходный двоичный код на основе следующих соответствий: «Т0» ↔ <11,00>2, «1,5Т0» ↔ <10,001>2 и «2Т0» ↔ <101>2 и установленного правила рекуррентной взаимосвязи, при которой последний двоичный символ «1» или «0» предыдущей расшифровки троичного кода становится первым символом «1» или «0» расшифровки последующего символа троичного кода «Т0», «1,5Т0» и «2Т0», при восстановлении эти повторяющиеся символы объединяют, в результате чего восстанавливают исходную последовательность бит передаваемой информации.It consists in collecting signals from message sources, synchronizing them in time, forming a compressed digital group signal from synchronized collected signals, generating a carrier frequency signal, modulating the carrier frequency signal with a compressed digital group signal based on the generated video code, and then transmitting the modulated signal over a communication channel , characterized in that on the transmitting side, digital messages of information sources, represented by an N-bit positional binary code, are subjected to structural and algorithmic transformations carried out in the following sequence: first, additional economical coding, using the natural redundancy of the transmitted information to increase noise immunity, followed by a symbol randomizer binary code, the purpose of which is to equalize the probabilities of the appearance of the characters "1" and "0" at its output to approach the value equal to 0.5, after which The compressed digital group signal is encoded and encoded with an error-correcting code with the introduction of redundant check symbols, the obtained results of converting the digital group signal, represented by a binary code with the symbols "1" and "0", are converted into a replacement logical error-correcting code with the symbols "S 0 " and " T 0 "," S 1 "and" T 1 "" S 2 "and" T 2 ", while the binary combinations (" 00 "and" 11 ") of the original sequence of binary symbols are associated with simultaneously generated symbols of the ternary code" S 0 "and" T 0 ", the code combinations of the original binary code of the group signal (" 001 "and" 10 ") are replaced by the generated symbols of the ternary code" S 1 "and" T 1 ", and the code combinations remaining in the original sequence of the binary code of the group signal combinations of the form "101" are simultaneously put in a one-to-one correspondence with the symbols of the ternary code "S 2 " and "T 2 ", after which the first modulating component of the converted first tri-basic video signal containing the symbols "S 0 "," S 1 "and" S 2 ", represent in the form of pulse-amplitude modulation, and the second modulating component of the video signal with the symbols of the three-base code" T 0 "," T 1 = 1.5T 0 "and" T 2 = 2T 0 ", Where T 0 is the duration of one symbol of the original binary code" 1 "and" 0 ", is used for bipolar pulse width modulation (PWM 3 ), which is a second video signal, the pulses of which are with three allowed values: T 0 , 1.5T 0 and 2T 0 take the values of the amplitudes and then they are summed with the clock synchronization signals, which are a bipolar meander with a period of its repetition T 0 and the duration of each of the pulses T 0/2 and the values of the amplitudes, and as a result, a replacement tri-basic code is obtained, represented by a sequence of symbols "+2", "0" and "-2", each of which has a bipolar pulse duration equal to T 0/2 , as a result of which, in a new logical sequence, the idea of the original bipolar pulse width modulation (PWM 3 ), But on the basis of symbols of the same duration T 0/2, instead of T 0, 2T, and 1.5T 0 0, then the generated logical sequence tribasic symbols "2", "0" and "-2" are divided into in-phase and quadrature substreams, the first of which is represented by odd-numbered symbols, and the second - by even-numbered symbols of the ternary code, then the duration of each of the symbols in the substreams with subsequent quadrature modulation of the carrier is doubled, while in the in-phase and quadrature substreams of the transmitted data a change the polarities of the extended pulses are represented by manipulating the phase of the carrier frequency by 0 ° and 180 °, corresponding to the cosine law for the in-phase component, and by changing the phase of the carrier frequency by 0 ° and 180 °, corresponding to the sine law for the quadrature component, on the receiving side, each of the received doubled in the result of quadrature modulation of binary code symbols belonging to the in-phase and quadrature streams of ternary code symbols and perceived as regular pulse code of the same length lead to their original predmodulirovannomu mean using a logical element "Prohibition", for which at its inhibit input supplied square wave signal with period T 0, and the duration of each pulse of T 0/2, the meander signals used in this case are inverted for the in-phase substream and a direct copy for the quadrature component, after which the received signals are summed, and as a result of this, the logical sequence of the three-base symbols "+2", "0" and "-2" is restored in the form in where it was formed on the transmitting side, which is then summed up with an inverted copy of the meander signal with a period T0 and a duration of each of the pulses T 0/2 for the subsequent transition to pulse-width modulated pulses of a three-basic logical noise-immune code with symbols "T 0 ", "1, 5T 0 "and" 2T 0 ", control the reliability of reception based on the parity criterion of the symbol in "1.5T 0 ", enclosed between adjacent symbols "2T 0 ", with a positive result of control of the integrity and reliability of the information received, the tri-basic code with the symbols "T 0 ", "1.5T 0 " and "2T 0 " is decoded into the original binary code based on the following correspondences: “T 0 ” ↔ <11.00> 2 , “1.5T 0 ” ↔ <10.001> 2 and “2T 0 ” ↔ <101> 2 and the established rule of recurrent relationship in which the last binary the symbol "1" or "0" of the previous decoding of the ternary code becomes the first character "1" or "0" of the decoding of the subsequent symbol of the ternary code "T 0 ", "1.5T 0 " and "2T 0 ", when recovering these repeated symbols are combined , as a result of which the original bit sequence of the transmitted information is restored.
В способе [5] рассмотрен один из возможных вариантов использования прямого троичного кода для модернизации существующих способов квадратурной модуляции несущей частоты радиосигнала. Процесс его формирования отображен на фиг. 3(A) и фиг. 3(Б). На фиг. 3(A) представлен исходный двоичный код, представляющий собой последовательность из 23 бит (ai), а на фиг. 3(Б) результаты его замещения прямым логическим помехоустойчивым троичным кодом с использованием 17 символов Si, i=0, 1, 2. На фиг. 3(B) первые 7 символов Si, i=0, 1, 2 отображены соответствующими им дублирующими символами Т0, T1=1,5Т0 и Т2=2Т0, представленными в виде импульсов ШИМ3. Сущностные характеристики патента [5] заключаются в применении к сформированным на передающей стороне сигналам ШИМ3 (фиг. 3(В)) и принятым их копиям при приеме операций сложения и вычитания с биполярным меандром со значениями амплитуд (+1) и (-1) (фиг. 3(Г)). В результате этого на передающей стороне формируют трехосновный код с длительностью импульсов, равной длительности Т0 символов «1» и «0» исходного двоичного кода, и со значениями амплитуд: «+2», «0» и «-2) (фиг. 3(Д)). Затем сформированный трехуровный код разделяют по уровню, соответствующему значению «0», на синфазную (I) и квадратурную (Q) составляющие (фиг. 3(Е)) и (фиг. 3(Ж)), соответственно. Благодаря тому, что длительность импульсов (фиг. 3(Д, Е и Ж)) оказалась одной и той же и равной Т0 появляется возможность использования алгоритмов прямого и обратного быстрого преобразования Фурье при приеме для разделения суммарного сигнала, получаемого при квадратурной модуляции, на исходные составляющие: синфазную (I) и квадратурную (Q).In the method [5], one of the possible options for using the direct ternary code for upgrading the existing methods of quadrature modulation of the carrier frequency of the radio signal is considered. The process of its formation is shown in Fig. 3 (A) and FIG. 3 (B). FIG. 3 (A) shows the original binary code, which is a sequence of 23 bits (a i ), and FIG. 3 (B) the results of its replacement by a direct logical error-correcting ternary code using 17 symbols S i , i = 0, 1, 2. FIG. 3 (B) the first 7 symbols S i , i = 0, 1, 2 are represented by their corresponding duplicate symbols T 0 , T 1 = 1.5T 0 and T 2 = 2T 0 , represented as PWM pulses 3 . The essential characteristics of the patent [5] are applied to the PWM signals generated on the transmitting side 3 (Fig. 3 (B)) and their received copies when receiving operations of addition and subtraction with a bipolar meander with amplitude values (+1) and (-1) (Fig. 3 (D)). As a result of this, a tri-basic code is formed on the transmitting side with a pulse duration equal to the duration T 0 of the symbols “1” and “0” of the original binary code, and with the values of the amplitudes: “+2”, “0” and “-2) (Fig. 3 (D)). Then the generated three-level code is divided at the level corresponding to the value "0" into in-phase (I) and quadrature (Q) components (Fig. 3 (E)) and (Fig. 3 (G)), respectively. Due to the fact that the duration of the pulses (Fig. 3 (E, E and G)) turned out to be the same and equal to T 0 , it becomes possible to use algorithms for the direct and inverse fast Fourier transform when receiving to divide the total signal obtained by quadrature modulation into initial components: in-phase (I) and quadrature (Q).
В предлагаемом изобретении использован дополнительный вариант реализации патента-прототипа [2], когда те же операции параллельно выполняют и по отношению к символам инверсного троичного кода Т0*=Т0, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т0. Он предполагает использование расшифровок, правило для которых определяется на основе соответствия (2). Они также представлены на фиг. 4 в таком же порядке, как и на фиг. 3. В результате их объединения появляется значительная избыточность передаваемых символов прямого Т0, T1=1,5Т0 и Т2=2Т0 и инверсного Т0*=Т0, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т замещающих троичных символов, что следует из сравнения эпюр, приведенных на фиг. 3(Е, Ж) и фиг. 4(Е, Ж).In the proposed invention, an additional embodiment of the prototype patent [2] is used, when the same operations are performed in parallel with respect to the symbols of the inverse ternary code T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 and T 2 * = 2T 0 ... It assumes the use of decryptions, the rule for which is determined based on the correspondence (2). They are also shown in FIG. 4 in the same order as in FIG. 3. As a result of their combination, there appears a significant redundancy of the transmitted symbols of the forward T 0 , T 1 = 1.5T 0 and T 2 = 2T 0 and inverse T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 and T 2 * = 2T substitute ternary symbols, which follows from a comparison of the plots shown in FIG. 3 (F, G) and Fig. 4 (E, F).
Так, при использовании простейшего помехоустойчивого кода с повторением передаваемых символов двоичного кода, дублирующих друг друга, потребуется увеличение их количества в 2 раза. Для приведенного на фиг. 3 и фиг. 4 примера их число станет равным: k2 = 23 × 2 = 46. Если же использовать предлагаемый троичный код - прямой и инверсный, дублирующих друг друга , то количество передаваемых символов увеличится при аналогичных условиях модуляции ШИМ3-ФМ2 до значения k3 = 17 × 2 = 34. Отношение k2/k3 равно: 1,35, следовательно, введенная избыточность составит 35%, вместо 100% при использовании помехоустойчивого кода с повторением передаваемых символов двоичного кода. При этом появятся следующие дополнительные возможности, которых нет у ближайшего аналога - помехоустойчивого кода с повторением передаваемых символов двоичного кода:So, when using the simplest error-correcting code with the repetition of the transmitted symbols of the binary code, duplicating each other, it will be necessary to increase their number by 2 times. For the example shown in FIG. 3 and FIG. 4 examples, their number will be: k 2 = 23 × 2 = 46. If we use the proposed ternary code - direct and inverse, duplicating each other, then the number of transmitted symbols will increase under similar modulation conditions PWM 3 -PM 2 to the value k 3 = 17 × 2 = 34. The ratio k 2 / k 3 is: 1.35, therefore, the introduced redundancy is 35%, instead of 100% when using the error-correcting code with the repetition of the transmitted symbols of the binary code. In this case, the following additional features will appear, which the closest analogue does not have - an error-correcting code with a repetition of the transmitted symbols of a binary code:
1) уменьшения искажений в реализации сигнал + помеха за счет подстановки при приеме неискаженного меандрового сигнала, формируемого на приемной стороне на основе восстановленных сигналов синхронизации (фиг. 5);1) reduction of distortions in the implementation of signal + interference due to substitution when receiving an undistorted meander signal generated on the receiving side on the basis of the recovered synchronization signals (Fig. 5);
2) обнаружения и исправления ошибок на уровне восстановленной при приеме реализации сигнал + помеха (фиг. 5);2) detection and correction of errors at the level of the signal + interference realization restored upon receipt (Fig. 5);
3) обнаружения и исправления ошибок за счет того, что символы Т0 ↔ (00,11) прямого кода и символы Т0* ↔ (11,00) инверсного троичного кодирования будут появляться на тех же местах, как при кодировании, так и при декодировании переданной информации.3) detection and correction of errors due to the fact that symbols T 0 ↔ (00.11) of the direct code and symbols T 0 * ↔ (11.00) of inverse ternary coding will appear in the same places, both during coding and decoding the transmitted information.
Кроме того, появляется еще одно дополнительное правило контроля достоверности и целостности информации на символьном уровне. Оно заключается в том, что в принятом потоке между соседними символами Т2 ↔ (101) должно быть только четное число символов Т1 ↔ (10,001) при использовании прямого троичного кода, что использовано в патенте-прототипе [5]. Но такое же правило контроля достоверности и целостности информации на символьном уровне выполняется и при использовании инверсного троичного кода: в принятом потоке между соседними символами Т2* ↔ (010) должно быть только четное число символов Т1* ↔ (01,100). В результате этого контроль достоверности и целостности информации станет перекрестным и, вследствие этого, более полным, благодаря чему появится новая возможность не только обнаружения, но и исправления ошибок передачи данных.In addition, there is one more additional rule for controlling the reliability and integrity of information at the symbolic level. It consists in the fact that in the received stream between adjacent symbols T 2 ↔ (101) there should be only an even number of symbols T 1 ↔ (10,001) when using the direct ternary code, which is used in the prototype patent [5]. But the same rule for checking the validity and integrity of information at the symbolic level is also fulfilled when using the inverse ternary code: in the received stream between adjacent symbols T 2 * ↔ (010) there should be only an even number of symbols T 1 * ↔ (01,100). As a result, the control of the reliability and integrity of information will become cross and, as a result, more complete, due to which there will be a new opportunity not only to detect, but also to correct data transmission errors.
Далее для исключения демаскирующих признаков присутствия троичного кода при квадратурной модуляции сформированный трехуровный инверсный код также разделяют по уровню, соответствующему значению «0», на синфазную (I) и квадратурную (Q) составляющие (фиг. 4(Е)) и (фиг. 4(Ж)), соответственно. Появляющийся при этом резерв времени в каждом из сформированных подпотоков используют, как это предусмотрено и в классической теории квадратурной модуляции для расширения по длительности сформированных импульсов троичного кода (фиг. 4(Д)): они становятся равными Тр кв=2Ti, i=0, 1, 2, как это показано на фиг. 5(В) для случая использования прямого троичного кодирования. В результате этого демаскирующий признак предлагаемого троичного кода, заключающийся в длительности ШИМ3, равной T1=1,5Т0, при приеме исчезает, поскольку эта длительность после расширения вдвое длительности становится, равной целому числу Т0, равному 3.Further, to eliminate the unmasking signs of the presence of a ternary code during quadrature modulation, the generated three-level inverse code is also divided at the level corresponding to the value "0" into in-phase (I) and quadrature (Q) components (Fig. 4 (E)) and (Fig. 4 (G)), respectively. The resulting reserve time in each of the generated substreams is used, as provided in the classical theory of quadrature modulation, to expand the duration of the generated pulses of the ternary code (Fig. 4 (D)): they become equal to T p kv = 2T i , i = 0, 1, 2, as shown in FIG. 5 (B) for the case of using direct ternary coding. As a result of this, the unmasking feature of the proposed ternary code, consisting in the duration of the PWM 3 equal to T 1 = 1.5T 0 , disappears during reception, since this duration after doubling the duration becomes equal to an integer T 0 equal to 3.
Получаемые при этом два варианта логического помехоустойчивого кодирования с использованием прямого и инверсного троичного замещающего кодирования передают с использованием выделенных несущих частот fн и fв, либо на поднесущих частотах: fн=f0 - Δf и fв=f0+Δf, где f0 - несущая частота радиосигнала.The resulting two variants of logical error-correcting coding using direct and inverse ternary replacement coding are transmitted using dedicated carrier frequencies f n and f in , or at subcarriers: f n = f 0 - Δf and f in = f 0 + Δf, where f 0 - the carrier frequency of the radio signal.
При приеме обратная операция восстановления переданных символов инверсного троичного кода Т0*=Т0, Т1*=1,5Т0, Т2*=2Т0, где Т0 - временная продолжительность символов «1» и «0» исходного двоичного кода, не имеет отличий от тех же операций, которые производят и при восстановлении прямого троичного кода. Отличие заключается только в присвоении восстановленным символами инверсного троичного кода Т0*=Т0, T1*=l,5T0, Т2*=2Т0 инверсных кодовых комбинаций исходного двоичного кода, которые по условию кодирования поставлены им в соответствие (2).When receiving, the reverse operation of restoring the transmitted symbols of the inverse ternary code T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 , T 2 * = 2T 0 , where T 0 is the time duration of the symbols "1" and "0" of the original binary code , does not differ from the same operations that are performed when restoring direct ternary code. The difference lies only in the assignment by the restored symbols of the inverse ternary code T 0 * = T 0 , T 1 * = l, 5T 0 , T 2 * = 2T 0 inverse code combinations of the original binary code, which, according to the coding condition, are assigned to them (2) ...
В итоге, будет повышена помехозащищенность передаваемых сигналов, помимо обнаружения и исправления ошибок передачи данных, по такому субпоказателю, как скрытность передаваемой информации. Другая составляющая этого технического эффекта, как это было отмечено ранее, связана с тем, что помехоустойчивость восстанавливаемого на приемной стороне меандра будет по сравнению с принимаемым сигналом существенного выше, поскольку его формируют на основе приема сигналов синхронизации, к аналогичному показателю которого в соответствии с теорией связи предъявляются более высокие требования.As a result, the noise immunity of the transmitted signals will be increased, in addition to detecting and correcting data transmission errors, according to such a sub-indicator as the secrecy of the transmitted information. Another component of this technical effect, as noted earlier, is due to the fact that the noise immunity of the meander restored on the receiving side will be significantly higher than the received signal, since it is formed on the basis of the reception of synchronization signals, to a similar indicator of which, in accordance with the communication theory higher requirements are imposed.
Основной недостаток замены первичной кодово-импульсной модуляции двоичного кода (КИМ2) на ШИМ3 при использовании предлагаемого трехосновного кода заключается в различной длительности троичный символов Ti, i=0, 1, 2: Т0, 1,5Т0 и 2Т0 вместо исходного значения Т0 также будет исключен. Это также необходимо для обеспечения преемственности с существующими способами передачи информации, включающими в себя операции, которые ориентированы только на двоичные символы, имеющие одну и ту же продолжительность во времени Т0. К их числу, например, относятся: операции быстрого преобразования Фурье (БПФ) и существующие технологии использования псевдослучайно прыгающих радиочастот (ППРЧ), составляющих основу расширения спектра частот радиосигнала и обеспечения на этой основе скрытности и защищенности передаваемой информации.The main disadvantage of replacing the primary pulse-code modulation of a binary code (CMM 2 ) with PWM 3 when using the proposed three-base code is the different duration of the ternary symbols T i , i = 0, 1, 2: T 0 , 1.5T 0 and 2T 0 instead of the original value T 0 will also be excluded. It is also necessary to ensure continuity with existing methods of information transmission, including operations that are focused only on binary symbols that have the same duration in time T 0 . These include, for example: Fast Fourier Transform (FFT) operations and existing technologies for using pseudo-randomly hopping radio frequencies (PRHF), which form the basis for expanding the spectrum of radio signal frequencies and providing, on this basis, the secrecy and security of transmitted information.
В результате проведенного анализа появляется возможность формирования следующей уточненной формулы изобретения.As a result of the analysis, it becomes possible to form the following refined claims.
1. Способ передачи информации с использованием замещающего логического троичного помехоустойчивого кода, заключающийся в сборе сигналов от источников сообщений, синхронизации их по времени, формировании уплотненного цифрового группового сигнала из синхронизированных собранных сигналов, формировании сигнала несущей частоты, модуляции сигнала несущей частоты уплотненным цифровым групповым сигналом на основе сформированного видеокода и в последующей передаче промодулированного сигнала по каналу связи, при котором на передающей стороне цифровые сообщения источников информации, представленные N- разрядным позиционным двоичным кодом подвергают структурно-алгоритмическим преобразованиям, осуществляемым в следующей последовательности: вначале дополнительное экономное кодирование, использующее для повышения помехоустойчивости естественную избыточность передаваемой информации, за которым следует рандомизатор символов двоичного кода, назначение которого состоит в выравнивании вероятностей появления символов «1» и «0» на его выходе для приближения к значению, равному 0,5, после чего формируют уплотненный цифровой групповой сигнал и кодируют его помехоустойчивым кодом с введением избыточных проверочных символов, полученные результаты преобразований цифрового группового сигнала, представленные двоичным кодом с символами «1» и «0», преобразуют в замещающий логический помехоустойчивый код с символами S0» и «Т0», «S1» и «T1» «S2» и «Т2», при этом двоичным комбинациям («00» и «11») исходной последовательности двоичных символов ставят в соответствие одновременно формируемые символы троичного кода «S0» и «Т0», кодовые комбинации исходного двоичного кода группового сигнала («001» и «10») заменяют на формируемые символы троичного кода «S1» и «T1», а оставшимся в исходной последовательности двоичного кода группового сигнала кодовым комбинациям вида «101» одновременно ставят в однозначное соответствие символы троичного кода «S2» и «Т2», после чего первую модулирующую составляющую преобразованного первого трехосновного видеосигнала, содержащую символы «S0», «S1» и «S2», представляют в виде амплитудно-импульсной модуляции, а вторую модулирующую составляющую видеосигнала с символами трехосновного кода «Т0», «T1=1,5Т0» и «Т2=2Т0», где Т0 - продолжительность одного символа исходного двоичного кода «1» и «0», используют для биполярной широтно-импульсной модуляции, имеющей соответствующие длительности импульсов, представляющей собой второй видеосигнал, импульсы которого с тремя разрешенными значениями: Т0, 1,5Т0 и 2Т0 принимают значения амплитуд «+1» и «-1», затем их суммируют с сигналами тактовой синхронизации, представляющими собой биполярный меандр с периодом его повторения Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 и значениями амплитуд «+1» и «-1», в результате чего получают замещающий трехосновный код, представленный последовательностью символов «+2», «0» и «-2», каждый из которых имеет длительность биполярных импульсов, равную Т0/2, в результате чего в новой логической последовательности сохраняют представление об исходной биполярной широтно-импульсной модуляции с тремя разрешенными состояниями длительности Т0, 1,5Т0 и 2Т0, но на основе символов одной и той же длительности Т0/2, вместо исходных трех ее значений: Т0, 1,5Т0 и 2Т0, после чего сформированную логическую последовательность трехосновных символов «+2», «0» и «-2» разделяют на синфазные и квадратурные подпотоки, первый из них представляют нечетными по счету символами, а второй - четными счетными символами троичного кода, затем длительность каждого из символов в подпотоках при последующей квадратурной модуляции несущей расширяют в два раза, при этом в синфазном и квадратурном подпотоках передаваемых данных изменение полярности расширенных импульсов представляют манипулированием фазы несущей частоты на 0° и 180°, соответствующей закону косинуса для синфазной составляющей, и изменением фазы несущей частоты на 0° и 180°, соответствующей закону синуса для квадратурной составляющей, на приемной стороне каждый из принятых расширенных вдвое в результате квадратурной модуляции символов двоичного кода, принадлежащих синфазному и квадратурному потокам символов троичного кода, воспринимаемых как обычные импульсные символы одной и той же длительности, приводят к их исходному предмодулированному виду с использованием логического элемента «Запрет», для чего на его запрещающий вход подают сигналы меандра с периодом Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2, используемые при этом меандровые сигналы являются инвертированными для синфазного подпотока и прямой копией для квадратурной составляющей, после чего полученные сигналы суммируют, и в результате этого восстанавливают логическую последовательность трехосновных символов «+2», «0» и «-2» в том виде, в котором она была сформирована на передающей стороне, которую затем суммируют с инвертированной копией меандрового сигнала с периодом Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 для последующего перехода к широтно-модулированным импульсам трехосновного логического помехоустойчивого кода с символами «Т0», «1,5Т0» и «2Т0», осуществляют контроль достоверности приема на основе критерия четности символов «1,5Т0», заключенных между соседними символами «2Т0», при положительном результате контроля целостности и достоверности полученной информации осуществляют обратное преобразование трехосновного кода с символами «Т0», «1,5Т0» и «2Т0» в исходный двоичный код на основе следующих соответствий: «Т0» ↔ <11,00>2, «1,5Т0» ↔ <10,001>2 и «2Т0» ↔ <101>2, установленного правила рекуррентной взаимосвязи, при которой последний двоичный символ «1» или «0» предыдущей расшифровки троичного кода становится первым символом «1» или «0» расшифровки последующего символа троичного кода «Т0», «1,5Т0» и «2Т0», при восстановлении эти повторяющиеся символы объединяют, в результате чего восстанавливают исходную последовательность бит передаваемой информации, отличающийся тем, что одновременно на передающей стороне формируют в соответствии с теми же логическими правилами подобный, но инверсный троичный сжатый помехоустойчивый код с дублирующими символами Si*(Ti*), i=0, 1, 2, у которого при расшифровке используют те же двоичные кодовые конструкции, но с инверсным обозначением символов двоичного кода, когда символам S0*(T0*) ставят в соответствие комбинации двоичного кода («11» и «00») исходной последовательности двоичных символов, символам S1*(T1*) соответствуют в исходной последовательности двоичного кода комбинации («01» и «110»), а символам S2*(T2*) соответствен кодовая конструкция «010» исходной последовательности двоичного кода информации, подлежащей передаче, на этапе первичной модуляции осуществляют операции аналогичные тем, которые реализуют по отношению к последовательности прямого троичного кода с дублирующими символами Si(Ti), i=0, 1, 2, в результате чего символы инверсного троичного кода Si*, i=0, 1, 2 преобразуют в амплитудно-импульсную модуляцию с тремя разрешенными состояниями, соответствующими индексам i=0, 1, 2, а соответствующие им дублирующие символы инверсного троичного кода Ti*, i=0, 1, 2, преобразуют в широтно-импульсную биполярную модуляцию со значениями амплитуд сигналов «+1» и «-1», принимающими следующие три разрешенных длительности импульсов: Т0*=Т0, Т1*=1,5Т0, Т2*=2Т0, которые также как и аналогичные символы прямого троичного кода Ti, i=0, 1, 2, подвергают таким же дополнительным операциям: меандровой импульсной модуляции на основе суммирования с такими же сигналами тактовой синхронизации, представляющими собой биполярный меандр с периодом повторения Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 и значениями амплитуд и с получением на выходе замещающего инверсного трехосновного кода, представленного последовательностью трехуровневых символов «+2», «0» и «-2», которые разделяют по уровню соответствующему значению «0» сформированного трехуровневого импульсного сигнала, в результате чего получают синфазную и квадратурную составляющие, длительность которых расширяют в два раза, при этом моменты начала и окончания импульсов на этапе вторичной модуляции представляют изменением значений фазы 0° и 180° поднесущих частот, соответствующих синфазным и квадратурным субпотокам, суммируют с образованием комплексного потока данных, который передают по соответствующему радиоканалу.1. A method of transmitting information using a replacement logical ternary error-correcting code, which consists in collecting signals from message sources, synchronizing them in time, generating a compressed digital group signal from synchronized collected signals, generating a carrier signal, modulating a carrier signal with a compressed digital group signal on on the basis of the generated video code and in the subsequent transmission of the modulated signal over the communication channel, in which on the transmitting side digital messages of information sources represented by the N-bit positional binary code are subjected to structural and algorithmic transformations carried out in the following sequence: first, additional economical coding, which is used to increase noise immunity natural redundancy of the transmitted information, followed by a binary code symbol randomizer, the purpose of which is to equalize the probabilities. and the symbols "1" and "0" at its output to approach the value equal to 0.5, after which a compressed digital group signal is generated and encoded with an error-correcting code with the introduction of redundant check symbols, the obtained results of converting a digital group signal, represented by a binary code with the symbols "1" and "0", converted into a replacement logical error-correcting code with symbols S 0 "and" T 0 "," S 1 "and" T 1 "" S 2 "and" T 2 ", while the binary combinations ("00" and "11") of the original sequence of binary symbols are associated with the simultaneously generated symbols of the ternary code "S 0 " and "T 0 ", the code combinations of the original binary code of the group signal ("001" and "10") are replaced with the generated symbols of the ternary code "S 1 " and "T 1 ", and the code combinations of the form "101" remaining in the original sequence of the binary code of the group signal are simultaneously put in one-to-one correspondence with the symbols of the ternary code "S 2 " and "T 2 ", after which the first modulating The th component of the converted first tri-basic video signal containing the symbols "S 0 ", "S 1 " and "S 2 " is represented in the form of pulse-amplitude modulation, and the second modulating component of the video signal with the symbols of the tri-basic code "T 0 ", "T 1 = 1.5T 0 "and" T 2 = 2T 0 ", where T 0 is the duration of one symbol of the original binary code" 1 "and" 0 ", is used for bipolar pulse width modulation having corresponding pulse durations, which is the second video signal, whose pulses with three allowed values: T 0 , 1.5T 0 and 2T 0 take the values of amplitudes "+1" and "-1", then they are summed up with clock synchronization signals, which are a bipolar meander with a repetition period T0 and the duration of each from pulses T 0/2 and the values of the amplitudes "+1" and "-1", as a result of which a replacement three-base code is obtained, represented by a sequence of symbols "+2", "0" and "-2", each of which has the duration of bipolar impulses, p avnuyu T 0/2, whereby a new logical sequence retain the original idea of the bipolar PWM three allowed states duration T 0, 2T, and 1.5T 0 0 but on the basis of symbols of the same duration T 0 / 2, instead of its original three values: T 0 , 1.5T 0 and 2T 0 , after which the generated logical sequence of three-base symbols "+2", "0" and "-2" is divided into in-phase and quadrature substreams, the first of which is by odd symbols, and the second - by even counting symbols of the ternary code, then the duration of each of the symbols in the substreams with the subsequent quadrature modulation of the carrier is doubled, while in the in-phase and quadrature substreams of the transmitted data, the change in the polarity of the extended pulses is represented by manipulating the phase of the carrier frequency by 0 ° and 180 °, corresponding to the cosine law for the common-mode component, and a change in the phase of the carrier frequency by 0 ° and 180 °, corresponding according to the sine law for the quadrature component, on the receiving side, each of the received binary code symbols spread twice as a result of quadrature modulation, belonging to the in-phase and quadrature streams of ternary code symbols, perceived as ordinary pulse symbols of the same duration, are reduced to their original pre-modulated form with using a logical element "Prohibition", for which at its inhibit input supplied signals meander with a period T 0 and the duration of each pulse of T 0/2 used in this meander signals are inverted for phase substream and a direct copy of the quadrature component, then the received the signals are summed, and as a result, the logical sequence of the three-basic symbols "+2", "0" and "-2" is restored in the form in which it was formed on the transmitting side, which is then summed with an inverted copy of the meander signal with a period of T 0 and the duration of each of the impulses 0 to T / 2 for subsequent transition to a pulse-modulated pulses tribasic logical error-correcting code with symbols "T 0", "0 1.5T" and "2T 0", control is performed based on the reception reliability criterion parity symbol "1.5T 0 "Enclosed between adjacent symbols" 2T 0 ", with a positive result of integrity control and reliability of the information received, the inverse transformation of the three-base code with the symbols" T 0 "," 1.5T 0 "and" 2T 0 "into the original binary code is performed based on the following matches: “T 0 ” ↔ <11.00> 2 , “1.5T 0 ” ↔ <10.001> 2 and “2T 0 ” ↔ <101> 2 , the established rule of recurrent relationship, in which the last binary character is “1” or "0" of the previous decoding of the ternary code becomes the first character "1" or "0" of the decoding of the subsequent symbol of the ternary code "T 0 ", "1.5T 0 " and "2T 0 " the original bit sequence of the transmitted information mation, characterized in that at the same time on the transmitting side a similar, but inverse ternary compressed error-correcting code with duplicate symbols S i * (T i *), i = 0, 1, 2, is formed in accordance with the same logical rules, use the same binary code constructions, but with the inverse designation of the symbols of the binary code, when symbols S 0 * (T 0 *) are associated with a combination of a binary code ("11" and "00") of the original sequence of binary symbols, symbols S 1 * ( T 1 *) correspond in the original sequence of the binary code combinations ("01" and "110"), and the symbols S 2 * (T 2 *) correspond to the code structure "010" of the original sequence of the binary code of information to be transmitted at the stage of primary modulation carry out operations similar to those that are implemented with respect to the sequence of the direct ternary code with duplicate symbols S i (T i ), i = 0, 1, 2, as a result of which the symbols of the inverse ternary code S i *, i = 0, 1, 2 is converted into pulse-amplitude modulation with three allowed states corresponding to the indices i = 0, 1, 2, and the corresponding duplicate symbols of the inverse ternary code T i *, i = 0, 1, 2, are converted into pulse-width bipolar modulation with the values of the amplitudes of the signals "+1" and "-1", which take the following three permitted pulse durations: T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 , T 2 * = 2T 0 , which, as well as similar symbols of the direct ternary code T i , i = 0, 1, 2, is subjected to the same additional operations: meander pulse modulation based on summation with the same clock synchronization signals, which are a bipolar meander with a repetition period T 0 and a duration of each of the pulses T 0/2 and the values of the amplitudes and with obtaining at the output of the replacing inverse tri-basic code represented by a sequence of three-level symbols "+2", "0" and "-2", which are divided by the level corresponding to the value "0" of the formed three-level and pulse signal, as a result of which the in-phase and quadrature components are obtained, the duration of which is doubled, while the moments of the beginning and end of the pulses at the secondary modulation stage are represented by the change in the phase values of 0 ° and 180 ° of the subcarriers corresponding to the in-phase and quadrature substreams, are summed with the formation of a complex data stream, which is transmitted over the corresponding radio channel.
В качестве дополнительного пояснения сущности предлагаемого изобретения необходимо отметить следующее.As an additional explanation of the essence of the invention, the following should be noted.
Синфазная составляющая I(t) в соответствии с принципами квадратурной модуляции несущей частоты радиосигнала [6], представляется косинусоидальным законом изменения его значений, а квадратурная составляющая Q(t) оказывается сдвинутой по фазе на π/2=90° и соответствуют синусоидальному закону изменения несущей радиочастоты. Каждая из импульсных составляющих управляет законом изменения фазы 0° и 180° несущей радиочастоты, но из-за их сдвига относительно друг друга на π/2=90°, получается, что каждое их модуляционное состояние отличается на π/4=45°, что продемонстрировано на иллюстрации, приведенной на фиг. 6 и фиг. 7.The in-phase component I (t), in accordance with the principles of quadrature modulation of the carrier frequency of a radio signal [6], is represented by a cosine law of change in its values, and the quadrature component Q (t) turns out to be phase-shifted by π / 2 = 90 ° and correspond to the sinusoidal law of change in the carrier radio frequencies. Each of the impulse components controls the phase change law of 0 ° and 180 ° of the carrier radio frequency, but due to their shift relative to each other by π / 2 = 90 °, it turns out that each of their modulation states differs by π / 4 = 45 °, which shown in the illustration of FIG. 6 and FIG. 7.
Трехосновный код с символами Ti и Ti*, i=0, 1, 2: Т0, T1=1,5Т0, Т2=2Т0 и Т0*=Т0, Т1*=1,5Т0, Т2*=2Т0, обнаруживают только после использования операций «Запрет», использование которой относится к обратной операции, предназначенной для снятия меандровой модуляции (меандровой демодуляции) (фиг. 5).Three-base code with symbols T i and T i *, i = 0, 1, 2: T 0 , T 1 = 1.5T 0 , T 2 = 2T 0 and T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 , T 2 * = 2T 0 , is detected only after using the "Disable" operations, the use of which refers to the inverse operation intended for removing the meander modulation (meander demodulation) (Fig. 5).
Это новое научное направление при синтезе сложных шумоподобных сигналов, структурно-кодовых и сигнально-кодовых конструкций активно развивается в последнее время под названием «меандровые шумоподобные сигналы (ВОС-сигналы)», которые предназначены для повышения эффективности спутниковых радионавигационных систем [7] (М.С.Ярлыков «Меандровые шумоподобные сигналы (ВОС-сигналы)» и их разновидности в спутниковых радионавигационных системам, М.: Радиотехника, 2017. - 416 с).This new scientific direction in the synthesis of complex noise-like signals, structure-code and signal-code structures has been actively developing recently under the name "meander noise-like signals (BOS signals)", which are designed to increase the efficiency of satellite radio navigation systems [7] (M. S. Yarlykov "Meander noise-like signals (VOS signals)" and their varieties in satellite radio navigation systems, Moscow: Radiotekhnika, 2017. - 416 p.).
В данном изобретении, как и в способе-прототипе, меандровые технологии были использованы по новому назначению - для обеспечения комплексной защиты информации при использовании способа экономного помехоустойчивого кодирования данных на основе замещающих логических троичных кодов.In this invention, as in the prototype method, meander technologies were used for a new purpose - to provide comprehensive information protection when using the method of economical noise-resistant data coding based on replacement logical ternary codes.
На приемной стороне расширенные в два раза импульсы восстановленной синфазной и квадратурной составляющих троичного кода, отличающиеся от аналогичных эпюр, приведенных для передающей стороны, только влиянием помех. Их амплитуды принимают два значения 1 и 0, в которые преобразованы в изменения фазы радиосигнала 180° и 0°.On the receiving side, doubled pulses of the reconstructed in-phase and quadrature components of the ternary code, differing from similar diagrams given for the transmitting side, only by the influence of interference. Their amplitudes take two
Аналогичным образом, восстанавливают расширенные в два раза импульсы квадратурного канала Q(t) троичного кодаSimilarly, two times widened pulses of the quadrature channel Q (t) of the ternary code are restored
Полученный при этом восстановленный прямой Т0, 1,5Т0, 2Т0 и инверсный Т0*=Т0, T1*=1,5Т0, Т2=2Т0 троичные коды, отождествляемые с импульсами ШИМ3 и ШИМ3*, подверженными различного рода искажениям при передаче, будут восстановлены с более высоким качеством. Кроме того, переданные образы (или полуфабрикаты в соответствии с пояснением, использованным в [5]) передаваемой символьной последовательности будут восстановлены в первоначальном их виде только при приеме информации. В этом также заключается принципиальное отличие и сущностные характеристики предлагаемого изобретения. Таким образом, передаваемая информация на структурно-кодовом уровне будет дополнительно защищена от помех, несанкционированного доступа (НСД) и информационно-технических воздействий (ИТВ).The resulting restored straight line T 0 , 1.5T 0 , 2T 0 and inverse T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 , T 2 = 2T 0 ternary codes identified with PWM 3 and PWM 3 * pulses that are subject to various kinds of transmission distortions will be recovered with a higher quality. In addition, the transmitted images (or semifinished products in accordance with the explanation used in [5]) of the transmitted character sequence will be restored in their original form only upon receipt of information. This is also the fundamental difference and essential characteristics of the proposed invention. Thus, the transmitted information at the structural-code level will be additionally protected from interference, unauthorized access (NSD) and information technology impacts (ITV).
Отличительные особенности предлагаемого изобретения также связаны с потребностью объединения различных структурно-алгоритмических преобразований (САП), относящихся к кодированию и модуляции сигналов в единую непротиворечивую информационную систему, составляющую основу синтеза различных проблемно-ориентированных структурно-кодовых (СтКК) и сигнально-кодовых конструкций (СиКК). Новое направление в разработке инновационных технологий заключается в том, чтобы по максимуму использовать возможности дополнительного программирования современной элементной базы, составляющей основу создания телекоммуникационных систем (ТКС). В этом случае их аппаратурная составляющая может остаться прежней, не подвергнутой изменениям, а новые ее возможности обеспечивают путем реализации на основе перепрограммирования ПЛИС, микроконтроллеров и микропроцессоров, входящих в состав ТКС, новых алгоритмов сжатия, рандомизации, дополнительного помехоустойчивого кодирования и модуляции.Distinctive features of the proposed invention are also associated with the need to combine various structural and algorithmic transformations (SAP) related to coding and modulation of signals into a single consistent information system, which forms the basis for the synthesis of various problem-oriented structural code (STC) and signal-code structures (CCC) ). A new direction in the development of innovative technologies is to make maximum use of the possibilities of additional programming of the modern element base, which forms the basis for the creation of telecommunication systems (TCS). In this case, their hardware component may remain the same, not subject to changes, and its new capabilities are provided by the implementation, based on reprogramming of FPGAs, microcontrollers and microprocessors that are part of the TCS, new compression algorithms, randomization, additional noise-immune coding and modulation.
2. Способ по п. 1, отличающийся еще и тем, что на передающей стороне полученные результаты преобразований цифрового группового сигнала, представленные двоичным кодом с символами «1» и «0», преобразуют помимо прямой копии в инверсный замещающий логический помехоустойчивый код с символами S0* и Т0*, S1* и T1*, S2* и Т2*, при этом двоичным комбинациям («00» и «11») исходной последовательности двоичных символов ставят в соответствие одновременно формируемые символы S0* и Т0* инверсного троичного кода и символы S0 и Т0 прямого троичного кода, кодовые комбинации исходного двоичного кода группового сигнала («01» и «110») заменяют на формируемые символы инверсного троичного кода S1* и T1*, а оставшимся в исходной последовательности двоичного кода группового сигнала кодовым комбинациям вида «010» одновременно ставят в однозначное соответствие символам инверсного троичного кода S2* и Т2*, после чего первую модулирующую составляющую преобразованного первого инверсного трехосновного видеосигнала, содержащую символы S0*, S1* и S2*, представляют в виде амплитудно-импульсной модуляции, а вторую модулирующую составляющую видеосигнала с символами трехосновного кода Т0*=Т0, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т0, где Т0 - продолжительность одного символа исходного двоичного кода «1» и «0», используют для биполярной широтно-импульсной модуляции (ШИМ3), представляющей собой второй видеосигнал, импульсы которого с тремя разрешенными значениями: Т0*=Т0, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т0 принимают значения амплитуд «+1» и «-1», затем их суммируют с сигналами тактовой синхронизации, представляющими собой биполярный меандр с периодом его повторения Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 и значениями амплитуд «+1» и «-1», в результате чего получают замещающий инверсный трехосновный код, представленный последовательностью символов «+2», «0» и «-2», каждый из которых имеет длительность биполярных импульсов, равную Т0/2, в результате чего в новой логической последовательности инверсный троичного кода сохраняют представление об исходной биполярной широтно-импульсной модуляции (ШИМ3), но на основе символов одной и той же длительности Т0/2, вместо Т0*=Т0, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т0, после чего сформированную логическую последовательность трехосновных символов «+2», «0» и «-2» разделяют на синфазные и квадратурные подпотоки, первый из них представляют нечетными по счету символами, а второй - четными счетными символами троичного кода, затем длительность каждого символов в подпотоках при последующей квадратурной модуляции несущей расширяют в два раза, при этом в синфазном и квадратурном подпотоках передаваемых данных изменение полярности расширенных импульсов представляют манипулированием фазы несущей частоты на 0° и 180°, соответствующей закону косинуса для синфазной составляющей, и изменением фазы несущей частоты на 0° и 180°, соответствующей закону синуса для квадратурной составляющей, в результате чего сформированный и передаваемый по радиоканалу общий сигнал с квадратурной модуляцией по своему внешнему виду не будет иметь принципиальных отличий от существующих аналогов, использующих в качестве основы двоичный код с символами «1» и «0», на приемной стороне каждый из принятых расширенных вдвое в результате квадратурной модуляции символов двоичного кода, принадлежащих синфазному и квадратурному потокам символов троичного кода, воспринимаемых как обычные импульсные символьные одной и той же длительности, приводят к их исходному предмодулированному виду с использованием логического элемента «Запрет», для чего на его запрещающий вход подают сигналы меандра с периодом Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2, используемые при этом меандровые сигналы являются инвертированными для синфазного подпотока и прямой копией для квадратурной составляющей, после чего полученные сигналы суммируют, и в результате этого восстанавливают логическую последовательность трехосновных символов «+2», «0» и «-2» в том виде, в котором она была сформирована на передающей стороне, которую затем суммируют с инвертированной копией меандрового сигнала с периодом Т0 и длительностью каждого из импульсов Т0/2 для последующего перехода к широтно-модулированным импульсам (ШИМ3) инверсного трехосновного логического помехоустойчивого кода с символами Т0*, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т0, осуществляют контроль достоверности приема на основе критерия четности символов T1*=1,5Т0, заключенных между соседними символами Т2*=2Т0, при положительном результате контроля целостности и достоверности полученной информации осуществляют декодирование трехосновного кода с символами в исходный двоичный код на основе следующих соответствий: Т0*=Т0 ↔ <00,11>2, Т1*=1,5Т0 ↔ <01,110>2 и Т2*=2Т0 ↔ <010>2 и установленного правила рекуррентной взаимосвязи, при которой последний двоичный символ «1» или «0» предыдущей расшифровки троичного кода становится первым символом «1» или «0» расшифровки последующего символа троичного кода Т0*=Т0, T1*=1,5Т0 и Т2*=2Т0, при восстановлении эти повторяющиеся символы объединяют, в результате чего восстанавливают исходную последовательность бит передаваемой информации.2. The method according to claim 1, characterized in that on the transmitting side, the obtained results of converting the digital baseband signal, represented by a binary code with the symbols "1" and "0", are converted, in addition to the direct copy, into an inverse replacement logical error-correcting code with the symbols S 0 * and T 0 *, S 1 * and T 1 *, S 2 * and T 2 *, while the binary combinations ("00" and "11") of the original sequence of binary symbols are associated with the simultaneously generated symbols S 0 * and T 0 * of the inverse ternary code and symbols S 0 and T 0 of the direct ternary code, the code combinations of the original binary code of the group signal ("01" and "110") are replaced by the generated symbols of the inverse ternary code S 1 * and T 1 *, and the remaining in the original sequence of the binary code of the group signal, the code combinations of the form "010" are simultaneously put in a one-to-one correspondence to the symbols of the inverse ternary code S 2 * and T 2 *, after which the first modulating component of the converted first inverse tr e of the main video signal, containing the symbols S 0 *, S 1 * and S 2 *, are represented in the form of pulse-amplitude modulation, and the second modulating component of the video signal with symbols of the tri-basic code T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5 T 0 and T 2 * = 2T 0 , where T 0 is the duration of one symbol of the original binary code "1" and "0", is used for bipolar pulse width modulation (PWM 3 ), which is a second video signal, the pulses of which with three allowed values: T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 and T 2 * = 2T 0 take the values of amplitudes "+1" and "-1", then they are summed up with clock synchronization signals, which are a bipolar meander with a period of its repetition T 0 and the duration of each of the pulses T 0/2 and the values of the amplitudes "+1" and "-1", as a result of which a replacement inverse three-base code is obtained, represented by a sequence of symbols "+2", "0" and "-2", each of which has a bipolar pulse duration equal to T 0/2 , as a result of which, in a new logical position Inverse ternary code sequences retain the idea of the original bipolar pulse width modulation (PWM 3 ), but based on symbols of the same duration T0 / 2, instead of T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 and T 2 * = 2Т 0 , after which the generated logical sequence of three-base symbols "+2", "0" and "-2" is divided into in-phase and quadrature substreams, the first of which is represented by odd symbols, and the second - by even counting symbols of the ternary code, then the duration of each symbol in the substreams with the subsequent quadrature modulation of the carrier is doubled, while in the in-phase and quadrature substreams of the transmitted data, the change in the polarity of the extended pulses is represented by manipulating the carrier phase by 0 ° and 180 °, corresponding to the cosine law for the in-phase component, and changing phase of the carrier frequency by 0 ° and 180 °, corresponding to the sine law for the quadrature component, as a result of which the generated and transmitted along the pa diochannel, the common signal with quadrature modulation in its appearance will not have any fundamental differences from existing analogs using a binary code with symbols "1" and "0" as a basis, on the receiving side each of the received double-widened binary code symbols as a result of quadrature modulation , belonging to the in-phase and quadrature streams of ternary code symbols, perceived as ordinary pulse symbols of the same duration, lead to their original pre-modulated form using the "Inhibit" logic element, for which meander signals with a period T 0 and a duration are fed to its inhibiting input each of the pulses 0 T / 2 used in this meander signals are inverted for phase substream and a direct copy of the quadrature component, then the received signals are summed, and the resulting reduced tribasic logical sequence of symbols, "two", "0" and " -2 "in the form in which it would be yla is formed on the transmitting side, which is then summed with the inverted replica meander signal with a period T0 and a duration of each pulse of T 0/2 for subsequent transition to a pulse-modulated pulses (PWM 3) inverse tribasic logical error-correcting code with symbols T 0 *, T 1 * = 1.5T 0 and T 2 * = 2T 0 , the reliability of reception is monitored based on the parity criterion of symbols T 1 * = 1.5T 0 , enclosed between adjacent symbols T 2 * = 2T 0 , with a positive result of integrity control and the reliability of the information received, the three-base code with symbols is decoded into the original binary code based on the following correspondences: T 0 * = T 0 ↔ <00.11> 2 , T 1 * = 1.5T 0 ↔ <01.110> 2 and T 2 * = 2Т 0 ↔ <010> 2 and the established rule of recurrent relationship, in which the last binary character "1" or "0" of the previous decoding of the ternary code becomes the first character "1" or "0" of the decoding of the subsequent character of the ternary code T 0 * = T 0 , T 1 * = 1.5T 0 and T 2 * = 2T 0 , during restoration these repeated symbols are combined, as a result of which the original sequence of bits of the transmitted information is restored.
В результате такого дополнения получают возможность проведения расширенного контроля достоверности и целостности получаемой информации.As a result of such an addition, it becomes possible to carry out extended control of the reliability and integrity of the information received.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают двойной контроль достоверности и целостности принимаемой информации на символьном уровне, заключающийся в том, что помимо основного правила, определяемого наличие четного числа символов S1(T1) ↔ <10,.001>2 на временном интервале Δts между принятыми соседними символами S2(Т2) ↔ <101>2 при использовании прямого логического троичного кода с символами Si(Ti), i=0, 1, 2, используют такое же правило и по отношению к сформированному инверсному логическому троичному коду с символами Si*(Ti*), i=0,1,2, предполагающему наличие четного числа символов S1*(T1*) ↔ <01,110>2 на соответствующем временном интервале Δts между принятыми соседними символами S2(T2) ↔ <010>2, в результате чего контроль достоверности и целостности получаемой информации становится перекрестным, взаимодополняющим, при этом также применяют второе правило достоверности и целостности получаемой информации на символьном уровне, которое заключается в обнаружении повторяемости символов S0(T0) ↔ <11,00>2 и S0*(T0*) ↔ <00,11>2 в прямом и инверсном логических троичных кодов, благодаря чему появляется возможность не только обнаруживать искаженные помехой троичные символы, но и исправлять ошибки передачи информации.3. The method according to claim 1, characterized in that they provide double control of the reliability and integrity of the received information at the symbolic level, which consists in the fact that in addition to the basic rule determined by the presence of an even number of symbols S 1 (T 1 ) ↔ <10, .001 > 2 in the time interval Δt s between the received adjacent symbols S 2 (T 2 ) ↔ <101> 2 when using a direct logical ternary code with symbols S i (T i ), i = 0, 1, 2, use the same rule and with respect to the generated inverse logical ternary code with symbols S i * (T i *), i = 0,1,2, assuming the presence of an even number of symbols S 1 * (T 1 *) ↔ <01,110> 2 on the corresponding time interval Δt s between the received adjacent symbols S 2 (T 2 ) ↔ <010> 2 , as a result of which the control of the reliability and integrity of the received information becomes cross, complementary, while the second rule of the reliability and integrity of the received information is also applied at the symbolic level, which is in detecting the recurrence of symbols S 0 (T 0 ) ↔ <11,00> 2 and S 0 * (T 0 *) ↔ <00,11> 2 in the forward and inverse logical ternary codes, which makes it possible not only to detect distorted by interference ternary symbols, but also correct transmission errors.
Потребности существующей практики передачи информации с учетом новых экономических условий требуют, чтобы, с одной стороны, все новые информационные технологии быстро внедрялись, чему зачастую мешают реализованные в существующей практике базовые технические решения, и в то же время сама модернизация существующих систем и комплексов должна быть минимальной по затратам. В условиях подобных противоречий особую значимость приобретают те технические решения, которые предполагают внесение минимума коррекций на аппаратурном уровне в уже существующие системы и комплексы. Как правило, традиционные способы не могут быть использованы для разрешения подобных противоречий, поэтому особая актуальность ощущается в поиске различных нетрадиционных резервов. Их основу составляет установление новых соотношений, как логических, так и аналитических, в том числе и между новыми видами модуляции, которые появляются при переходе от двоичного кода к более экономному логическому троичному коду. Возможному последующему варианту их развития посвящен патент ([8], «Способ передачи информации с использованием замещающего логического троичного помехоустойчивого кода», патент RU №2724794, опубл. 25.06.2020 г., бюл. №18). В нем импульсы ШИМ3 логического помехоустойчивого троичного кода используют, как основу перехода от узкополосной связи к широкополосным принципам ее организации, на основе их заполнения «чипами», представляющими собой коды Баркера длины 7, 5 и 3 (фиг. 8(a)). Ими заполняют соответствующие импульсы ШИМ3, имеющие длительности «Т2=2Т0», «T1=1,5Т0» и «Т0» (фиг. 8(г)), соответственно, а вместо появляющегося при использовании «чипов» защитных интервалов, имеющих длительность Т0/4, подставляют двоичный символ «1». Появляющиеся при этом двоичные кодовые конструкции «101» с длительностью символов τ=Т0/4, используют для одной из операций восстановления последовательности переданных импульсов ШИМ3. Дополнительное кодирование передаваемой информации предлагаемым дублирующим инверсным троичным кодом создает основу для обогащения идеи перехода от узкополосной связи к широкополосной в случаях, когда уровень помех будет приводить к недопустимым потерям при использовании узкополосной передачи информации.The needs of the existing practice of information transfer, taking into account new economic conditions, require that, on the one hand, all new information technologies are quickly introduced, which is often hampered by the basic technical solutions implemented in existing practice, and at the same time, the modernization of existing systems and complexes should be minimal. cost. In conditions of such contradictions, those technical solutions that involve the introduction of a minimum of corrections at the hardware level into already existing systems and complexes acquire special significance. As a rule, traditional methods cannot be used to resolve such contradictions, therefore, a special urgency is felt in the search for various non-traditional reserves. They are based on the establishment of new relationships, both logical and analytical, including between new types of modulation that appear during the transition from a binary code to a more economical logical ternary code. A possible subsequent variant of their development is covered by a patent ([8], "A method for transmitting information using a substitute logical ternary error-correcting code", patent RU No. 2724794, publ. 06/25/2020, bul. No. 18). In it, PWM pulses 3 of a logical noise-immune ternary code are used as the basis for the transition from narrowband communication to broadband principles of its organization, based on their filling with "chips", which are Barker codes of
Использованные источники информацииSources of information used
1. Шахнович И.В. «Современные технологии беспроводной связи», М.: Техносфера, 2006. - 288 с., с. 75- 80.1. Shakhnovich I.V. "Modern technologies of wireless communication", M .: Technosphere, 2006. - 288 p., P. 75- 80.
2. Левин Л.С., Плоткин М.А. «Цифровые системы передачи информации». - М.: Радио и связь, 1982. - 216 с, с. 135- 143.2. Levin L.S., Plotkin M.A. "Digital information transmission systems". - M .: Radio and communication, 1982 .-- 216 s, p. 135-143.
3. Способ передачи информации и устройство для его осуществления, патент RU №2475861 С1, опубл. 25.04.2013, бюл. №21.3. A method of transferring information and a device for its implementation, patent RU No. 2475861 C1, publ. 04/25/2013, bul. No. 21.
4. Способ передачи информации и система для его осуществления, патент RU №2581774 С2, опубл. 20.04.16 г., бюл. №11.4. A method of transferring information and a system for its implementation, patent RU No. 2581774 C2, publ. 04/20/16, bul. No. 11.
5. Способ передачи информации с использованием замещающего логического троичного помехоустойчивого кода», заявка №2020115929/28(026103) с приоритетом от 20.04.2020 г., решение о выдаче патента от 09.10.2020 г.5. A method of transferring information using a replacement logical ternary error-correcting code ", application No.2020115929 / 28 (026103) with a priority of 20.04.2020, the decision to issue a patent dated 09.10.
6. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра (Wireless Digital Communications: Modulation and Spread Spectrum Applications). - M.: Радио и связь, 2000. - 552 с. - ISBN 5-256-01444-7.6. Feer K. Wireless digital communication. Modulation and Spread Spectrum (Wireless Digital Communications: Modulation and Spread Spectrum Applications). - M .: Radio and communication, 2000 .-- 552 p. - ISBN 5-256-01444-7.
7. М.С. Ярлыков «Меандровые шумоподобные сигналы (ВОС-сигналы)» и их разновидности в спутниковых радионавигационных системам, М.: Радиотехника, 2017. - 416 с.7.M.S. Labels "Meander noise-like signals (VOS signals)" and their varieties in satellite radio navigation systems, Moscow: Radiotekhnika, 2017. - 416 p.
8. Способ передачи информации с использованием замещающего логического троичного помехоустойчивого кода, патент RU №2724794, опубл. 25.06.2020 г., бюл. №18.8. A method of transferring information using a replacement logical ternary error-correcting code, patent RU No. 2724794, publ. 06/25/2020, bul. No. 18.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141301A RU2755640C1 (en) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Method for information transmission using substitute logical immunity code |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141301A RU2755640C1 (en) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Method for information transmission using substitute logical immunity code |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2755640C1 true RU2755640C1 (en) | 2021-09-17 |
Family
ID=77745731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141301A RU2755640C1 (en) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Method for information transmission using substitute logical immunity code |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2755640C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818227C1 (en) * | 2023-02-22 | 2024-04-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Method for synthesis of broadband signals based on use of composite code structures |
CN117995332A (en) * | 2024-04-07 | 2024-05-07 | 北方健康医疗大数据科技有限公司 | Value range code standardized conversion system and method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020181608A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-05 | Gyudong Kim | Combining a clock signal and a data signal |
US20070081484A1 (en) * | 2004-07-29 | 2007-04-12 | Wang Michael M | Methods and apparatus for transmitting a frame structure in a wireless communication system |
US20140298144A1 (en) * | 2009-02-12 | 2014-10-02 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for transmitting and receiving a signal and method of transmitting and receiving a signal |
RU2581774C1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Information transmission method and system for its implementation |
RU2735419C1 (en) * | 2020-04-20 | 2020-11-02 | Сергей Сергеевич Кукушкин | Method of transmitting information using a substituting logical ternary noise-resistant code |
-
2020
- 2020-12-14 RU RU2020141301A patent/RU2755640C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020181608A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-05 | Gyudong Kim | Combining a clock signal and a data signal |
US20070081484A1 (en) * | 2004-07-29 | 2007-04-12 | Wang Michael M | Methods and apparatus for transmitting a frame structure in a wireless communication system |
US20140298144A1 (en) * | 2009-02-12 | 2014-10-02 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for transmitting and receiving a signal and method of transmitting and receiving a signal |
RU2581774C1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Information transmission method and system for its implementation |
RU2735419C1 (en) * | 2020-04-20 | 2020-11-02 | Сергей Сергеевич Кукушкин | Method of transmitting information using a substituting logical ternary noise-resistant code |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818227C1 (en) * | 2023-02-22 | 2024-04-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Method for synthesis of broadband signals based on use of composite code structures |
CN117995332A (en) * | 2024-04-07 | 2024-05-07 | 北方健康医疗大数据科技有限公司 | Value range code standardized conversion system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9900031B2 (en) | Method and system for non-persistent communication | |
US3891959A (en) | Coding system for differential phase modulation | |
US5394410A (en) | Differentially coded and guard pulse position modulation for communication networks | |
US4425666A (en) | Data encoding and decoding communication system for three frequency FSK modulation and method therefor | |
JPS5828789B2 (en) | Digital data touch | |
US3947767A (en) | Multilevel data transmission system | |
US3510585A (en) | Multi-level data encoder-decoder with pseudo-random test pattern generation capability | |
US3215779A (en) | Digital data conversion and transmission system | |
RU2755640C1 (en) | Method for information transmission using substitute logical immunity code | |
RU2581774C1 (en) | Information transmission method and system for its implementation | |
JPH0691520B2 (en) | Out-of-frame detection method | |
CN113055047B (en) | Low power long range radio | |
US8976890B2 (en) | Multilevel amplitude modulation device, multilevel amplitude demodulation device, transmission system including these, multilevel amplitude modulation method, and multilevel amplitude demodulation method | |
US4503546A (en) | Pulse signal transmission system | |
RU2735419C1 (en) | Method of transmitting information using a substituting logical ternary noise-resistant code | |
US3943285A (en) | Multiplexed data modem | |
RU2344544C2 (en) | Method of discrete information transfer | |
RU2789785C1 (en) | Method for compression interference-resistant data encoding for transmitting and storing information | |
US8005161B2 (en) | Method, hardware product, and computer program product for performing high data rate wireless transmission | |
RU2724794C1 (en) | Method of transmitting information using a substituting logical ternary noise-resistant code | |
US3652986A (en) | Error control transceiver | |
RU2480840C2 (en) | Method to transmit information and system for its realisation | |
EP2164215B1 (en) | Method and device for serial transmission of digital data | |
JPH0122787B2 (en) | ||
EP3625925B1 (en) | Quantum key distribution transmitter, system and method |