tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2022-8-1-8-14tuzsut-306Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ И ИНФОРМАТИКАCOMPUTER SCIENCE AND INFORMATICSМодифицированные импульсные последовательности на основе кодов БаркераModified Pulse Sequences Based on Barker Codeshttps://orcid.org/0000-0002-4889-0001ДворниковС. В.DvornikovS.

Дворников Сергей Викторович  – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры радиотехнических и оптоэлектронных комплексов (Кафедра 21) Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, профессор кафедры радиосвязи Военной академии связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного

Санкт-Петербург, 190000; Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 190000; St. Petersburg, 194064

practicdsv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7426-6475ДворниковС. С.DvornikovS.

Дворников Сергей Сергеевич – кандидат технических наук, преподаватель института радиотехники, электроники и связи Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, научный сотрудник научно-исследовательского отдела Военной академии связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного

Санкт-Петербург, 190000; Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 190000; St. Petersburg, 194064

dvornik.92@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0020-0526МарковЕ. B.MarkovE.

Марков Евгений Вячеславович  – адъюнкт кафедры радиосвязи

Санкт-Петербург, 194064

St. Petersburg, 194064

markov1981@mail.ruСанкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения; Военная академия связи им. С.М. БуденногоРоссияSaint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation; Military Academy of CommunicationsRussian FederationВоенная академия связи им. С.М. БуденногоРоссияMilitary Academy of CommunicationsRussian Federation20220104202281814Copyright © Дворников С.В., Дворников С.С., Марков Е.B., 20222022Дворников С.В., Дворников С.С., Марков Е.B.Dvornikov S., Dvornikov S., Markov E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/306

Рассмотрен подход к модифицированию манипулирующих импульсных последовательностей, построенных на основе кодов Баркера.  Предложено  изменять  структуру  кодируемых  импульсов  на длительности элементарной посылки с учетом изменения скважности их следования при сохранении общей средней энергии. Получены численные соотношения, определяющие спектральные и временные параметры для семиэлементной импульсной последовательности при увеличении скважности следования импульсов в два и три раза. Рассчитаны численные значения, определяющие соотношения длительности пиков функций взаимной корреляции между модифицированной и канонической формой импульсных последовательностей. Представлены  обоснованные  оценки,  характеризующие  повышение  разрешающей  способности  пиков функций  взаимной  корреляции  в  4,43  раза  при  переходе  к  предлагаемой  модифицированной  структуре импульсной последовательности.

The article considers an approach to the modification of manipulative impulse sequences based on Barker codes. It is proposed to change the structure of the encoded pulses by the duration of the elementary message, taking into account the change in the duty cycle of their repetition while maintaining the total average energy. Numerical relations are obtained that determine the spectral and temporal parameters for a seven-element pulse sequence, with an increase in the pulse repetition rate by two and three times. Numerical values are calculated that determine the ratio of the duration of the peaks of the cross-correlation functions between the modified and canonical forms of pulse sequences. Reasonable estimates are presented that characterize the increase in the resolution of the peaks of the cross-correlation functions by 4.43 times in the transition to the proposed modified structure of the pulse sequence.

структура манипулирующих импульсовпоследовательности на основе кодов Баркерафункция взаимной корреляцииmodification of the structure of pulse sequencesBarker codescross-correlation functionReferences. Ненашев В.А., Сергеев А.М., Васильев И.А. Моделирование сложных кодо-модулированных сигналов для современных систем обнаружения и передачи информации // Научная сессия ГУАП (Санкт-Петербург, Россия, 08–12 апреля 2019 г.). Сборник докладов научной сессии, посвященной Всемирному дню авиации и космонавтики. СПб.: Санкт-Пе-тербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2019. С. 413‒417.Nenashev V., Sergeev A.M., Vasil’ev I. Modeling of Complex Code Modulated Signals for Modern Detection Systems and Information Transmission. Proceedings of SUAI Scientific Session, St. Petersburg, Russia, 08–12 April 2019. St. Petersburg: Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation Publ.; 2019. p.413‒417. (in Russ.)Иванников А.П., Иванников Д.А. Способ формирования и обработки широкополосных сигналов в радиолокаторах с антенными решетками // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2018. № 3(31). С. 17‒25.Ivannikov A.P., Ivannikov D.A. Broadband Signal Generation and Processing Method in Antenna Array Radars. Radio and telecommunication systems. 2018;3(31):17‒25. (in Russ.)Фридман Л.Б., Синицин Е.А. Минимизация влияния искажений фазоманипулированных сигналов в приёмо-передающих трактах радиолокаторов на эффективность их согласованной и подоптимальной обработки // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. № 1-2. С. 473‒474.Fridman L.B., Sinitsin E.A. Minimizing the Influence of Distortions of Phase-Shift Keyed Signals in the transmit-Receive Paths of Radars on the Efficiency of their Coordinated and Suboptimal Processing. SVCH-tekhnika i telekommunikatsionnye tekhnologii. 2020;1-2:473‒474. (in Russ.)Крячко А.Ф., Дворников С.В., Пшеничников А.В., Маненко С.С., Глухих И.Н., Дворников С.С. Способ формирования структурно-скрытных, помехозащищенных радиосигналов однополосной модуляции с использованием кодов Баркера. Патент на изобретение RU 2749877 C1 от 01.06.2020. Опубл. 18.06.2021.Kryachko A.F., Dvornikov S.V., Pshenichnikov A.V., Manaenko S.S., Glukhikh I.N., Dvornikov S.S. Method for Forming Structurally Secretive, Noise-Immune Single-Sideband Modulation Radio Signals Using Barker Codes. Patent RF, no. 2749877 C1, 18.06.2021. (in Russ.)Сьянов В.А. Подавление боковых лепестков составных фазокодомодулированных сигналов на основе кодов Баркера // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2017. № 2. С. 53‒56.Syanov V.A. Suppression of Side Lobe Signals Based on Compound Barker Codes. Journal of the Russian Universities. Ra-dioelectronics (Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika). 2017;2:53‒56. (in Russ.)Коренчук А.С., Дмитриев В.Ф. Применение сигналов с кодами Баркера для опроса радиометок на ПАВ в системах радиочастотной идентификации // Радиопромышленность. 2016. № 2. С. 29‒35.Korenchuk A.S., Dmitriev V.F. Interrogation of Saw Tags in RFID Systems Using Barker Encoded Signals. 2016;2:29‒35. (in Russ.)Садченко А.В., Кушниренко О.А., Кошелев Е.К., Бондар В.И. Быстродействующий алгоритм восстановления несущей частоты и кадровой синхронизации в модемах с QPSK-модуляцией // Технология и конструирование в электрон-ной аппаратуре. 2018. № 1. С. 28‒35. DOI:10.15222/TKEA2018.1.28Sadchenko A.V., Kushnirenko O.A., Koshelev E.K., Bondar V.I. High-Speed Algorithm for Carrier Frequency Recovery and Frame Synchronization in QPSK-Modulated Modems. Tekhnologiya i Konstruirovaniye v Elektronnoy Apparature. 2018;1: 28‒35. (in Russ.). DOI:10.15222/TKEA2018.1.28Tsmots I., Rabyk V., Riznyk O., Kynash Y. Method of Synthesis and Practical Realization of Quasi-Barker Codes // Proceeding of the 14th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT 2019, Lviv, Ukraine, 17‒19 September 2019). IEEE, 2019. PP. 76‒79. DOI:10.1109/STC-CSIT.2019.8929882Tsmots I., Rabyk V., Riznyk O., Kynash Y. Method of Synthesis and Practical Realization of Quasi-Barker Codes. Proceeding of the 14th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies, CSIT 2019, 17‒19 September 2019, Lviv, Ukraine. IEEE; 2019. p.76‒79. DOI:10.1109/STC-CSIT.2019.8929882Tsmots I., Riznyk O., Kynash Y., Myaus O., Rabyk V., Dendiuk M., Gregus M. Simulation Model and Practical Realization of Barker-Like Codes // Proceedings of the 1st International Workshop on Digital Content and Smart Multimedia (DCSMart 2019, Lviv, Ukraine, 23–25 December 2019). CEUR WORKSHOP PROCEEDINGS, 2019. PP. 172‒182.Tsmots I., Riznyk O., Kynash Y., Myaus O., Rabyk V., Dendiuk M., Gregus M. Simulation Model and Practical Realization of Barker-Like Codes. Proceedings of the 1st International Workshop on Digital Content and Smart Multimedia, DCSMart 2019, 23–25 December 2019, Lviv, Ukraine. CEUR WORKSHOP PROCEEDINGS; 2019. p.172‒182.Osipov K.A., Prosviriakova L.V., Dmitriev A.A. The study on the possibility of forming quadrature components based on Barker codes // Journal of Physics: Conference Series. Proceedings of the 1st International Scientific Conference on Advances in Science, Engineering and Digital Education, ASEDU-2020, Krasnoyarsk, Russian Federation, 8‒9 October 2020. IOP Publ., 2020. Vol. 1691. P. 12046.Osipov K.A., Prosviriakova L.V., Dmitriev A.A. The study on the possibility of forming quadrature components based on Barker codes. Journal of Physics: Conference Series. Proceedings of the 1st International Scientific Conference on Advances in Science, Engineering and Digital Education, ASEDU-2020, 8‒9 October 2020, Krasnoyarsk, Russian Federation. IOP Publ.; 2020. vol.1691. p.12046.Banket V., Manakov S. Composite Walsh-Barker Sequences // Proceedings of the 9th International Conference on Ul-trawideband and Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS 2018, Odessa, Ukraine, 4‒7 September 2018). IEEE, 2018. PP. 343‒347. DOI:10.1109/UWBUSIS.2018.8520220Banket V., Manakov S. Composite Walsh-Barker Sequences. Proceedings of the 9th International Conference on Ul-trawideband and Ultrashort Impulse Signals, UWBUSIS 2018, 4‒7 September 2018, Odessa, Ukraine. IEEE; 2018. p.343‒347. DOI:10.1109/UWBUSIS.2018.8520220Савостьянов В.Ю., Сёмин А.А. Синтез фильтров подавления боковых лепестков для кодов Баркера // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2007. Т. 5. № 9. С. 24‒28.Savostyanov V.Yu., Syomin A.A. Synthesis of Filters for Suppression of Sidelobes for Some Barker's Codes. Infor-matsionno-izmeritel'nyye i upravlyayushchiye sistemy. 2007;5(9):24‒28. (in Russ.)Ненашев В.А., Сергеев А.М., Капранова Е.А. Исследование и анализ автокорреляционных функций кодовых последовательностей, сформированных на основе моноциклических квазиортогональных матриц // Информационно-управляющие системы. 2018. № 4(95). С. 9‒14. DOI:10.31799/1684-8853-2018-4-9-14Nenashev V.A., Sergeev A.M., Kapranova E.A. Research and Analysis of Autocorrelation Functions of Code Sequences Formed on the Basis of Monocyclic Quasi-Orthogonal Matrices. Information and Control Systems. 2018;4(95):9‒14. (in Russ.). DOI:10.31799/1684-8853-2018-4-9-14Балонин Н.А., Сергеев М.Б. Двуциклическая М-матрица 22-го порядка // Информационно-управляющие системы. 2014. № 2(69). С. 109‒111.Balonin N.A., Sergeev M.B. Two-Circulant M-matrix of the 22nd order. Information and Control Systems. 2014;2(69): 109‒111. (in Russ.)Сергеев М.Б., Ненашев В.А., Сергеев А.М. Вложенные кодовые конструкции Баркера–Марсенна–Рагхаварао // Информационно-управляющие системы. 2019. № 3(100). С. 71‒81. DOI:10.31799/1684-8853-2019-3-71-81Sergeev M.B., Nenashev V.A., Sergeev A.M. Nested Code SEQUENCES of Barker ‒ Mersenne ‒ Raghavarao. Information and Control Systems. 2019;3(100):71‒81. (in Russ.) DOI:10.31799/1684-8853-2019-3-71-81Максимов В.В., Храповицкий И.А. Новые композитные коды Баркера // The Scientific Heritage. 2020. № 49-1(49). С. 28‒35.Maksimov V.V., Khrapovitsky I.A. New Composite Barker Codes. The Scientific Heritage. 2020;49-1(49):28‒35. (in Russ.)Дворников С.В., Яхеев А.Ф. Метод измерения параметров кратковременных сигналов на основе распределения Алексеева // Информация и космос. 2011. № 1. С. 66‒74.Dvornikov S., Yakheev A. Method of fast signal parameters measurement on the basis of distribution suggested by Ale-kseev. Information and Space. 2011;1:66‒74. (in Russ.)Дворников С.В., Осадчий А.И., Дворников С.С., Родин Д.В. Демодуляция сигналов на основе обработки их модифицированных распределений // Контроль. Диагностика. 2010. № 10. С. 46‒54.Dvornikov S.V., Osadchiy A.I., Dvornikov S.S., Rodin D.V. Demodulation Based on Processing the Modified Distributions. Kontrol’. Diagnostika (“Testing. Diagnostics”). 2010;10:46‒54. (in Russ.)Choi H.I., Williams W.J. Improved time-frequency representation of multicomponent signals using exponential kernels // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1989. Vol. 37. Iss. 6. PP. 862‒871. DOI:10.1109/ASSP.1989.28057Choi H.I., Williams W.J. Improved time-frequency representation of multicomponent signals using exponential kernels. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1989;37(6):862‒871. DOI:10.1109/ASSP.1989.28057Дворников С.В., Железняк В.К., Храмов Р.Н., Желнин С.Р., Медведев М.В., Симонов А.Н. и др. Метод обнаружения радиоизлучений на основе частотно-временного распределения Алексеева // Научное приборостроение. 2006. Т. 16. № 1. С. 107‒115.Dvornikov S.V., Zheleznyak V.K., Khramov R.N., Zhelnin S.R., Medvedev M.V., Simonov A.N., et al. Radio Emissions Detection Method Based on Alekseev's Time-Frequency Distribution. Nauchnoe priborostroenie. 2006;16(1):107‒115. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.