RU2258238C2 - Method of establishment of radio communication among mobile objects - Google Patents
Method of establishment of radio communication among mobile objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258238C2 RU2258238C2 RU2003108251/09A RU2003108251A RU2258238C2 RU 2258238 C2 RU2258238 C2 RU 2258238C2 RU 2003108251/09 A RU2003108251/09 A RU 2003108251/09A RU 2003108251 A RU2003108251 A RU 2003108251A RU 2258238 C2 RU2258238 C2 RU 2258238C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base stations
- radio signals
- moving object
- stations
- given
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к радионавигации, а именно к способам определения местоположения подвижных объектов.The technical solution relates to radio navigation, and in particular to methods for determining the location of moving objects.
Известен угломерно-дальномерный способ определения координат цели в радиолокационных системах с активным ответом (см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с.7-11), заключающийся в том, что с радиолокационной станции осуществляют ненаправленное излучение запросных радиосигналов, на цели осуществляют прием этих запросных радиосигналов и излучение ответных радиосигналов, на указанной радиолокационной станции осуществляют направленный прием ответных радиосигналов, по времени запаздывания и направлению распространения принимаемых ответных радиосигналов определяют дальность до цели и угол между заданным направлением и направлением на цель, по полученным значениям на указанной радиолокационной станции определяют координаты цели.There is a known goniometric-rangefinding method for determining target coordinates in radar systems with an active response (see, for example, Theoretical Foundations of Radar. Edited by V.E.Dulevich. - M .: Soviet Radio, 1978, pp. 7-11), which consists in in that the radar station carries out non-directional radiation of interrogation radio signals, for the purpose of receiving these interrogation radio signals and emits response radio signals, at the specified radar station provides directional reception of radiofrequency signals, time lag the range and the direction of propagation of the received response radio signals determine the distance to the target and the angle between the given direction and the direction to the target, the coordinates of the target are determined from the values obtained at the specified radar station.
Указанный способ позволяет с высокой точностью измерять координаты целей при распространении радиоволн в свободном пространстве. Однако при измерении координат удаленных целей способ требует применения на радиолокационных станциях и на целях радиопередающих устройств высокой мощности, что значительно усложняет способ. The specified method allows with high accuracy to measure the coordinates of the targets during the propagation of radio waves in free space. However, when measuring the coordinates of remote targets, the method requires the use of radar stations and for the purposes of high-power radio transmitting devices, which greatly complicates the method.
Известен способ определения местоположения подвижного объекта (см. патент РФ на изобретение №2195776, бюл. №34 от 10.12.2002. Способ определения местоположения подвижного объекта/ Урецкий Я.С., Купершмидт П.В. и др.), заключающийся в том, что в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, размещают базовые станции с радиусами зон действия, равными длине стороны каждого правильного шестиугольника и с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, с позиционируемого подвижного объекта, являющегося одним из подвижных объектов, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют передачу позывных радиосигналов в заданной полосе частот, эти позывные радиосигналы принимают на базовых станциях, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, с этих базовых станций передают информационные сигналы, содержащие идентификационные номера указанных базовых станций, по этим информационным сигналам определяют местоположение позиционируемого подвижного объекта, причем в вершинах указанных правильных шестиугольников размещают дополнительно базовые станции с радиусами зон действия, равными длине стороны каждого правильного шестиугольника и с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, базовыми станциями, в зонах действия которых находятся подвижные объекты, являются базовые станции, размещаемые в центрах и в вершинах правильных шестиугольников, в зонах действия которых находятся подвижные объекты, передаваемыми информационными сигналами, содержащими идентификационные номера базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, являются соответствующие информационные радиосигналы, передачу информационных радиосигналов с указанных базовых станций осуществляют на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, задают семь полос частот информационных радиосигналов, передаваемых со всех базовых станций, причем эти заданные полосы частот являются неперекрывающимися, из семи заданных полос частот на каждой базовой станции задают одну полосу частот информационных радиосигналов, передаваемых с этой базовой станции, не перекрывающуюся с полосами частот информационных радиосигналов, передаваемых с ближайших базовых станций, из семи заданных полос частот на каждом подвижном объекте задают пять полос частот информационных радиосигналов, принимаемых на этом подвижном объекте, причем эти заданные полосы частот являются неперекрывающимися, на каждой из базовых станций и на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, задают дополнительно координаты размещения всех базовых станций, а также соответствующие им заданные идентификационные номера и радиусы зон действия всех базовых станций, передача информационных радиосигналов с базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, состоит в том, что вначале с одной из этих базовых станций осуществляют излучение информационных радиосигналов в заданной полосе частот, на всех базовых станциях, являющихся ближайшими по отношению к указанной базовой станции, осуществляют прием передаваемых с последней базовой станции информационных радиосигналов и их излучение в соответствующих заданных полосах частот, затем на всех других базовых станциях, являющихся ближайшими по отношению к указанным базовым станциям, осуществляют прием передаваемых с указанных базовых станций информационных радиосигналов и их излучение в соответствующих заданных полосах частот, затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от указанной базовой станции, в зоне действия которой находится позиционируемый подвижный объект, к границам обслуживаемой территории на всех других последующих базовых станциях, являющихся ближайшими по отношению к предыдущим базовым станциям, осуществляют прием передаваемых с предыдущих базовых станций информационных радиосигналов и их излучение в соответствующих заданных полосах частот, затем осуществляют аналогичным образом поочередно передачу информационных радиосигналов со всех других базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, при этом излучение информационных радиосигналов в заданной полосе частот с каждой базовой станции, кроме базовой станции, идентификационный номер которой содержится в передаваемых информационных радиосигналах, осуществляют при приеме на этой базовой станции информационных радиосигналов одной из заданных на этой базовой станции полос частот, на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют в заданных полосах частот прием информационных радиосигналов, передаваемых с каждой из базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, определение местоположения позиционируемого подвижного объекта осуществляют на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, и на базовых станциях по идентификационным номерам базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, а также по дополнительно заданным координатам размещения и радиусам зон действия этих базовых станций.A known method for determining the location of a moving object (see RF patent for the invention No. 2195776, bull. No. 34 of 12/10/2002. A method for determining the location of a moving object / Uretsky Y. S., Kupershmidt P.V. et al.), Which consists in that in the centers of conditional cells, which are equal regular hexagons, densely covering the served territory, base stations with radiuses of coverage equal to the side length of each regular hexagon and with a unique identification on each of these base stations are placed m number, from the positioned mobile object, which is one of the mobile objects located within the served territory, carry the call signs of radio signals in a given frequency band, these callsign radio signals are received at base stations in whose areas the positioned moving object is located, from these base stations transmit information signals containing the identification numbers of these base stations, these information signals determine the position of positioned by a mobile object, and at the vertices of the indicated regular hexagons additional base stations are placed with the radius of coverage equal to the length of the side of each regular hexagon and with a unique identification number specified on each of these base stations, the base stations in which the moving objects are located are the base stations located in the centers and at the vertices of regular hexagons, in the areas of action of which there are moving objects transmitted by information signals and containing the identification numbers of the base stations in the areas of operation of which the positioned movable object is located, the corresponding information radio signals are transmitted, the transmission of information radio signals from these base stations is carried out to mobile objects located within the served territory, seven frequency bands of information radio signals transmitted from all base stations, and these predetermined frequency bands are non-overlapping, of the seven preset frequency bands at each base The stations specify one frequency band of informational radio signals transmitted from this base station, which does not overlap with the frequency bands of informational radio signals transmitted from the nearest base stations, out of the seven specified frequency bands on each mobile object, five frequency bands of informational radio signals received at this mobile object are set, moreover, these predetermined frequency bands are non-overlapping, at each of the base stations and at mobile objects located within the boundaries of the served territory, additional The location coordinates of all base stations, as well as the corresponding identification numbers and radii of the coverage areas of all base stations, the transmission of information radio signals from base stations in whose areas the positioned moving object is located, to mobile objects located within the served territory, consists of the fact that, first, one of these base stations emits informational radio signals in a given frequency band at all base stations that are near with respect to the indicated base station, receive information radio signals transmitted from the last base station and their emission in the corresponding predetermined frequency bands, then at all other base stations that are closest to the indicated base stations, receive information transmitted from the indicated base stations radio signals and their radiation in the corresponding predetermined frequency bands, then in the same manner sequentially, in all directions from the specified base station, the coverage area of which the positioned movable object is located, to the borders of the served territory at all other subsequent base stations that are closest to the previous base stations, receive information radio signals transmitted from previous base stations and emit them in the corresponding predetermined frequency bands, then carry out in a similar manner alternately transmitting information radio signals from all other base stations in whose coverage areas the positioned mobile object, to mobile objects located within the service area, while the emission of information radio signals in a given frequency band from each base station, except for the base station, the identification number of which is contained in the transmitted information radio signals, is carried out when one radio information signal is received at this base station from the frequency bands specified at this base station, on mobile objects located within the service area, are carried out in the specified bands On the other hand, the reception of information radio signals transmitted from each of the base stations in the areas of operation of which the positioned mobile object is located, the location of the positioned mobile object is determined on mobile objects located within the served territory and at base stations by identification numbers of base stations in the coverage areas of which the positioned moving object is located, as well as according to the additionally specified placement coordinates and the radii of the zones of action of these basic Ancy.
Указанный способ позволяет при определении местоположения подвижного объекта использовать маломощные радиосигналы, однако требует задания на каждой базовой станции полосы частот передаваемых с этой базовой станции радиосигналов, являющейся одной из семи заданных полос частот радиосигналов, передаваемых со всех базовых станций, и не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с ближайших базовых станций. В связи с этим введение дополнительных базовых станций, осуществляемое, например, с целью уменьшения мощности излучаемых радиосигналов, требует трудоемкого перезадания полос частот радиосигналов, передаваемых с каждой базовой станции, что усложняет способ. Кроме того, способ требует задания на каждой базовой станции координат размещения всех базовых станций и соответствующих им идентификационных номеров, что также усложняет способ.This method allows the use of low-power radio signals when determining the location of a moving object, however, it requires setting at each base station the frequency band of the radio signals transmitted from this base station, which is one of the seven specified frequency bands of the radio signals transmitted from all base stations and not overlapping with the radio frequency band transmitted from the nearest base stations. In this regard, the introduction of additional base stations, carried out, for example, in order to reduce the power of the emitted radio signals, requires laborious re-assignment of the frequency bands of the radio signals transmitted from each base station, which complicates the method. In addition, the method requires setting at each base station the coordinates of all base stations and their corresponding identification numbers, which also complicates the method.
Решаемой технической задачей является упрощение способа на основе передачи с каждой базовой станции радиосигналов, содержащих информацию об удаленности данной базовой станции от подвижного объекта, и определения местоположения подвижного объекта по информации, содержащейся в радиосигналах, принимаемых на опорных станциях.The technical task to be solved is to simplify the method based on the transmission from each base station of radio signals containing information about the remoteness of a given base station from a moving object, and determining the location of a moving object from the information contained in the radio signals received at the reference stations.
Решение технической задачи в способе определения местоположения подвижного объекта, заключающемся в том, что размещают базовые станции с заданными дальностями действия, передают радиосигналы с подвижного объекта, которые принимают на первых базовых станциях, являющихся базовыми станциями, в пределах дальностей действия которых находится подвижный объект, передают с первых базовых станций радиосигналы, принимают радиосигналы, передаваемые с первых базовых станций, на вторых базовых станциях, расположенных в пределах дальностей действия первых базовых станций, и передают радиосигналы со вторых базовых станций, затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-x базовых станций, на всех k-x базовых станциях, расположенных в пределах дальностей действия (k-1)-х базовых станций, причем k-e базовые станции не являются (k-2)-ми базовыми станциями, где k=3, 4,..., K - положительные целые числа, и передают радиосигналы с k-x базовых станций, передают с опорных станций, являющихся выбранными из указанных выше базовых станций, сигналы на объект, на котором определяют местоположение подвижного объекта по заданным дальностям действия базовых станций и по информации, содержащейся в сигналах, переданных с опорных станций, достигается тем, что размещение базовых станций осуществляют со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные многоугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями, радиосигналы, передаваемые с первых базовых станций, содержат информацию о том, что данные базовые станции являются первыми базовыми станциями, радиосигналы, передаваемые со вторых базовых станций, содержат информацию о том, что данные базовые станции являются вторыми базовыми станциями, радиосигналы, передаваемые с k-x базовых станций, содержат информацию о том, что данные базовые станции являются k-ми базовыми станциями, где k=3, 4,..., K - положительные целые числа, сигналы, передаваемые с каждой опорной станции на объект, содержат информацию, содержащуюся в радиосигналах, принимаемых на данной опорной станции, определение местоположения подвижного объекта осуществляют также по заданным координатам опорных станций и по заданным математическому ожиданию и дисперсии расстояния между ближайшими базовыми станциями, причем определение местоположения подвижного объекта состоит в том, что определяют для каждой опорной станции множество оценок координат базовых станций, для которых вероятность события, состоящего в том, что в пределах дальностей действия хотя бы одной из них находится подвижный объект, не менее заданной величины, и множество оценок координат базовых станций, для которых вероятность события, состоящего в том, что в пределах дальностей их действия подвижный объект не находится, не менее заданной величины, по которым определяют для всех опорных станций множество оценок координат базовых станций, для которых вероятность события, состоящего в том, что в пределах дальностей их действия находится подвижный объект, не менее заданной величины, и множество оценок координат базовых станций, для которых вероятность события, состоящего в том, что в пределах дальностей их действия подвижный объект не находится, не менее заданной величины, по которым определяют местоположение подвижного объекта.The solution to the technical problem in the method of determining the location of a moving object, which consists in placing base stations with predetermined ranges, transmitting radio signals from a moving object, which are received at the first base stations, which are base stations, within the range of which a moving object is located, transmit from the first base stations, radio signals, receive radio signals transmitted from the first base stations, at the second base stations located within operating ranges of the first base stations, and transmit radio signals from the second base stations, then in the same manner, in all directions from the first base stations, receive radio signals transmitted from (k-1) -x base stations at all kx base stations located within operating ranges of (k-1) -th base stations, and ke base stations are not (k-2) -th base stations, where k = 3, 4, ..., K are positive integers, and transmit radio signals with kx base stations are transmitted from reference stations that are selected from the above bases output stations, signals to the object, on which the location of the moving object is determined by the given ranges of the base stations and according to the information contained in the signals transmitted from the reference stations, is achieved by placing the base stations with a random spread near the vertices of the conditional cells, which are equal regular polygons, densely adjacent to each other by their sides, densely covering the served territory, with given mathematical expectation and dispersion of the distance between the nearest base stations, the radio signals transmitted from the first base stations contain information that these base stations are the first base stations, the radio signals transmitted from the second base stations contain information that these base stations are the second base stations, radio signals, transmitted from kx base stations contain information that these base stations are k-th base stations, where k = 3, 4, ..., K are positive integers, signals transmitted from each reference station and on the object, they contain information contained in the radio signals received at this reference station, the location of the moving object is also determined by the given coordinates of the reference stations and by the specified expectation and variance of the distance between the nearest base stations, and the location of the moving object is what determine for each reference station a set of estimates of the coordinates of base stations for which the probability of an event consisting in the fact that within ranges the action of at least one of them is a moving object, not less than a given value, and a lot of estimates of the coordinates of base stations, for which the probability of an event consisting in the fact that within the range of their actions a moving object is not, not less than a specified value, which determine for all reference stations, many estimates of the coordinates of base stations, for which the probability of an event consisting in the fact that within the range of their action is a moving object of at least a given value, and many estimates of coordination t base stations for which the probability of an event consisting in the fact that within the limits of their range of action a moving object is not located is not less than a given value by which the location of a moving object is determined.
При этом радиосигналы, передаваемые с n-й базовой станции, где n=1, 2,..., N - положительные целые числа, N - число базовых станций, представляют собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log2N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й полосе частот, где m=1, 2,..., M - положительные целые числа, определяют по n.In this case, the radio signals transmitted from the nth base station, where n = 1, 2, ..., N are positive integers, N is the number of base stations, are the sum of the radio signals transmitted in M specified non-overlapping frequency bands, where M > log 2 N, and the power of the radio signal transmitted in the mth frequency band, where m = 1, 2, ..., M are positive integers, is determined by n.
Термин «подвижный объект» является общепринятым (см., например, Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-трендз, 2000, с.47). К подвижным объектам относят, в частности, различные автотранспортные средства, оснащенные приемопередающей аппаратурой.The term "moving object" is generally accepted (see, for example, Soloviev, Yu.A. Satellite Navigation Systems. - M.: Eco-Trends, 2000, p. 47). To mobile objects include, in particular, various vehicles equipped with transceiver equipment.
Термины «базовая станция» и «опорная станция» также являются общепринятыми (см., например, соответственно Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Эко-Трендз, 2000, с.87-154; Авиационная радионавигация: Справочник/ Под ред. А.А.Сосновского. - М.: Транспорт, 1990, с.43). К базовым и опорным станциям относят, в частности, стационарно расположенные объекты, оснащенные приемопередающей аппаратурой.The terms “base station” and “reference station” are also generally accepted (see, for example, Gromakov Yu.A. Standards and mobile radio communication systems. - M .: Eko-Trends, 2000, p. 87-154; Aviation radio navigation: Reference book / Under the editorship of A.A. Sosnovsky. - M.: Transport, 1990, p. 43). The base and reference stations include, in particular, stationary objects equipped with transceiver equipment.
На фиг.1. изображены три группы равных правильных фигур, плотно примыкающих друг к другу своими сторонами, плотно покрывающих плоскость, для случая, при котором число правильных треугольников равно шести, число квадратов равно четырем, число правильных шестиугольников равно трем.In figure 1. three groups of equal regular figures are shown, closely adjacent to each other with their sides, tightly covering the plane, for the case in which the number of regular triangles is six, the number of squares is four, and the number of regular hexagons is three.
На фиг.2 изображены условно базовые станции, размещенные со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих равные квадраты, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, и подвижный объект с указанием направлений передачи радиосигналов для случая, при котором число базовых станций равно шестидесяти. На фиг.2 изображены также зоны действия шести базовых станций, причем зоны действия двух базовых станций изображены не полностью, при этом центры этих зон действия смещены в вершины условных ячеек, представляющих равные квадраты, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, около которых размещены со случайным разбросом соответствующие базовые станции.Figure 2 shows conditionally base stations placed with a random spread near the vertices of the conditional cells, representing equal squares, tightly adjacent to each other with their sides, densely covering the served territory, and a moving object indicating the directions of radio signal transmission for the case in which the number of base stations equals sixty. Figure 2 also shows the coverage areas of six base stations, and the coverage areas of two base stations are not fully depicted, while the centers of these coverage areas are shifted to the tops of conditional cells representing equal squares that are closely adjacent to each other with their sides, densely covering the served territory near which the corresponding base stations are placed with random scatter.
На фиг.3 изображены условно временные диаграммы передачи радиосигналов с подвижного объекта, с первых базовых станций, со вторых базовых станций и с третьих базовых станций.Figure 3 shows conditionally temporary diagrams of the transmission of radio signals from a moving object, from the first base stations, from the second base stations and from the third base stations.
На фиг.4 изображены условно спектры радиосигналов, переданных с двух ближайших k-x базовых станций, расположенных в пределах дальности действия одной из (k+1)-х базовых станций, и спектр на входе данной базовой станции для случая, при котором указанным k-м базовым станциям соответствуют значения n=17 и n=28.Figure 4 shows conventionally the spectra of radio signals transmitted from two nearest kx base stations located within the range of one of the (k + 1) -th base stations, and the spectrum at the input of this base station for the case in which the specified k-th base stations correspond to n = 17 and n = 28.
На фиг.5 изображена система для осуществления способа, содержащая приемопередатчики, размещенные по одному на каждой базовой станции, и передатчик, размещенный на подвижном объекте, для случая, при котором число базовых станций равно пятнадцати.Figure 5 shows a system for implementing the method, comprising transceivers placed one at a base station, and a transmitter located on a moving object, for the case in which the number of base stations is fifteen.
На фиг.6 изображен приемопередатчик.6 shows a transceiver.
На фиг.7 изображен передатчик.7 shows a transmitter.
Система для осуществления способа, представленная на фиг.5-7, содержит размещенные по одному на каждой из N базовых станций 1 и на каждой опорной станции 2, являющейся выбранной из числа базовых станций 1, приемопередатчики 3, и размещенный на подвижном объекте 4 передатчик 5, причем каждый приемопередатчик 3 содержит приемную антенну 6, первый полосовой фильтр 7, малошумящий усилитель 8, первый преобразователь 9 частоты, первый гетеродин 10, каждый приемопередатчик 3 содержит также М каналов 11 обработки, причем М>log2N, каждый из которых содержит второй полосовой фильтр 12, демодулятор 13, блок 14 возведения в квадрат, интегратор 15, аналого-цифровой преобразователь 16, каждый приемопередатчик 3 содержит также микроконтроллер 17, блок 18 памяти, блок 19 задания, М модуляторов 20, каждый из которых содержит второй преобразователь 21 частоты, второй гетеродин 22, аналоговый коммутатор 23, каждый приемопередатчик 3 содержит также сумматор 24, первый усилитель 25 мощности, первую передающую антенну 26, передатчик 5 содержит источник 27 сообщений, третий преобразователь 28 частоты, третий гетеродин 29, второй усилитель 30 мощности, вторую передающую антенну 31.The system for implementing the method shown in FIGS. 5-7 comprises one
В каждом приемопередатчике 3 выход приемной антенны 6 соединен с входом первого полосового фильтра 7, выход которого соединен с входом малошумящего усилителя 8, выход которого соединен с первым входом первого преобразователя 9 частоты, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 10, выход первого преобразователя 9 частоты соединен с входами вторых полосовых фильтров 12 каналов 11 обработки, в каждом из которых выход второго полосового фильтра 12 соединен с входом демодулятора 13 и с входом блока 14 возведения в квадрат, выход которого соединен с входом интегратора 15, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 16, соответствующие выходы аналого-цифровых преобразователей 16 соединены с соответствующими входами микроконтроллера 17, выходы демодуляторов 13 соединены с соответствующими входами микроконтроллера 17, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вторых преобразователей 21 частоты модуляторов 20, в каждом из которых второй вход второго преобразователя 21 частоты соединен с выходом второго гетеродина 22, выход второго преобразователя 21 частоты соединен с коммутируемым входом аналогового коммутатора 23, управляющие входы аналоговых коммутаторов 23 соединены с соответствующими выходами микроконтроллера 17, выходы аналоговых коммутаторов 23 соединены с соответствующими входами сумматора 24, выход которого соединен с входом первого усилителя 25 мощности, выход которого соединен с входом первой передающей антенны 26, соответствующие входы микроконтроллера 17 соединены с соответствующими выходами блока 18 памяти и блока 19 задания, в передатчике 5 источник 27 сообщений соединен с первым входом третьего преобразователя 28 частоты, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина 29, выход третьего преобразователя 28 частоты соединен с входом второго усилителя 30 мощности, выход которого соединен с входом второй передающей антенны 31.In each
Базовые станции 1 размещены с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями 1.
Дальности действия базовых станций 1 заданы по заданным математическому ожиданию и дисперсии расстояния между ближайшими базовыми станциями 1.The operating ranges of
Частоты настройки вторых гетеродинов 22 совпадают с соответствующими центральными значениями заданных полос частот передачи базовых станций 1 и подвижного объекта 4, причем заданные полосы частот передачи являются неперекрывающимися. Полосы пропускания соответствующих первых полосовых фильтров 7 совпадают с соответствующими заданными полосами частот передачи, смещенными по оси частот вниз на частоту настройки первого гетеродина 10.The tuning frequencies of the second
Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.
Размещают базовые станции 1 с заданными дальностями действия и с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями 1.
В ряде задач базовые станции 1 размещают на обслуживаемой территории со случайным разбросом около заданных точек. (Такая ситуация возникает, например, при сбросе базовых станций 1 с летательного аппарата, когда в результате воздействия множества случайных факторов точки падения базовых станций 1 невозможно точно рассчитать.) При этом расстояние между ближайшими базовыми станциями 1 является случайной величиной, которую целесообразно характеризовать математическим ожиданием и дисперсией.In a number of tasks,
Базовая станция 1 является ближайшей по отношению к данной базовой станции 1, если расстояние между ними не больше расстояния между данной базовой станцией 1 и любой другой базовой станцией 1. Следовательно, несколько базовых станций 1 могут являться ближайшими по отношению к данной базовой станции 1, если расстояния между каждой из них и данной базовой станцией 1 примерно равны между собой и не больше расстояния между данной базовой станцией 1 и любой другой базовой станцией 1.
Если при размещении базовых станций 1 на плоскости задано математическое ожидание расстояния между ближайшими базовыми станциями 1, то это эквивалентно размещению базовых станций 1 со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные многоугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, причем длины сторон указанных правильных многоугольников равны заданному математическому ожиданию расстояния между ближайшими базовыми станциями 1, а дисперсия расстояния между ближайшими базовыми станциями 1 определяет степень разбросанности базовых станций 1 около вершин условных ячеек.If, when placing
В том случае, если обслуживаемая территория представляет собой плоскость, равными правильными многоугольниками, плотно примыкающими друг к другу своими сторонами, плотно покрывающими обслуживаемую территорию, могут являться только правильные треугольники, прямоугольники (квадраты) и шестиугольники, что обусловлено следующим.In the event that the served territory is a plane, equal regular polygons, tightly adjacent to each other with their sides, densely covering the served territory, only regular triangles, rectangles (squares) and hexagons can be, which is due to the following.
Величина внутреннего угла γ (фиг.1) равна (см. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М.: Наука, 1980, с.287)The value of the internal angle γ (Fig. 1) is equal to (see Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Math reference book for engineers and university students. - M .: Nauka, 1980, p. 287)
где q - число сторон многоугольника.where q is the number of sides of the polygon.
При плотном размещении на плоскости равных правильных многоугольников каждая вершина, например О (фиг.1), является общей для р многоугольников, причем р - целое число, не меньшее трех и равноеWhen densely placed on the plane of equal regular polygons, each vertex, for example, O (Fig. 1), is common to p polygons, and p is an integer not less than three and equal to
Этим условиям удовлетворяют только три значения q={3,4,6}, что и требовалось показать.Only three values q = {3,4,6} satisfy these conditions, which was to be shown.
Размещение базовых станций 1 (фиг.1) в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные треугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, эквивалентно размещению базовых станций 1 в центрах и в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию (см. патент РФ на изобретение №2195776, бюл. №34 от 10.12.2002. Способ определения местоположения подвижного объекта/ Урецкий Я.С., Купершмидт П.В. и др.).The placement of base stations 1 (Fig. 1) at the vertices of the conditional cells, which are equal regular triangles, tightly adjacent to each other with their sides, densely covering the served territory, is equivalent to the placement of
Дальностью действия базовой станции 1 при ненаправленной передаче с нее радиосигналов мощности Рпрд является расстояние, в пределах которого мощность этих радиосигналов при их ненаправленном приеме на других базовых станциях 1 не меньше пороговой величины Рпр.мин.The range of the
Дальностью действия базовой станции 1 при ненаправленном приеме на ней радиосигналов является расстояние, в пределах которого мощность этих радиосигналов, создаваемая при ненаправленной передаче с других базовых станций 1 и с подвижного объекта 4 радиосигналов мощности Рпрд, не меньше пороговой величины Рпр.мин.The range of the
Если соответствующие значения мощности Рпрд передаваемых радиосигналов и пороговые значения мощности Рпр.мин принимаемых радиосигналов в обоих случаях равны, то дальности действия базовой станции 1 при передаче и приеме радиосигналов совпадают и при условии распространения электромагнитных волн в свободном пространстве равны (см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с.402)If the corresponding values of the power R prd of the transmitted radio signals and the threshold values of the power R prmin of the received radio signals in both cases are equal, then the ranges of the
где с - скорость света в вакууме; ƒ - рабочая частота.where c is the speed of light in vacuum; ƒ - operating frequency.
Под дальностью R действия базовых станций 1 понимаем равные между собой дальности действия при передаче и при приеме радиосигналов.By the range R of the action of
При ненаправленном приеме и ненаправленной передаче радиосигналов в условиях свободного пространства дальность R действия определяет круговую зону действия базовой станции 1 с центром в точке размещения данной базовой станции 1 и радиусом R.With the non-directional reception and non-directional transmission of radio signals in free space, the range R of action determines the circular coverage area of
Дальности R действия базовых станций 1 задают по заданным математическому ожиданию md и дисперсии Dd расстояния d между ближайшими базовыми станциями 1.The range R of the action of the
При равномерной плотности ƒ(d) распределения случайной величины d на отрезке (см., например, Справочник по теории вероятностей и математической статистике. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985, с.116, 117):For a uniform density ƒ (d) of the distribution of a random variable d over a segment (see, for example, the Handbook of probability theory and mathematical statistics. - M.: Science. The main edition of the physics and mathematics literature, 1985, p. 116, 117):
причемmoreover
величину R задают по формуле:the value of R is set by the formula:
Условиям (4)-(6), в частности, удовлетворяют соотношения md=300 м; Dd=75 м2; R=315 м.Conditions (4) - (6), in particular, satisfy the relationship m d = 300 m; D d = 75 m 2 ; R = 315 m.
Тогда при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что число базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия каждой базовой станции 1, не превышает р, определяемого формулой (2).Then, under conditions (4) - (6), the event is reliable, consisting in the fact that the number of
В случае размещения базовых станций 1 (фиг.1) со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные квадраты, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, и при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальности R действия каждой базовой станции 1 находится четыре базовых станций 1.In the case of the placement of base stations 1 (Fig. 1) with a random spread near the vertices of the conditional cells, which are equal squares, closely adjacent to each other with their sides, densely covering the served territory, and if conditions (4) - (6) are fulfilled, it is reliable an event consisting in the fact that, within the range of R of the action of each
Передают радиосигналы с подвижного объекта 4, которые принимают на первых базовых станциях 1, являющихся базовыми станциями 1, в пределах дальностей R действия которых находится подвижный объект 4.Radio signals are transmitted from the
При выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что число первых базовых станций 1 не превышает четырех. На фиг.2 показан случай, при котором первыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 134, 135, 144 и 145.Under the conditions (4) - (6), the event is reliable, consisting in the fact that the number of the
Передают с первых базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются первыми базовыми станциями 1. Принимают радиосигналы, передаваемые с первых базовых станций 1, на вторых базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия первых базовых станций 1, и передают со вторых базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются вторыми базовыми станциями 1. Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций 1 принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-x базовых станций, на всех k-x базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия (k-1)-x базовых станций 1, причем k-e базовые станции 1 не являются (k-2)-ми базовыми станциями 1, где k=3, 4,...,K - положительные целые числа, и передают с k-x базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются k-ми базовыми станциями 1.Radio signals are transmitted from the
В соответствии с фиг.2 вторыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 124, 125, 136, 146, 155, 154, 143, 133; третьими (k=3) базовыми станциями 1 являются базовые станции 114, 115, 126, 137, 147, 156, 153, 142, 132, 123; четвертыми (k=4) базовыми станциями 1 являются базовые станции 14, 15, 116, 127, 138, 148, 157, 152, 141, 131, 122, 113; пятыми (k=5) базовыми станциями 1 являются базовыми станции 16, 117, 128, 139, 149, 158, 151, 121, 122, 13; шестыми (k=6) базовыми станциями 1 являются базовые станции 17, 118, 129, 140, 150, 159, 111, 12; седьмыми (k=7) базовыми станциями 1 являются базовые станции 18, 119, 130, 160, 11; восьмыми (k=8) базовыми станциями 1 являются базовые станции 19, 120; девятой (k=9) базовой станцией 1 является базовая станция 110 (на фиг.2 соответствующие базовые станции 1 охвачены пунктирными линиями).In accordance with figure 2, the
Передачу радиосигналов с подвижного объекта 4 и с базовых станций 1 можно осуществлять в одной заданной полосе частот Δf в том случае, если передачу радиосигналов с первых базовых станций 1 осуществлять после окончания приема радиосигналов, передаваемых с подвижного объекта 4 (для этого, в частности, в радиосигналы, передаваемые с подвижного объекта 4, необходимо вводить информацию о том, что их источником является подвижный объект 4); если передачу радиосигналов со вторых базовых станций 1 осуществлять по окончании приема радиосигналов с первых базовых станций 1; если передачу радиосигналов с k-x базовых станций 1 осуществлять по окончании приема радиосигналов, передаваемых с (k-1)-x базовых станций 1, где k=3, 4, ..., К - положительные целые числа.The transmission of radio signals from the
Число К зависит от размеров обслуживаемой территории, числа N и особенностей размещения базовых станций 1. Для случая размещения базовых станций 1, приведенного на фиг.2, число К=14.The number K depends on the size of the served territory, the number N and the features of the placement of
Направления передачи радиосигналов показаны на фиг.2 стрелками. Передача радиосигналов без зацикливания обеспечивается тем, что на первых базовых станциях 1 блокируют прием на время передачи радиосигналов с первых базовых станций 1 и со вторых базовых станций 1; на вторых базовых станциях 1 блокируют прием на время передачи радиосигналов со вторых базовых станций 1 и с третьих базовых станций 1; на k-x базовых станциях 1 блокируют прием на время передачи радиосигналов с k-x базовых станций 1 и с (k+1)-х базовых станций 1, где k=3, 4,..., К - положительные целые числа.The directions of the transmission of radio signals are shown in figure 2 by arrows. The transmission of radio signals without looping is ensured by the fact that the
Временные диаграммы последовательной передачи радиосигналов от первых базовых станций 1 к границам обслуживаемой территории приведены на фиг.3. Здесь С - радиосигналы; τ - время распространения радиосигналов между ближайшими базовыми станциями 1, определяемое расстоянием d между ними.Timing diagrams of serial transmission of radio signals from the
Скорость перемещения подвижного объекта 4 полагаем настолько малой, что изменением местоположения подвижного объекта 4, которое происходит за время передачи радиосигналов от первых базовых станций 1 до границ обслуживаемой территории, и возникающим эффектом Доплера можно пренебречь.We consider the moving speed of the moving
Передача с двух ближайших k-x базовых станций 1 радиосигналов в одной и той же заданной полосе частот Δƒ и с равными значениями мощности может вызывать замирания при приеме этих радиосигналов на (k+1)-й базовой станции 1, в пределах дальности R действия которой расположены эти базовые станции 1, где k=1, 2,..., K - положительные целые числа. Устранение замираний достигается тем, что радиосигналы, передаваемые в заданной полосе частот Δƒ с n-й базовой станции 1, где n=1, 2,..., N - положительные целые числа, N - число базовых станций 1, представляют собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log2N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2,..., М - положительные целые числа, определяют по n. Transmission from two nearest
Любое n из N преобразуют в М-разрядный двоичный код:Any n of N is converted to M-bit binary:
где аm=1 или 0 в соответствии с разложениемwhere a m = 1 or 0 in accordance with the expansion
При этом m-му разряду двоичного кода n2 соответствует m-я заданная полоса частот Δƒm в заданной полосе частот Δƒ, где m=1, 2,..., М, k=1, 2,..., K - положительные целые числа, и мощность Рmпрд передаваемого в m-й заданной полосе частот радиосигнала. Заданные полосы частот Δƒm получают, например, разбиением заданной полосы частот Δƒ на М равных по протяженности и прилегающих друг к другу частотных интервалов.In this case, the mth bit of the binary code n 2 corresponds to the mth given frequency band Δƒ m in a given frequency band Δƒ, where m = 1, 2, ..., M, k = 1, 2, ..., K - positive integers, and power P mpr transmitted in the m-th given frequency band of the radio signal. Preset frequency bands Δƒ m are obtained, for example, by dividing a given frequency band Δƒ into M equal in length and adjacent frequency intervals.
Величину Pmпрд можно определить по формулеThe value of P mpr can be determined by the formula
где Рпрд - заданное значение мощности передаваемого радиосигнала, соответствующее заданной дальности R действия базовой станции 1; b≪1 - заданная неотрицательная величина, например b=0.where R prd - a given value of the transmitted radio signal power corresponding to a given range R of action of
Чтобы исключить двоичную комбинацию, содержащую одни нули, необходимо выполнить условиеTo exclude a binary combination containing only zeros, it is necessary to fulfill the condition
При выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе каждой (k+1)-й базовой станции 1 (фиг.2) присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых в заданной полосе частот Δƒ с двух k-x базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия данной (k+1)-й базовой станции 1. Тогда с учетом того, что различным n соответствуют различные двоичные комбинации, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется некоторая m-я полоса частот Δƒm, в которой указанные k-e базовые станции 1 передают радиосигналы, существенно различающиеся по мощности, а следовательно, замирания в данной m-й полосе частот будут отсутствовать.When conditions (4) - (6) are fulfilled, the event is reliable, consisting in the fact that at the input of each (k + 1) -th base station 1 (Fig. 2) there are no more than two radio signals transmitted in a given frequency band Δƒ from two
Например, на входе базовой станции 118 (фиг.2) действуют радиосигналы, передаваемые с базовых станций 117 и 128 в заданной полосе частот Δƒ. При N=60 log2N=5,91, откуда М=6. Тогда базовым станциям 117 и 128 соответствуют двоичные номера 010001 и 011100. Спектры радиосигналов, передаваемых с базовых станций 117 и 128, и радиосигнала, действующего на входе базовой станции 118, условно изображены на фиг.4 (спектр радиосигнала, действующего на входе базовой станции 118, приведен без учета ослабления; пунктиром изображен спектр в полосе частот, в которой возможны замирания).For example, at the input of base station 1 18 (FIG. 2), radio signals are transmitted from
При размещении базовых станций 1 со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные треугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, или около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, и при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе каждой (k+1)-й базовой станции 1 также присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых с двух k-x базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия данной (k+1)-й базовой станции 1 (см., например, патенты РФ на изобретения №2195776 и №2195777, бюл. №34 от 10.12.2002. Способ определения местоположения подвижного объекта/ Урецкий Я.С., Купершмидт П.В. и др.), а следовательно, замирания в соответствующих полосах частот также будут отсутствовать.When placing
Определение местоположения подвижного объекта 4 осуществляют по заданным координатам опорных станций 2, являющихся выбранными из числа базовых станций 1, по заданным дальностям R действия базовых станций 1, по заданным математическому ожиданию md и дисперсии Dd расстояния d между ближайшими базовыми станциями 1, и по информации, содержащейся в радиосигналах, принимаемых на опорных станциях 2, т.е. по информации о том, первыми, вторыми или ks-ми являются базовые станции 1, с которых передают радиосигналы, принимаемые на опорных станциях 2, где ks=3, 4,..., K - положительные целые числа.The location of the
Выбор опорных станций 2 из числа базовых станций 1 необходимо осуществлять с учетом требований однозначности и точности определения местоположения подвижного объекта 4. При этом определение местоположения подвижного объекта 4 состоит в следующем.The choice of
По заданным координатам (хs,ys) s-й опорной станции 2, где s=1, 2,..., S - положительные целые числа; S - число опорных станций 2, по дальностям R действия базовых станций 1, по заданным математическому ожиданию md и дисперсии Dd расстояния d между ближайшими базовыми станциями 1, и по информации, содержащейся в радиосигналах, принимаемых на опорных станциях 2, т.е. по информации о том, первыми, вторыми или ks-ми являются базовые станции 1, с которых передают радиосигналы, принимаемые на опорных станциях 2, где ks=3, 4,..., K - положительные целые числа, определяют множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R действия хотя бы одной из них находится подвижный объект 4, и множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R их действия подвижный объект 4 не находится, где n=1, 2,..., N - положительные целые числа.At the given coordinates (x s , y s ) of the s-
Если s-я опорная станция 2 является первой базовой станцией 1, то присваивают ks=0, несмотря на то, что кроме радиосигналов, передаваемых с подвижного объекта 4, на первой базовой станции 1 могут принимать также радиосигналы, передаваемые со вторых базовых станций 1 и с других первых базовых станций 1; если s-я опорная станция 2 является второй базовой станцией 1, то присваивают ks=1, несмотря на то, что кроме радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1, на второй базовой станции 1 могут принимать также радиосигналы, передаваемые с третьих базовых станций 1 и с других вторых базовых станций 1; если s-я опорная станция 2 является k-й базовой станцией 1, то присваивают ks=k-1, где k=3, 4,..., К - положительные целые числа, несмотря на то, что кроме радиосигналов, передаваемых с (k-1)-x базовых станций 1, на k-й базовой станции 1 могут принимать также радиосигналы, передаваемые с (k+1)-х базовых станций 1 и с других k-x базовых станций 1.If the s-
В случае размещения базовых станций 1 (фиг.2) со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные квадраты, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, при выполнении условий (4)-(6), а также при использовании прямолинейной системы координат, связанной с одной из точек обслуживаемой территории и ориентированной осями вдоль соответствующих сторон указанных квадратов, оценки координат базовых станций 1, принадлежащие множеству определяют из условияIn the case of the placement of base stations 1 (Fig. 2) with a random spread near the vertices of the conditional cells, which are equal squares, closely adjoining each other with their sides, densely covering the served territory, under conditions (4) - (6), and also when using a rectilinear coordinate system associated with one of the points of the served territory and oriented by axes along the respective sides of the indicated squares, coordinate
где - приведенные координаты s-и опорной станции 2, удовлетворяющие условиюWhere - reduced coordinates of the s-and
Для каждой пары s-й и r-й опорных станций 2, где s, r=1, 2,..., S - положительные целые числа, находят такие базовые станции 1, оценки координат которых где n, ν=1, 2,..., N - положительные целые числа, удовлетворяют условиямFor each pair of the sth and
Затем путем объединения полученных для всех S опорных станций 2 множеств оценок координат базовых станций 1, удовлетворяющих условиям (17) и (18), формируют множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R их действия находится подвижный объект 4.Then, by combining the sets of coordinates estimates of
Путем объединения полученных для всех S опорных станций 2 множеств оценок координат базовых станций 1, удовлетворяющих условиям (14)-(16), формируют множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R их действия подвижный объект 4 не находится.By combining 2 sets obtained for all S reference stations estimates of the coordinates of
Оценки координат подвижного объекта 4 получают как координаты точек обслуживаемой территории, находящихся в пределах дальностей R действия базовых станций 1, оценки координат которых принадлежат множеству и за пределами дальностей R действия базовых станций 1, оценки координат которых принадлежат множеству При круговых зонах действия базовых станций 1 радиусом R оценки координат подвижного объекта 4 можно получить из решения системы неравенств:Coordinate Estimates of the
Термин «оценка» является общепринятым (см., например, Е.С.Вентцель. Теория вероятностей. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1969, с.313; Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: Высшая школа, 1990, с.77, 448-469) и означает приближенное значение, результат измерения случайной величины.The term "assessment" is generally accepted (see, for example, E. S. Wentzel. Probability Theory. - M.: Science. Main Edition of Physics and Mathematics, 1969, p. 313; Radio Engineering Systems. Edited by Yu.M. Kazarinova. - M.: Higher School, 1990, p.77, 448-469) and means the approximate value, the result of measuring a random variable.
Выражения (11)-(19) основаны на том, что в качестве оценок координат всех базовых станций 1 (за исключением базовых станций 1, являющихся опорными станциями 2) и приведенных координат опорных станций 2 принимают координаты вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные многоугольники (в данном случае квадраты), плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, около которых размещены со случайным разбросом соответствующие базовые станции 1 и опорные станции 2.Expressions (11) - (19) are based on the fact that, as estimates of the coordinates of all base stations 1 (with the exception of
Рассмотрим пример определения местоположения подвижного объекта 4, при котором опорными станциями 21 и 22 являются соответственно базовые станции 151 и 160, а подвижный объект 4 занимает положение в соответствии с фиг.2.Consider an example of determining the location of a moving
Как видно из фиг.2, множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R действия хотя бы одной из них находится подвижный объект 4, определяемое для опорной станции 21 (s=1), являющейся базовой станцией 151, включает согласно выражениям (11), (12) оценки координат базовых станций 111, 122, 133, 144, 155 (фиг.2). В данном случае k1=4, так как радиосигналы, принимаемые на опорной станции 21, содержат информацию о том, что они переданы с четвертых (k=4) базовых станций 1. Множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R их действия подвижный объект 4 не находится, определяемое для опорной станции 21, включает согласно выражениям (15), (16) все оценки координат базовых станций 1, кроме указанных базовых станций 111, 122, 133, 144, 155 и базовых станций 11, 112, 123, 134, 145, 156, 12, 113, 124, 135, 146, 157 (на фиг.2 базовые станции 1, оценки координат которых удовлетворяют условиям (15), (16), расположены слева от ломаной [111, 122, 133, 144, 155] и справа от ломаной [12, 113, 124, 135, 146, 157], не включая эти ломаные).As can be seen from figure 2, the set estimates of the coordinates of the
Аналогично множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R действия хотя бы одной из них находится подвижный объект 4, определяемое для опорной станции 22 (s=2), являющейся базовой станцией 160, включает согласно выражениям (11), (12) оценки координат базовых станций 154, 145, 136, 127, 118, 19 (фиг.2). В данном случае k2=6, так как радиосигналы, принимаемые на опорной станции 22, содержат информацию о том, что они переданы с шестых (k2=6) базовых станций 1. Множество оценок координат базовых станций 1, для которых достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальностей R действия которых подвижный объект 4 не находится, определяемое для опорной станции 22, включает согласно выражениям (15), (16) все оценки координат базовых станций 1, кроме указанных базовых станций 154, 145, 136, 127, 118, 19 и базовых станций 153, 144, 135, 126, 117, 18, 152, 143, 134, 125, 116, 17 (на фиг.2 базовые станции 1, оценки координат которых удовлетворяют условиям (15), (16), расположены слева от ломаной [152, 143,134, 125, 116, 17] и справа от ломаной [154, 145, 136, 127, 118, 19], не включая эти ломаные).Similarly, the set estimates of the coordinates of the
Множеству оценок координат базовых станций 1 согласно формулам (17), (18) принадлежат оценки координат базовых станций 144 и 145.Many estimates of the coordinates of
Множеству оценок координат базовых станций 1 согласно формулам (15), (16) принадлежат оценки координат всех базовых станций 1, расположенных на фиг.2 в области, полученной объединением областей, расположенных слева от ломаных [111, 122, 133, 144, 155] и [152, 143, 134, 125, 116, 17] и справа от ломаных [154, 145, 136, 127, 118, 19] и [12, 113, 124, 135, 146) 157], исключая эти ломаные.Many estimates of the coordinates of
Оценки координат подвижного объекта 4 согласно формуле (19) можно получить из решения системы неравенств:Coordinate Estimates
где - найденные ранее оценки координат базовых станций 144, 145, 154 и 155.Where - previously found estimates of the coordinates of
Решением системы неравенств (20) является область, выделенная на фиг.2 штриховкой.The solution to the system of inequalities (20) is the area highlighted by shading in Fig. 2.
Оценки координат базовых станций 154 и 155 принадлежат множеству Другие базовые станции 1, оценки координат которых принадлежат множеству можно не учитывать, так как в пределах дальностей R действия этих базовых станций 1 не находится область, полученная пересечением зон действия базовых станций 144 и 145 (фиг.2).The estimates of the coordinates of
Область, в которой находится подвижный объект 4, также расположена в пределах дальностей R действия базовых станций 134 и 135, однако они не учитываются выражением (19), поскольку эти базовые станции 1 не принадлежат ни одному из множеств а следовательно, не принадлежат и множествам (на фиг.2 изображены круговые зоны действия базовых станций 134, 135, 144 и 145 и фрагменты круговых зон действия базовых станций 154 и 155, ограниченные размерами обслуживаемой территории).The area in which the
Для увеличения точности определения местоположения подвижного объекта 4 следует использовать большее число опорных станций 2, в качестве которых можно дополнительно выбрать базовые станции 11 и 110.To increase the accuracy of determining the location of the
При размещении базовых станций 1 со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные треугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, или около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, оценок координат базовых станций 1 формируют аналогичным образом с учетом соответствующей модификации выражений (11)-(15).When placing
На фиг.5 приведен пример системы для случая, при котором число базовых станций 1 равно пятнадцати. При этом описание работы системы при осуществлении способа приведено также с учетом фиг.2-4.Figure 5 shows an example system for the case in which the number of
Все элементы и блоки, входящие в состав системы, представленной на фиг.5-7, являются известными и описанными в литературе.All elements and blocks that make up the system shown in Fig.5-7, are known and described in the literature.
Приемная антенна 6, первая передающая антенна 26 и вторая передающая антенна 31 являются ненаправленными.The receiving
В качестве микроконтроллера 17 могут использоваться микропроцессорные системы с аналоговыми и цифровыми входами и выходами, в состав которых входят тактовый генератор, запоминающие устройства, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи и другие устройства (см., например, П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1993, с.294-295).As the
В качестве блока 18 памяти и блока 19 задания могут использоваться какие-либо известные и описанные в литературе цифровые устройства ввода-вывода данных (см., например, Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. - М.: Радио и связь, 1993, с.27).As the
Время распространения радиосигналов от каждой базовой станции 1 до ближайших базовых станций 1 и интервал времени измерения мощности принимаемых радиосигналов пренебрежимо малы по сравнению с их длительностью; время распространения сигналов в приемопередающих трактах базовых станций 1 пренебрежимо мало.The propagation time of radio signals from each
Рассмотрим осуществление способа с помощью системы, приведенной на фиг.5-7, с учетом фиг.2-4.Consider the implementation of the method using the system shown in figure 5-7, taking into account figure 2-4.
Коэффициенты усиления малошумящих усилителей 8 заданы так, чтобы чувствительности приемопередатчиков 3 равнялись Pпр.мин. Коэффициенты усиления первых усилителей 25 мощности и второго усилителя 30 мощности заданы так, чтобы мощности радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1 и подвижного объекта 4, равнялись Рпрд. Все используемые в системе радиосигналы являются узкополосными, энергетические спектры которых сосредоточены в области рабочей частоты f. Тогда, с учетом выражения (3), дальности действия приемопередатчиков 3 равны R, причем величина R задана в соответствии с условиями (4)-(6).The amplification factors of low-
В блок 19 задания каждого приемопередатчика 3 вводят неповторяющийся номер n данной базовой станции 1, где n=1, 2,..., N, и число К. В данном случае (фиг.2) N=60, К=14.In
В качестве опорных станций 21 и 22 выбраны соответственно две базовые станции 151 и 160 (фиг.2). В блок 19 задания приемопередатчиков 3 каждой из этих базовых станций 1 вводят также соответствующий номер s (s=1 для опорной станции 21 и s=2 для опорной станции 22).As
В блок 19 задания приемопередатчика 3 одной из базовых станций 1 (например, базовой станции 127), произвольно выбранной в качестве объекта, на котором определяют местоположение подвижного объекта 4 (определяют оценки координат подвижного объекта 4), вводят также координаты (xs,уs) обеих опорных станций 2, математическое ожидание md и дисперсию Dd расстояния d между ближайшими базовыми станциями 1 и дальности R действия базовых станций 1.In
Система работает в двух режимах: «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4» и «Определение местоположения подвижного объекта 4».The system operates in two modes: “Transmission of radio signals from a moving
Режим «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4». Двоичная последовательность импульсов, содержащая идентификатор подвижного объекта 4, с выхода источника 27 сообщений передатчика 5 подвижного объекта 4 поступает на первый вход третьего преобразователя 28 частоты, на второй вход которого поступает гармонический сигнал частоты ƒг3, вырабатываемый третьим гетеродином 29. Амплитудно-манипулированный сигнал с выхода третьего преобразователя 28 частоты поступает на вход второго усилителя 30 мощности. Сигнал с выхода второго усилителя 30 мощности поступает на вход второй передающей антенны 31, которая излучает в пространство соответствующий радиосигнал в заданной полосе частот Δƒ.The mode "Transmission of radio signals from a moving
Радиосигнал, переданный с подвижного объекта 4, принимают на первых базовых станциях 1, являющихся базовыми станциями 1, в пределах дальностей R действия которого находится подвижный объект 4 (на фиг.2 первыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 134, 135, 144 и 145).The radio signal transmitted from the
В приемопередатчике 3 каждой из первых базовых станций 1 сигнал с выхода приемной антенны 6 поступает на вход первого полосового фильтра 7. Первый полосовой фильтр 7 обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Сигнал с выхода первого полосового фильтра 7 поступает на вход малошумящего усилителя 8, сигнал с выхода которого поступает на первый вход первого преобразователя 9 частоты. На второй его вход поступает гармонический сигнал частоты ƒг1, вырабатываемый первым гетеродином 10. Сигнал, энергетический спектр которого сосредоточен в области промежуточной частоты, с выхода первого преобразователя 9 частоты поступает на входы вторых полосовых фильтров 12 каналов 11 обработки.In the
Поскольку с заданной полосой частот передачи подвижного объекта 4 смещенной по оси частот вниз на частоту ƒг1 настройки первого гетеродина 10, совпадает только полоса пропускания второго полосового фильтра 12 одного из М каналов 11 обработки (например, первого), сигнал с выхода только второго полосового фильтра 12 данного канала 11 обработки поступает на вход соответствующего демодулятора 13 и на вход блока 14 возведения в квадрат, сигнал с выхода которого поступает на вход интегратора 15. Сигнал с выхода интегратора 15 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 16, двоичный сигнал с выхода которого, соответствующий мощности принимаемого радиосигнала, поступает на соответствующие входы микроконтроллера 17 (последовательно соединенные блок 14 возведения в квадрат и интегратор 15 образуют измеритель мощности - см., например, Дж.Бендат, А.Пирсол. Прикладной анализ случайных данных. - М.: Мир, 1983, с.143). Микроконтроллер 17 принимает решение о наличии на входе приемопередатчика 3 радиосигнала подвижного объекта 4, считывает двоичную последовательность импульсов, действующую на выходе демодулятора 13 данного канала 11 обработки, и выделяет идентификатор подвижного объекта 4.Since the tuning of the first
По окончании приема радиосигналов, передаваемых с подвижного объекта 4, микроконтроллер 17 формирует на первых входах вторых преобразователей 21 частоты двоичную последовательность импульсов, содержащую информацию о том, что данная базовая станция 1 является первой базовой станцией 1. Одновременно микроконтроллер 17 считывает из блока 19 задания заданный номер n данной базовой станции 1 и формирует на управляющих входах аналоговых коммутаторов 23 модуляторов 20 управляющие сигналы, соответствующие двоичному представлению n, определяемому формулой (7). При этом если аm=1, то микроконтроллер 17 формирует на управляющем входе аналогового коммутатора 23 m-го модулятора 20 управляющий сигнал, по которому данный аналоговый коммутатор 23 подключает выход соответствующего второго преобразователя 21 частоты к соответствующему входу сумматора 24; если am=0, то микроконтроллер 17 формирует на управляющем входе аналогового коммутатора 23 m-го модулятора 20 управляющий сигнал, по которому данный аналоговый коммутатор 23 отключает выход соответствующего второго преобразователя 21 частоты от соответствующего входа сумматора 24. Сигнал с выхода сумматора 24 поступает на вход первого усилителя 25 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход первой передающей антенны 26. Радиосигнал, излучаемый первой передающей антенной 26 в заданной полосе частот Δƒ, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log2N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2,..., М - положительные целые числа, определена по n.At the end of the reception of the radio signals transmitted from the moving
Радиосигналы, переданные с первых базовых станций 1, являющихся базовыми станциями 1, в пределах дальностей R действия которого находится подвижный объект 4, принимают на вторых базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия первых базовых станций 1 (на фиг.2 вторыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 134, 125, 136, 146, 165, 154, 143, 133).Radio signals transmitted from the
В приемопередатчике 3 каждой из вторых базовых станций 1 сигнал с выхода приемной антенны 6 поступает на вход первого полосового фильтра 7. Сигнал с выхода первого полосового фильтра 7 поступает на вход малошумящего усилителя 8, сигнал с выхода которого поступает на первый вход первого преобразователя 9 частоты. На второй его вход поступает гармонический сигнал частоты fг1, вырабатываемый первым гетеродином 10. Сигнал, энергетический спектр которого сосредоточен в области промежуточной частоты, с выхода первого преобразователя 9 частоты поступает на входы вторых полосовых фильтров 12 каналов 11 обработки.In the
Сигнал с выхода второго полосового фильтра 12 каждого канала 11 обработки поступает на вход демодулятора 13 и на вход блока 14 возведения в квадрат, сигнал с выхода которого поступает на вход интегратора 15. Сигнал с выхода интегратора 15 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 16, двоичный сигнал с выхода которого, соответствующий мощности принимаемого радиосигнала, поступает на соответствующие входы микроконтроллера 17. В результате анализа сигналов, действующих на соответствующих выходах всех аналого-цифровых преобразователей 16, микроконтроллер 17 принимает решение о наличии на входе приемопередатчика 3 радиосигналов первых базовых станций 1, считывает двоичную последовательность импульсов, действующую на выходе демодулятора 13 одного из каналов 11 обработки, и выделяет из нее информацию о том, что данные радиосигналы переданы с первых базовых станций 1.The signal from the output of the second band-pass filter 12 of each processing
Радиосигнал, передаваемый каждой из первых базовых станций 1, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где М>log2N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2,..., М - положительные целые числа, определена по n. При выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе каждой второй базовой станции 1 (фиг.2) присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых в заданной полосе частот Δƒ с двух первых базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия данной второй базовой станции 1. В связи с этим, с учетом того, что различным n соответствуют различные двоичные комбинации, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется некоторая m-я полоса частот Δƒm, в которой указанные первые базовые станции 1 передают радиосигналы, существенно различающиеся по мощности, а следовательно, замирания в данной m-й полосе частот будут отсутствовать - выражения (7)-(10). Таким образом, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется хотя бы один из М каналов 11 обработки, сигнал на выходе демодулятора 13 которого будет иметь достаточную для обработки мощность.The radio signal transmitted by each of the
По окончании приема радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1, микроконтроллер 17 формирует на первых входах вторых преобразователей 21 частоты двоичную последовательность импульсов, содержащую информацию о том, что данная базовая станция 1 является второй базовой станцией 1. Одновременно микроконтроллер 17 считывает из блока 19 задания заданный номер n данной базовой станции 1 и формирует на управляющих входах аналоговых коммутаторов 23 модуляторов 20 управляющие сигналы, соответствующие двоичному представлению n, определяемому формулой (7). При этом если аm=1, то микроконтроллер 17 формирует на управляющем входе аналогового коммутатора 23 m-го модулятора 20 управляющий сигнал, по которому данный аналоговый коммутатор 23 подключает выход соответствующего второго преобразователя 21 частоты к соответствующему входу сумматора 24; если аm=0, то микроконтроллер 17 формирует на управляющем входе аналогового коммутатора 23 m-го модулятора 20 управляющий сигнал, по которому данный аналоговый коммутатор 23 отключает выход соответствующего второго преобразователя 21 частоты от соответствующего входа сумматора 24. Сигнал с выхода сумматора 24 поступает на вход первого усилителя 25 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход первой передающей антенны 26. Радиосигнал, излучаемый первой передающей антенной 26 в заданной полосе частот Δƒ, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log2N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2,..., М - положительные целые числа, определена по n.Upon completion of the reception of radio signals transmitted from the
Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций 1 принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-х базовых станций, на всех k-x базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия (k-1)-x базовых станций 1, причем k-e базовые станции 1 не являются (k-2)-ми базовыми станциями 1, где k=3, 4,..., К - положительные целые числа, и передают с k-x базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются k-ми базовыми станциями 1.Then, in the same way, in sequence, in all directions from the
Передача радиосигналов без зацикливания обеспечивается тем, что при заданной длительности радиосигналов, передаваемых со всех базовых станций 1, микроконтроллер 17 каждой первой базовой станции 1 блокирует обработку принимаемых радиосигналов на время передачи радиосигналов с первых базовых станций 1 и со вторых базовых станций 1; микроконтроллер 17 каждой второй базовой станции 1 блокирует обработку принимаемых радиосигналов на время передачи радиосигналов со вторых базовых станций 1 и с третьих базовых станций 1; микроконтроллер 17 каждой k-й базовой станции 1 блокирует обработку принимаемых радиосигналов на время передачи радиосигналов с k-x базовых станций 1 и с (k+1)-x базовых станций 1 (при k<K), где k=3, 4,..., К - положительные целые числа.The transmission of radio signals without looping is ensured by the fact that for a given duration of radio signals transmitted from all
Поскольку опорные станции 2 являются выбранными из числа базовых станций 1, они также осуществляют прием и передачу радиосигналов описанным образом. При этом микроконтроллер 17 s-и опорной станции 2 по информации, содержащейся в радиосигналах, принимаемых на данной опорной станции 2, определяет величину ks и сохраняет ее в блоке 18 памяти, где ks=1, 2,..., К - положительное целое число.Since the
При условии, что длительности радиосигналов, передаваемых с подвижного объекта 4 и со всех базовых станций 1, равны Т, передача радиосигналов с подвижного объекта 4 и со всех базовых станций 1, определяющая режим «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4», занимает время, равноеProvided that the durations of the radio signals transmitted from the moving
где τ - время распространения радиосигналов между ближайшими базовыми станциями 1; τd - продолжительность защитного интервала.where τ is the propagation time of radio signals between the
Формула (21) не учитывает задержки сигналов в приемопередающих трактах базовых станций 1.Formula (21) does not take into account signal delays in the transceiver paths of
По окончании режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4» система приходит в режим «Определение местоположения подвижного объекта 4».At the end of the "Transmission of radio signals from a moving
В общем случае местоположение подвижного объекта 4 можно определять на любом объекте, на который будет передана информация с опорных станций 2. При этом передачу информации с опорных станций 2 можно осуществлять любым известным способом.In the General case, the location of the moving
В данном случае рассматривается пример определения местоположения подвижного объекта 4 на одной из базовых станций 1 (например, базовая станция 127), при котором информацию с опорных станций 2 передают на данную базовую станцию 1 последовательно от базовой станции 1 к базовой станции 1 по радиоканалу аналогично передаче радиосигналов с подвижного объекта 4 на все базовые станции 1, описанной для режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4».In this case, we consider an example of determining the location of a
При этом информацию с опорных станций 2 передают поочередно в порядке возрастания их номеров s. При условии, что длительности радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1 в режимах «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4» и «Определение местоположения подвижного объекта 4», равны Т, интервал времени, отделяющий начало передачи информации с опорной станции 22 от начала передачи радиосигналов с опорной станции 21, обеспечивают с учетом формулы (21).In this case, information from
В режиме «Определение местоположения подвижного объекта 4» передачу радиосигналов с подвижного объекта 4 не осуществляют.In the "Positioning of the moving
При этом передают с опорной станции 21 (s=1), являющейся выбранной из числа базовых станций 1, радиосигналы, содержащие информацию о величине k1, запомненной на данной опорной станции 2 при приеме радиосигналов в течение режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4». Принимают радиосигналы, передаваемые с данной опорной станции 2, на вторых базовых станциях 1, расположенных в пределах дальности R действия данной опорной станции 2, и передают со вторых базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются вторыми базовыми станциями 1. Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций 1 принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-x базовых станций 1, на всех k-x базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия (k-1)-x базовых станций 1, причем k-e базовые станции 1 не являются (k-2)-ми базовыми станциями 1, где k=3, 4,..., K - положительные целые числа, и передают с k-x базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются k-ми базовыми станциями 1.At the same time, radio signals containing information about the value of k 1 stored at this
В приемопередатчике каждой опорной станции 2 микроконтроллер 17 считывает из блока 19 задания номер s данной опорной станции 2. Если s≠1, то микроконтроллер 17 формирует управляющие сигналы на управляющих входах всех аналоговых коммутаторов 23, по которым аналоговые коммутаторы 23 отключают выходы соответствующих вторых преобразователей 21 частоты от входов сумматора 24, и данная опорная станция 2 работает так же, как в режиме «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4».In the transceiver of each
Если s=1, то микроконтроллер 17 формирует на первых входах вторых преобразователей 21 частоты двоичную последовательность импульсов, содержащую информацию о величине k1, запомненной в течение режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4» при приеме радиосигналов на данной опорной станции 2. Одновременно микроконтроллер 17 формирует на управляющем входе аналогового коммутатора 23 одного из М модуляторов 20 (например, при m=1) управляющий сигнал, по которому данный аналоговый коммутатор 23 подключает выход соответствующего второго преобразователя 21 частоты к соответствующему входу сумматора 24. На управляющих входах всех других аналоговых коммутаторов 23 микроконтроллер 17 формирует управляющие сигналы, по которым данные аналоговые коммутаторы 23 отключают выходы соответствующих вторых преобразователей 21 частоты от входов сумматора 24. Сигнал с выхода сумматора 24 поступает на вход первого усилителя 25 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход первой передающей антенны 26. Мощность радиосигнала, излучаемого первой передающей антенной 26 в заданной полосе частот Δƒ, сосредоточена лишь в первой (m=1) из М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log2N. Поскольку источником передаваемых радиосигналов является только одна базовая станция 1, являющаяся опорной станцией 21, замирания при приеме радиосигналов, сформированных указанным образом, не возникают.If s = 1, then the
Работа остальных базовых станций 1 происходит аналогично описанному для режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4». Исключение составляет лишь базовая станция 1 (в данном случае базовая станция 127), на которой определяют местоположение подвижного объекта 4. Микроконтроллер 17 данной базовой станции 1 в результате считывания сигналов, действующих на выходах демодуляторов 13, определяет величину k1, запомненную на опорной станции 21 при приеме радиосигналов в течение режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4», и сохраняет эту информацию в блоке 18 памяти.The work of the remaining
Через интервал времени Т0, определяемый формулой (21), аналогичным образом передают с опорной станции 22 (s=2), являющейся выбранной из числа базовых станций 1, радиосигналы, содержащие информацию о величине k2, запомненной на данной опорной станции 2 при приеме радиосигналов в течение режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4». Принимают радиосигналы, передаваемые с данной опорной станции 2, на вторых базовых станциях 1, расположенных в пределах дальности R действия данной опорной станции 2, и передают со вторых базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются вторыми базовыми станциями 1. Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций 1 принимают радиосигналы, передаваемые c (k-1)-x базовых станций 1, на всех k-x базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия (k-1)-х базовых станций 1, причем k-e базовые станции 1 не являются (k-2)-ми базовыми станциями 1, где k=3, 4,..., K - положительные целые числа, и передают с k-x базовых станций 1 радиосигналы, содержащие информацию о том, что данные базовые станции 1 являются k-ми базовыми станциями 1.After a time interval T 0 defined by formula (21), radio signals containing information about the value of k 2 stored at this
Работа приемопередатчика 3 опорной станции 22 (s=2) аналогична работе приемопередатчика 3 опорной станции 21 (s=1) в данном режиме «Определение местоположения подвижного объекта 4». Работа остальных базовых станций 1 происходит аналогично описанному для режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4» (проверяется условие s=2). Исключение составляет лишь базовая станция 1 (в данном случае базовая станция 127), на которой определяют местоположение подвижного объекта 4. Микроконтроллер 17 данной базовой станции 1 в результате считывания сигналов, действующих на выходах демодуляторов 13, определяет величину k2, запомненную на опорной станции 22 при приеме радиосигналов в течение режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4», и сохраняет эту информацию в блоке 18 памяти.The operation of the
Затем на данной базовой станции 1 осуществляют определение местоположения подвижного объекта 4. При этом микроконтроллер 17 считывает из блока 18 памяти величину ks, запомненную на обеих опорных станциях 2 при приеме радиосигналов в течение режима «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4», и считывает из блока 19 задания координат {хs,уs} обеих опорных станций 2 и дальности R действия базовых станций 1, по которым затем с помощью формул (11)-(19) получает оценки координат подвижного объекта 4 и сохраняет результаты вычислений в блоке 18 памяти, из которого они могут быть извлечены известными способами.Then, at this
В данном случае число опорных станций 2 равно двум. При большем числе опорных станций 2 работа системы происходит аналогичным образом.In this case, the number of
Затем система приходит в режим «Передача радиосигналов с подвижного объекта 4». При этом интервал времени, отделяющий начало передачи информации с подвижного объекта 4 от начала передачи радиосигналов с последней опорной станции 2, определяют по формуле (21).Then the system enters the "Transmission of radio signals from a moving
Применяемым в описании формулам могут соответствовать следующие параметры системы: N=60; К=14; md=300 м; Dd=75 м2; R=315 м; Рпрд=10-3 Вт; Рпр.мин=10-11 Вт; T=0,02 с; скорость передачи информации с каждой базовой станции 1 и с подвижного объекта 4 не более 512 бит/с; заданная полоса частот радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1 и с подвижного объекта 4, составляет Δƒ=900,0...900,1 МГц.The formulas used in the description may correspond to the following system parameters: N = 60; K = 14; m d = 300 m; D d = 75 m 2 ; R = 315 m; P prd = 10 -3 W; P av.min = 10 -11 W; T = 0.02 s; the information transfer rate from each
Таким образом, передача с каждой базовой станции радиосигналов, содержащих информацию об удаленности данной базовой от подвижного объекта, и определение местоположения подвижного объекта по информации, содержащейся в радиосигналах, принимаемых на опорных станциях, не требует при введении дополнительных базовых станций, осуществляемом, например, с целью уменьшения мощности излучаемых радиосигналов, трудоемкого перезадания полос частот радиосигналов, передаваемых с каждой базовой станции, что упрощает способ. Кроме того, способ не требует задания на каждой базовой станции координат размещения всех базовых станций и соответствующих им идентификационных номеров, что также упрощает способ.Thus, the transmission from each base station of radio signals containing information about the remoteness of a given base from a moving object, and determining the location of a moving object from the information contained in the radio signals received at the reference stations, does not require additional base stations to be introduced, for example, with the purpose of reducing the power of the emitted radio signals, the laborious reassignment of the frequency bands of the radio signals transmitted from each base station, which simplifies the method. In addition, the method does not require setting at each base station the coordinates of all base stations and their corresponding identification numbers, which also simplifies the method.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108251/09A RU2258238C2 (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Method of establishment of radio communication among mobile objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108251/09A RU2258238C2 (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Method of establishment of radio communication among mobile objects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003108251A RU2003108251A (en) | 2004-09-27 |
RU2258238C2 true RU2258238C2 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003108251/09A RU2258238C2 (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Method of establishment of radio communication among mobile objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2258238C2 (en) |
-
2003
- 2003-03-25 RU RU2003108251/09A patent/RU2258238C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2258238C2 (en) | Method of establishment of radio communication among mobile objects | |
RU2258240C2 (en) | Method of locating position of mobile object | |
RU2258239C2 (en) | Method of establishment of radio communication among mobile objects | |
RU2258237C2 (en) | Method of establishment of radio communication among mobile objects | |
RU2258236C2 (en) | Method of locating position of mobile object | |
RU2258235C2 (en) | Method of locating position of mobile object | |
RU2195778C2 (en) | Procedure fixing position of mobile object | |
RU2251807C2 (en) | Method for radio communications between moveable objects | |
RU32945U1 (en) | Radio communication system between moving objects | |
RU2195783C2 (en) | Method fixing position of mobile object | |
RU32886U1 (en) | Moving Object Location System | |
RU32946U1 (en) | Radio communication system between moving objects | |
RU2195775C2 (en) | Procedure of information transmission to mobile objects | |
RU32885U1 (en) | Moving Object Location System | |
RU2195776C2 (en) | Method fixing position of mobile object | |
RU19591U1 (en) | MOBILE OBJECT DETERMINATION SYSTEM | |
RU2195779C2 (en) | Method fixing position of mobile object | |
RU2195777C2 (en) | Method fixing position of mobile object | |
RU32884U1 (en) | Moving Object Location System | |
RU2195782C2 (en) | Procedure fixing position of mobile object | |
RU19589U1 (en) | MOBILE OBJECT DETERMINATION SYSTEM | |
RU32887U1 (en) | Moving Object Location System | |
RU19594U1 (en) | MOBILE OBJECT DETERMINATION SYSTEM | |
RU19588U1 (en) | MOBILE OBJECT DETERMINATION SYSTEM | |
RU2251808C2 (en) | Radio communications method for use with moveable objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050326 |