RU2411651C2 - Method for transfer and receipt of information in packets and device for its realisation - Google Patents
Method for transfer and receipt of information in packets and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411651C2 RU2411651C2 RU2008141382/09A RU2008141382A RU2411651C2 RU 2411651 C2 RU2411651 C2 RU 2411651C2 RU 2008141382/09 A RU2008141382/09 A RU 2008141382/09A RU 2008141382 A RU2008141382 A RU 2008141382A RU 2411651 C2 RU2411651 C2 RU 2411651C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- transmission
- frequencies
- information
- cycle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиосвязи и может применяться для передачи цифровой информации в каналах с многолучевым распространения радиоволн и в условиях воздействия внешних помех.The invention relates to radio communications and can be used to transmit digital information in channels with multipath propagation of radio waves and under the influence of external interference.
Известна система передачи и приема информации, имеющая режим адаптации к условиям распространения и установления двухсторонней связи (Л.1).A known system of transmission and reception of information having a mode of adaptation to the conditions of distribution and establishment of two-way communication (L.1).
Известны также высокочастотная система и способ обмена пакетными данными, в котором осуществляется анализ помеховой обстановки. На каждый временной интервал суток выделяется оптимальная по условиям распространения частота передачи (Л.2).Also known are a high-frequency system and a method for exchanging packet data, in which an analysis of the interference environment is carried out. For each time interval of the day, the transmission frequency that is optimal according to the propagation conditions is allocated (L.2).
В качестве наиболее близкого аналога принята система радиосвязи, работающая в режиме разделения приема и передачи во времени (Л.3) и состоящая из двух станций, каждая из которой имеет общий для приема и передачи антенный - фидерный тракт, подключенный к входу/выходу антенного переключателя, к входу которого подключен СВЧ выход передающего тракта, а к выходу подсоединен СВЧ вход приемного тракта, передающий тракт состоит из смесителя и усилителя мощности, приемный тракт из малошумящего усилителя и смесителя, при этом к вторым входам преобразователей частоты тракта приема и передачи подключен выход общего синтезатора частоты.As the closest analogue, a radio communication system has been adopted, operating in the mode of separation of reception and transmission in time (L.3) and consisting of two stations, each of which has a common antenna for receiving and transmitting - a feeder path connected to the input / output of the antenna switch , to the input of which the microwave output of the transmitting path is connected, and the microwave input of the receiving path is connected to the output, the transmitting path consists of a mixer and a power amplifier, the receiving path is of a low-noise amplifier and mixer, and to the second inputs of the converter ovateley frequency transmission and reception path connected in common frequency synthesizer output.
Принцип передачи с разделением процедуры приема и передачи во времени очень выгоден в канале с многолучевым распространением, где имеют место селективные замирания, т.е. различные участки спектра замирают независимо друг от друга и имеется возможность в каждом рабочем цикле выбирать сигнал с частотой, наибольшей по амплитуде. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости, получаемой за счет определения оптимальных рабочих частот, выбираемых в реальном масштабе времени. Для этого в способе передачи и приема информации пакетами на цикле длительностью Тц с адаптацией по частоте, заключающемся в том, что определяется помеховая обстановка с выбором оптимальной частоты на корреспондирующей стороне, цикл длительностью Тц разбивается на окна передачи и приема, в которых передается и принимается пакетная информация на оптимальной частоте передачи, в окне передачи перед информационным пакетом передается преамбула, включающая сигнал из N частот, на которых передается одна и та же команда о номере частоты передачи информации в данном цикле, после информационного пакета передаются N зондирующих частот, между концом пакета передачи и началом приема пакета существует защитный временной интервал Тз≥2Тр=2L/C, где L - расстояние связи, С - скорость света, после приема преамбулы и информационного пакета принимаются N зондирующих частот, по которым определяется оптимальная для данного момента несущая рабочая частота. Частоты преамбулы совпадают с зондирующими частотами. N частот преамбулы и зондирующие сигналы передают с равными амплитудами.The principle of transmission with separation of the reception and transmission procedures in time is very advantageous in a multipath channel where selective fading occurs, i.e. different parts of the spectrum freeze independently of each other and it is possible in each working cycle to select a signal with a frequency of the highest amplitude. The technical result consists in increasing the noise immunity obtained by determining the optimal operating frequencies selected in real time. For this purpose, a method of transmitting and receiving packets on a cycle of duration T p adaptation frequency, consists in that the determined interference situation with the selection of optimum frequency on the counterpart side, the cycle duration T u is divided into transmit and receive windows in which transmitted and packet information is received at the optimal transmission frequency, a preamble is transmitted in the transmission window in front of the information packet, including a signal from N frequencies at which the same command about the frequency number before chi information in a given cycle after the information packet transmitted N probing frequencies, between the end of transmission of a packet and the beginning of the packet reception exists guard time T of ≥2T p = 2L / C, where L - distance communication, c - velocity of light, upon receipt of the preamble and the information packet, N sounding frequencies are received, which determines the carrier operating frequency that is optimal for a given moment. The preamble frequencies coincide with the probing frequencies. N preamble frequencies and sounding signals are transmitted with equal amplitudes.
Диапазон несущих частот передачи выбирают с учетом необходимой полосы маневрирования ΔF=(N-1)Δfo, где Δfo - частотный интервал между рабочими несущими частотами, причем Δfo≥Δfk, где Δfk - интервал частотной корреляции интерференционных замираний.The transmission carrier frequency range is selected taking into account the necessary maneuvering band ΔF = (N-1) Δf o , where Δf o is the frequency interval between the operating carrier frequencies, and Δf o ≥Δf k , where Δf k is the frequency correlation interval of interference fading.
Передачу информационного пакета осуществляют с использованием ОФМ, ДОФМ или многофазной кодовой модуляции.The information packet is transmitted using OFM, DOPM or multiphase code modulation.
В защитном временном интервале проводят анализ электромагнитной обстановки, и в случае обнаружения пораженной частоты из группы командных частот ее исключают из числа зондирующих частот.In the protective time interval, an analysis of the electromagnetic environment is carried out, and if an affected frequency is detected from the group of command frequencies, it is excluded from the number of probing frequencies.
N частот преамбулы передают с равными амплитудами.N preamble frequencies are transmitted with equal amplitudes.
В составе преамбулы передается номер несущей рабочей частоты данного цикла, который дублируется на всех N командных частотах, являющейся ожидаемой несущей частотой передачи, на которой следует принимать информационный пакет.As part of the preamble, the carrier number of the operating frequency of the given cycle is transmitted, which is duplicated at all N command frequencies, which is the expected carrier frequency of the transmission at which the information packet should be received.
Система передачи и приема информации пакетами, работающая с адаптацией по частоте по многолучевому каналу с переменными параметрами и в условиях воздействия внешних помех циклами длительностью Тц в режиме разделения приема и передачи во времени, состоит из двух станций, каждая из которых имеет общий для приема и передачи антенно-фидерный тракт, подключенный к входу/выходу антенного переключателя, к входу которого подключен СВЧ выход передающего тракта, а к выходу подсоединен СВЧ вход приемного тракта, передающий тракт состоит из последовательно соединенных смесителя передачи и усилителя мощности, соединенного с входом антенного переключателя, в приемном тракте выход антенного переключателя через малошумящий усилитель соединен со входом смесителя приема с усилителем промежуточной частоты (УПЧ), при этом к гетеродинным входам смесителей тракта приема и передачи подключен выход общего синтезатора частоты, одна из станций является ведущей, а другая ведомой, в каждую станцию введены устройство разделения и уплотнения информационных потоков, соединенное с терминалом и переключателями входных информационных потоков, соединенными с n адаптивными модемами, сумматор сигналов промежуточной частоты, поступающих с передающих выходов N адаптивных модемов, выход сумматора соединен со входом смесителя передачи и подстраиваемый генератор циклов, выход которого соединен с цикловым входом адаптивного модема, входы адаптивных модемов соединены с выходом смесителя приема с УПЧ, при этом устройство разделения и уплотнения информационных потоков выполнено с возможностью разделения входного информационного потока на n потоков, для поступления в приемную часть адаптивных модемов и возможностью уплотнения информационных потоков для поступления в передающую часть адаптивных модемов.The system for transmitting and receiving information in packets, which works with frequency adaptation over a multipath channel with variable parameters and under the influence of external noise with cycles of duration T c in the mode of separation of reception and transmission in time, consists of two stations, each of which has a common one for receiving and transmitting the antenna-feeder path connected to the input / output of the antenna switch, to the input of which the microwave output of the transmitting path is connected, and the microwave input of the receiving path is connected to the output, the transmitting path consists of the last In the receiving path, the output of the antenna switch through a low-noise amplifier is connected to the input of the reception mixer with an intermediate frequency amplifier (IF), and the output of the common synthesizer is connected to the heterodyne inputs of the mixers of the reception and transmission paths frequency, one of the stations is the master and the other slave, a device for separating and compressing information flows connected to the terminal and introduced into each station switches of input information flows connected to n adaptive modems, an adder of intermediate frequency signals coming from the transmitting outputs of N adaptive modems, the output of the adder is connected to the input of the transmission mixer and an adjustable cycle generator whose output is connected to the cyclic input of the adaptive modem, the inputs of adaptive modems are connected to the output of the reception mixer with the IFA, while the device for the separation and compaction of information flows is configured to separate the input information stream for n streams for receipt in the receiving portion adaptive modems and sealingly information flows for admission to transmit part of the adaptive modem.
Адаптивный модем включает в себя тракт передачи, состоящий из последовательно соединенных устройства пакетирования, устройства временного уплотнения, модулятора, преобразователя частоты передачи с переключаемым синтезатором частоты передачи и тракт приема, состоящий из последовательно соединенных преобразователя частоты приема с переключаемым синтезатором приема, демодулятора с устройством цикловой синхронизации, устройства временного разделения потока и устройства депакетирования, а также формирователя команд о номере частоты передачи, выход которого подключен к дополнительному входу устройства временного уплотнения, устройство выделения зондирующих частот, устройство выделения N командных частот передачи, устройство анализа помех, входы которых подключены к выходу демодулятора, а выходы соответственно подключены к общему контроллеру, на вход которого подается также сигнал цикловой синхронизации, а выходы подключены к входам формирователя команд передачи и переключаемым синтезаторам частоты, при этом контроллер выполнен с возможностью определения номера частоты по принимаемым командам, определения оптимальной рабочей частоты передачи, определения участков спектра, пораженных помехами, формирования кода номера частоты передачи и определения разрешенного набора рабочих частот.An adaptive modem includes a transmission path, consisting of sequentially connected packetizing devices, a temporary compaction device, a modulator, a transmission frequency converter with a switchable transmission frequency synthesizer, and a reception path, consisting of a series-connected reception frequency converter with a switchable reception synthesizer, a demodulator with a cyclic synchronization device , devices for temporary separation of a stream and a device for depacketing, as well as a command generator for a frequency number transmission, the output of which is connected to an additional input of the temporary compression device, a device for allocating sounding frequencies, a device for allocating N command transmission frequencies, an interference analysis device, the inputs of which are connected to the output of the demodulator, and the outputs are respectively connected to a common controller, the input of which is also a cyclic signal synchronization, and the outputs are connected to the inputs of the transmitter of the transfer commands and switchable frequency synthesizers, while the controller is configured to determine the number frequency of the received commands, determining the optimal operating frequency of transmission, definitions spectral regions affected by interference, forming a code number determining the frequency of sending and permitted set of operating frequencies.
Для работы одного адаптивного модема выделена своя группа частот, замирания которых некоррелированы.For the operation of one adaptive modem, its own group of frequencies is allocated, the fading of which is uncorrelated.
Каждый из n адаптивных модемов выполнен с возможностью работы на своей группе частот, отличных от частот других адаптивных модемов. Анализатор помех выполнен с возможностью определения наличия помех в защитном временном интервале Тз, расположенном между концом передачи пакета и началом приема пакета и при наличии пораженных участков рабочего спектра контроллер исключает из рабочего набора частот пораженные частоты.Each of n adaptive modems is configured to operate on its own group of frequencies different from the frequencies of other adaptive modems. The interference analyzer is configured to determine the presence of interference in the protective time interval T s located between the end of the packet transmission and the beginning of packet reception and in the presence of affected parts of the working spectrum, the controller excludes the affected frequencies from the working frequency set.
Адаптивные модемы выполнены с возможностью работы в общем цикле, задаваемом общим генератором цикла, причем передача сигналов во всех адаптивных модемах производится одновременно в одном окне передачи.Adaptive modems are designed to operate in a common cycle specified by a common cycle generator, and the signal transmission in all adaptive modems is performed simultaneously in one transmission window.
Подстраиваемый генератор циклов ведущей станции задает цикл работы системы, а подстраиваемый генератор циклов ведомой станции подстраивается под цикл ведущей станции.The master cycle generator of the master station sets the system cycle, and the master cycle of the slave station adjusts to the master station cycle.
При передаче независимых N входных потоков система выполнена с возможностью работы в радиально-узловом режиме, при котором ведущая станция является центральной, а ведомые станции являются периферийными.When transmitting independent N input streams, the system is configured to operate in a radial-node mode, in which the master station is central and the slave stations are peripheral.
При условии работы станции в режиме ретрансляции в разных направлениях станция выполнена с возможностью передачи в разные направления в одном временном интервале окна передачи.Under the condition that the station operates in relay mode in different directions, the station is configured to transmit in different directions in the same time interval of the transmission window.
Адаптивный модем выполнен с возможностью вхождения в синхронизм на одной из рабочих несущих частот.The adaptive modem is configured to synchronize on one of the operating carrier frequencies.
Контроллер, предназначенный для управления работой системы передачи и приема информации пакетами на цикле, содержащий процессор, выполненный с возможностью формирования цикла длительностью Тц, который разбивается на окна передачи и приема, с возможностью включения в окне передачи перед информационным пакетом преамбулы, включающей сигнал из N командных частот, на которых повторяется команда с номером ожидаемой несущей частоты передачи, с возможностью формирования между концом передачи пакета и началом приема пакета защитного временного интервала Тз, с возможностью приема после информационного пакета N зондирующих частот и определения по ним оптимальной для данного момента несущей рабочей частоты.A controller designed to control the operation of the information transmission and reception system in packets on a cycle, comprising a processor configured to form a cycle of duration T c , which is divided into transmission and reception windows, with the possibility of including in the transmission window in front of the information packet a preamble including a signal from N command frequencies at which the command with the number of the expected carrier frequency of the transmission is repeated, with the possibility of forming between the end of the transmission of the packet and the beginning of receiving the packet protective time nth interval T s , with the possibility of receiving after the information packet N sounding frequencies and determining from them the optimal carrier frequency for the given moment.
Машиночитаемый носитель информации для процессора, включенного в контроллер для управления работой системы передачи и приема информации пакетами, содержащий команды, которые при считывании их процессором предписывает процессору выполнять операции, предназначенные для осуществления способа передачи и приема информации.A computer-readable storage medium for a processor included in a controller for controlling the operation of a system for transmitting and receiving information by packets containing instructions that, when read by their processor, instructs the processor to perform operations designed to implement the method of transmitting and receiving information.
В рассматриваемой системе возможно вести работу на прием и передачу на одних и тех же частотах и оперативно определять оптимальную частоту в радиоканале, используя принцип взаимности (Л.4).In the system under consideration, it is possible to conduct work on reception and transmission at the same frequencies and quickly determine the optimal frequency in the radio channel using the reciprocity principle (L.4).
Сущность этого принципа состоит в том, что с точки зрения условий распространения радиоволн передатчик и приемник радиолинии могут быть заменены местами, и при этом характеристики сигнала на входе приемника не изменяются.The essence of this principle is that from the point of view of the propagation conditions of the radio waves, the transmitter and receiver of the radio link can be interchanged, while the characteristics of the signal at the input of the receiver do not change.
Система связи на оптимальных частотах относится к классу адаптивных систем, в которых принципиально необходим обратный канал. По этому каналу должна передаваться команда с приемника на передатчик корреспондента для перестройки его на выбранную частоту. Однако при использовании принципа взаимности появляется возможность изменить направление передачи команды и исключить обратный канал, а команду о номере выбранной оптимальной частоты передавать по прямому каналу. В этом случае выбор оптимальной частоты в приемнике и перестройка передатчика на эту частоту производится на одной и той же станции, а по прямому каналу передается команда для перестройки приемника корреспондента на выбранную оптимальную частоту. Отсутствие обратного канала позволяет повысить надежность связи, уменьшить время устаревания оптимальной частоты, так как при этом сокращается временной интервал от момента выбора оптимальной частоты в приемнике до момента переключения передатчика на эту частоту.A communication system at optimal frequencies belongs to the class of adaptive systems in which a reverse channel is fundamentally necessary. This channel should transmit a command from the receiver to the transmitter of the correspondent to tune it to the selected frequency. However, when using the reciprocity principle, it becomes possible to change the direction of transmission of the command and exclude the return channel, and transmit the command about the number of the selected optimal frequency over the forward channel. In this case, the optimal frequency in the receiver is selected and the transmitter is tuned to this frequency at the same station, and a command is sent via the direct channel to adapt the correspondent receiver to the selected optimal frequency. The absence of a return channel allows to increase the reliability of communication, to reduce the aging time of the optimal frequency, since this reduces the time interval from the moment of choosing the optimal frequency in the receiver to the moment the transmitter switches to this frequency.
На фиг.1 дана функциональная схема заявленной системы.Figure 1 is a functional diagram of the claimed system.
На фиг.2 - функциональная схема адаптивного модема.Figure 2 is a functional diagram of an adaptive modem.
На фиг.3 - временная диаграмма цикла работы системы.Figure 3 is a timing diagram of the system cycle.
На фиг.4 - спектр сигнала в системе с выбором оптимальной частоты.Figure 4 - signal spectrum in the system with the selection of the optimal frequency.
Из временной диаграммы (фиг.3) видно, что временная ось разбивается на циклы длительностью Тц, в каждом из которых имеется два временных окна: окно приема и окно передачи. Информация передается пакетами. В окне приема сигнал имеет частоту fi, которая была выбрана как оптимальная на корреспондирующей стороне. В начале пакета передается преамбула-сигнал, состоящий из N частот, которые используются в качестве несущих для передачи командных сигналов Ki [Л.5]. Зондирующие частоты f1,…fi…fN передаются в конце пакета. Прием командных сигналов производится на всех N частотах, т.к. частота fi принимаемого пакета заранее неизвестна. Из принятых командных сигналов наиболее достоверным является тот, у которого амплитуда наибольшая. Приемник по этой команде перестраивается на частоту пакета f1. Далее следует блок информации. В конце пакета приема последовательно принимаются N зондирующих частот, по которым производится выбор оптимальной (наибольшей по уровню) частоты. Пусть такой оказалась частота fк. Сразу после окончания пакета приема начинается передача на оптимальной для данного момента частоте fк. Между концом пакета передачи и началом пакета приема существует защитный промежуток Тз≥2Tр=2L/C (L - расстояние связи, C - скорость света), вызванный запаздыванием сигнала за счет конечности времени распространения радиоволн Тр. Промежуток времени между моментом выбора оптимальной частоты и моментом окончания передачи информации на фиг.3 обозначен Туст - время устаревания.From the time chart (figure 3) it can be seen that the time axis is divided into cycles of duration T c , in each of which there are two time windows: the reception window and the transmission window. Information is transmitted in packets. In the reception window, the signal has a frequency f i , which was selected as optimal on the corresponding side. At the beginning of the packet, a preamble signal is transmitted, consisting of N frequencies that are used as carriers for transmitting command signals K i [L.5]. The probe frequencies f 1 , ... f i ... f N are transmitted at the end of the packet. Command signals are received at all N frequencies, because the frequency f i of the received packet is not known in advance. Of the received command signals, the most reliable is the one with the largest amplitude. The receiver by this command is tuned to the packet frequency f 1 . The following is a block of information. At the end of the reception packet, N sounding frequencies are sequentially received, according to which the optimal (highest level) frequency is selected. Let this be the frequency f k . Immediately after the end of the reception packet, transmission begins at the frequency f k optimal for the given moment. Between the end of the transmission packet and the beginning of the reception packet, there is a protective gap T s ≥2T p = 2L / C (L is the communication distance, C is the speed of light) caused by the delay of the signal due to the finite time of propagation of radio waves T p . The time interval between the moment of choosing the optimal frequency and the moment of the end of the transmission of information in figure 3 is denoted by T mouth - time obsolescence.
Возможен вариант построения линейного сигнала, когда несущие частоты командных сигналов f1,…fi…fN преамбулы используются в качестве зондирующих частот. Тогда зондирующие сигналы в конце пакета не передаются.A possible option is the construction of a linear signal when the carrier frequencies of the command signals f 1 , ... f i ... f N preambles are used as sounding frequencies. Then the sounding signals at the end of the packet are not transmitted.
Необходимая полоса маневрирования в системе с выбором оптимальной частоты определяется диапазоном маневрирования частоты ΔF. При использовании N частот ΔF=(N-1)Δfo, где Δfo - частотный интервал между набором рабочих частот. Необходимо выбирать Δfo>Δfk, где Δfk - интервал частотной корреляции интерференционных замираний.The necessary maneuvering band in the system with the choice of the optimal frequency is determined by the frequency maneuvering range ΔF. When using N frequencies ΔF = (N-1) Δf o , where Δf o is the frequency interval between a set of operating frequencies. It is necessary to choose Δf o > Δf k , where Δf k is the frequency correlation interval of interference fading.
На фиг.4а приведен пример разбиения спектра одного канала. Передача ведется на одной из частот, которая в данный момент является оптимальной. (На фигуре оптимальная частота обозначена сплошной линией, остальные виртуальные частоты обозначены пунктиром).Figure 4a shows an example of splitting the spectrum of one channel. The transmission is carried out at one of the frequencies, which is currently optimal. (In the figure, the optimal frequency is indicated by a solid line, the remaining virtual frequencies are indicated by a dotted line).
Передача сигнала на выбранных частотах может вестись с использованием различных методов манипуляции (ОФМ, ДОФМ, решетчатых многофазных конструкций и т.д.).Signal transmission at selected frequencies can be carried out using various methods of manipulation (OFM, DOPM, trellised multiphase structures, etc.).
Предлагаемый режим работы с временным дуплексом позволяет повысить помехоустойчивость системы путем адаптации к условиям сложной электромагнитной обстановки. Выигрыш зависит от вида помех. При узкополосных стационарных помехах он может достигать очень больших значений.The proposed mode of operation with temporary duplex allows to increase the noise immunity of the system by adapting to the conditions of a complex electromagnetic environment. The gain depends on the type of interference. With narrow-band stationary interference, it can reach very large values.
Суть этого метода заключается в следующем. При разделении сигналов передачи и приема во времени перед началом приема пакета существует пауза (защитный промежуток), равная удвоенному времени распространения Тз. Так при связи на расстоянии 150 км длительность паузы составит 1 мс, а на расстоянии 100 км - 0.67 мс. Если в этой паузе в каждом цикле производить анализ электромагнитной обстановки, то при обнаружении пораженной частоты ее можно исключить из числа рабочих волн и таким образом обеспечить безошибочную работу радиолинии.The essence of this method is as follows. When separating the transmission and reception signals in time, before a packet is received, there is a pause (guard period) equal to twice the propagation time T s . So when communicating at a distance of 150 km, the pause duration will be 1 ms, and at a distance of 100 km - 0.67 ms. If in this pause, in each cycle, an analysis of the electromagnetic environment is carried out, then if an affected frequency is detected, it can be excluded from the number of working waves and thus ensure error-free operation of the radio line.
В многолучевом канале имеют место межсимвольные искажения, которыми можно пренебречь, если скорость передачи информации такова, что длительность элементарной посылки информации приблизительно в 10 раз меньше длительности многолучевого отклика канала Δtm. Для повышения скорости передачи информации в такой системе связи возможно использовать частотное уплотнение каналов. Для этого входной поток информации с длительностью посылки Т следует разделить на n потоков с длительностью Тэ=nT и передавать каждый из этих потоков через отдельный адаптивный модем, который работает на своей группе частот. На фиг.4а), б), в), г) приведен пример одновременной передачи четырех каналов, уплотненных в частотном промежутке между соседними виртуальными частотами одного канала. Общее количество каналов в многоканальном случае n=Δf0/Δf1, где Δf1 - частотный сдвиг между соседними каналами. Для каждого из каналов сохраняется возможность работы на одной из N частот в режиме выбора оптимальной частоты. При этом все каналы работают в общем системном цикле, и передача всех каналов производится одновременно. Выходы всех модемов объединяются на промежуточной частоте в сумматоре и подаются в общий передающий тракт. Уровень каждого из n сигналов устанавливается таким образом, чтобы на входе приемника корреспондента сигналы всех каналов имели одинаковую мощность. Групповой сигнал характеризуется наличием пикфактора больше 2.In the multipath channel there are intersymbol distortions that can be neglected if the information transfer rate is such that the duration of the elementary transmission of information is approximately 10 times less than the duration of the multipath channel response Δt m . To increase the speed of information transfer in such a communication system, it is possible to use frequency channel multiplexing. For this, the input information stream with the sending duration T should be divided into n streams with the duration T e = nT and each of these streams should be transmitted through a separate adaptive modem that operates on its own frequency group. On figa), b), c), d) shows an example of the simultaneous transmission of four channels, compressed in the frequency gap between adjacent virtual frequencies of one channel. The total number of channels in the multi-channel case is n = Δf 0 / Δf 1 , where Δf 1 is the frequency shift between adjacent channels. For each channel, it is possible to work on one of the N frequencies in the optimal frequency selection mode. Moreover, all channels operate in a common system cycle, and all channels are transmitted simultaneously. The outputs of all modems are combined at an intermediate frequency in the adder and fed into a common transmission path. The level of each of n signals is set so that at the input of the correspondent receiver the signals of all channels have the same power. The group signal is characterized by the presence of a peak factor greater than 2.
На фиг.1 показана система передачи и приема информации пакетами, состоящая из двух станций, каждая из которых имеет общий для приема и передачи антенно-фидерный тракт 1, подключенный к входу/выходу антенного переключателя 2, к входу которого подключен СВЧ выход передающего тракта, а к выходу подсоединен СВЧ вход приемного тракта, передающий тракт состоит из последовательно соединенных смесителя 3 передачи и усилителя 4 мощности, соединенного с входом антенного переключателя 2, в приемном тракте выход антенного переключателя 2 через малошумящий усилитель5 соединен со входом смесителя приема с усилителем промежуточной частоты (УПЧ) 6, при этом к гетеродинным входам смесителей 3,6 тракта приема и передачи подключен выход общего синтезатора частоты 7, одна из станций является ведущей, а другая ведомой, в каждую станцию введены устройство разделения и уплотнения информационных потоков 8, соединенное с терминалом 9 и переключателями 10 входных информационных потоков, соединенными с n адаптивными модемами 11, сумматор 12 сигналов промежуточной частоты, поступающих с передающих выходов N адаптивных модемов 11, подстраиваемый генератор циклов 13, выход которого соединен с цикловым входом адаптивных модемов и переключатель 14 режима станции «ведомый/ведущий».Figure 1 shows a system for transmitting and receiving information in packets, consisting of two stations, each of which has a common antenna-feeder path 1, connected to the input / output of the antenna switch 2, to the input of which a microwave output of the transmitting path is connected, and the microwave input of the receiving path is connected to the output, the transmitting path consists of a series-connected transmission mixer 3 and a power amplifier 4 connected to the input of the antenna switch 2, in the receiving path the output of the antenna switch 2 through low noise The amplifier 5 is connected to the input of the reception mixer with an intermediate frequency amplifier (IFA) 6, while the output of the common frequency synthesizer 7 is connected to the heterodyne inputs of the mixers 3.6 of the transmission and reception path, one of the stations is the master and the other is the slave, each station is input a device for separating and compressing information streams 8 connected to the terminal 9 and switches 10 of the input information streams connected to n adaptive modems 11, an adder 12 of intermediate frequency signals from the output outputs N adaptive modems 11, a tunable cycle generator 13, the output of which is connected to the cyclic input of adaptive modems and a slave / master station mode switch 14.
На фиг.2 дана схема адаптивного модема, который включает в себя тракт передачи, состоящий из последовательно соединенных устройства пакетирования 15, устройства временного уплотнения 16, модулятора 17, преобразователя частоты передачи 18 с переключаемым синтезатором 19 частоты передачи, и тракт приема, состоящий из последовательно соединенных преобразователя 20 частоты приема с переключаемым синтезатором приема 21, демодулятора с устройством цикловой синхронизации 22, устройства временного разделения потока 23 и устройства депакетирования 24, а также формирователя команд о номере 25 частоты передачи, устройства выделения зондирующих частот 26, устройства выделения N командных частот передачи 27, устройства анализа помех 28, контроллера 29, и выделитель цикла приема 30.Figure 2 shows a diagram of an adaptive modem, which includes a transmission path, consisting of sequentially connected packetizing
Контроллер 29 предназначен для управления работой системы передачи и приема информации пакетами на цикле, содержит процессор, выполненный с возможностью формирования цикла длительностью Тц. Машиночитаемый носитель информации для процессора, включенного в контроллер для управления работой системы передачи и приема информации пакетами, содержащий команды, которые при считывании их процессором предписывают процессору выполнять операции, предназначенные для осуществления способа передачи и приема информации.The
Рассматриваемая адаптивная система должна работать синхронно в одном и том же временном цикле на двух корреспондирующих станциях. Для обеспечения этого требования одна из станций, называемая ведущей, задает цикл работы системы, а другая станция, называемая ведомой, подстраивает свой генератор 13 цикла под принятую цикловую частоту. Перевод одного режима работы станции в другой осуществляется переключателем 14. Наличие в системе n адаптивных модемов 11 позволяет использовать рассматриваемую систему связи в радиально-узловом режиме без изменения аппаратуры станции. В этом случае на вход адаптивных модемов 11 ВЕДУЩЕЙ станции, которая становится центральной станцией, поступают n цифровых потоков от независимых абонентов, а n абонентских станций, расположенных в различных точках на местности, ставятся в режим ВЕДОМАЯ.The adaptive system under consideration should operate synchronously in the same time cycle at two corresponding stations. To meet this requirement, one of the stations, called the master, sets the cycle of the system, and the other station, called the slave, adjusts its cycle generator 13 to the adopted cycle frequency. The transfer of one station operation mode to another is carried out by switch 14. The presence of n adaptive modems 11 in the system allows using the considered communication system in radial-node mode without changing the station equipment. In this case, n digital streams from independent subscribers are received at the input of the adaptive modems 11 of the MASTER station, which becomes the central station, and n subscriber stations located at different points on the ground are put into the SLAVE mode.
В начальный момент после включения аппаратуры в режим работы рабочая частота не определена, т.к. в рабочем режиме она определяется случайным состоянием канала. Для вхождения в синхронизм при включении устанавливается определенная фиксированная частота, на которой устанавливается связь. При вхождении в синхронизм система переходит в рабочий режим работы на оптимальных частотах. При передаче входной информации имеются 2 режима работы: передача одного высокоскоростного потока по линии и передача n независимых потоков информации. В первом режиме на вход устройства разуплотнения/уплотнения информации 8 поступает входная цифровая информационная последовательность с скоростью R бит/с, которая разделяется на n потоков, скорость каждого из которых Ri=R/n. Каждый из n потоков поступает на вход одного из адаптивных модемов через переключатели 10.1…10.n.. Во втором режиме на вход системы через переключатели10.1…10.n.. поступает n потоков от независимых источников терминала 9.At the initial moment after turning on the equipment in the operating mode, the operating frequency is not determined, because in operating mode, it is determined by the random state of the channel. To enter synchronism when turned on, a certain fixed frequency is established at which communication is established. Upon entering synchronism, the system switches to the operating mode of operation at optimal frequencies. When transmitting input information, there are 2 operating modes: transmission of one high-speed stream on the line and transmission of n independent information streams. In the first mode, the input digital information sequence with a rate of R bit / s, which is divided into n streams, the speed of each of which R i = R / n, is received at the input of the decompression /
Адаптивные модемы 11 работают в режиме временного дуплекса с разделением процедуры передачи и приема во времени. Одна из станций радиолинии устанавливается в режим ВЕДУЩАЯ, а другая в режим ВЕДОМАЯ путем установки переключателя 14. Цикл работы определяется подстраиваемым генератором цикла 13. На интервале передачи сигналы с передающих выходов адаптивных модемов 11 суммируются в сумматоре 12 и поступают на передачу через смеситель 3 передачи, усилитель мощности 4, антенный переключатель 2 и антенно-фидерный тракт 1.Adaptive modems 11 operate in a temporary duplex mode with separation of the transmission and reception procedures in time. One of the radio station stations is set to the MASTER mode, and the other to the SLAVE mode by setting the switch 14. The operation cycle is determined by the tunable cycle generator 13. At the transmission interval, the signals from the transmitting outputs of the adaptive modems 11 are summed in the adder 12 and are transmitted through the
Принимаемый сигнал проходит через антенно-фидерный тракт 1, антенный переключатель 2, малошумящий усилитель 5, смеситель 6 приема и поступает на приемные входы адаптивных модемов 11. Информационные выходы модемов через переключатели 10 поступают либо на вход устройства уплотнения/разуплотнения 8, либо на n независимых выходов терминала 9.The received signal passes through the antenna-
На передающий вход адаптивного модема (фиг.2) поступает входная информация, которая в соответствии с описанным выше принципом работы системы пакетируется в устройстве пакетирования 15 для того, чтобы в цикле работы системы образовать интервал передачи и приема. Цикл работы системы задается общим внешним генератором циклов 13 (фиг.1.3). В пакетированный сигнал добавляются вспомогательные сигналы в устройстве временного разделения 16, которые поступают из формирователя команд 25. Команды несут информацию о номере частоты передачи, которая выбрана для передачи в данном цикле передачи. Эта команда передается последовательно N раз на каждой из частот, выделенных для работы системы. Содержание команды определяется контроллером 29. Далее сигнал поступает на модулятор 17, с выхода которого сигнал поступает на вход преобразователя частоты передачи 18, работающий совместно с перестраиваемым синтезатором частоты 19. Перестраиваемый синтезатор частоты передачи управляется от контроллера 29. Алгоритм переключения частот определяется выбранной структурой пакета.The transmitting input of the adaptive modem (Fig. 2) receives input information, which, in accordance with the principle of operation of the system described above, is packetized in the
В начале пакета формируется преамбула, состоящая из последовательного кратного повторения команды о номере частоты передачи на всех частотах системы, затем идет информационный блок на оптимальной частоте данного цикла, в конце пакета передаются N зондирующих частот.At the beginning of the packet, a preamble is formed, consisting of successive repeated repetitions of the command about the number of the transmission frequency at all frequencies of the system, then there is an information block at the optimal frequency of this cycle, at the end of the packet N sounding frequencies are transmitted.
Выходом преобразователя частоты передачи является сигнал промежуточной частоты.The output of the transmission frequency converter is an intermediate frequency signal.
С выхода приемного тракта сигнал на промежуточной частоте поступает на вход преобразователя частоты приема 20, работающий совместно с переключаемым синтезатором частоты приема 21, который управляется по сигналам контроллера 29. С выхода преобразователя частоты приема 20 сигнал поступает на демодулятор 22, к выходу которого подсоединены устройство выделения зондирующих частот 26, устройство выделения N командных частот передачи 27, устройство анализа помех 28, выделитель цикла приема 30. Выход устройства депакетирования 24 является цифровым выходом адаптивного модема 11. Контроллер 29 осуществляет обработку принятых сигналов и выработку сигналов управления. В контроллере производится определение номера частоты приема по командам, передаваемым в преамбуле, определение оптимальной частоты для передачи в данном цикле работы, определение участков спектра, пораженных помехами, формирование номера частоты передачи, определение разрешенного набора рабочих частот в данном цикле работы, формирование сигналов для переключаемых синтезаторов передачи и приема. Сигнал циклового синхронизма с выхода выделителя цикла 30 поступает на выход адаптивного модема.From the output of the receiving path, the signal at the intermediate frequency is fed to the input of the
ЛитератураLiterature
1. RU 2154910 С2, (Жданов Б.Б.), 20.08.2000.1. RU 2154910 C2, (B. Zhdanov), 08.20.2000.
2. RU 2286030 С1, (ФГУП НПП «ПОЛЕТ»), 20.10.2006.2. RU 2286030 C1, (FSUE NPP FLIGHT), 10.20.2006.
3. GB 2196514 A, (ULDECO LIMITED), 27.04.1988.3. GB 2196514 A, (ULDECO LIMITED), 04/27/1988.
4. SU 565400 А1, (КЛИОТ Е.И.), 15.07.1977.4. SU 565400 A1, (KLIOT E.I.), 07/15/1977.
5. SU 291347 (КЛИОТ Е.И.), 06.01.1971.5. SU 291347 (KLIOT E.I.), 01/06/1971.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141382/09A RU2411651C2 (en) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | Method for transfer and receipt of information in packets and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141382/09A RU2411651C2 (en) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | Method for transfer and receipt of information in packets and device for its realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008141382A RU2008141382A (en) | 2010-04-27 |
| RU2411651C2 true RU2411651C2 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=42672023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008141382/09A RU2411651C2 (en) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | Method for transfer and receipt of information in packets and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411651C2 (en) |
-
2008
- 2008-10-21 RU RU2008141382/09A patent/RU2411651C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008141382A (en) | 2010-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5428602A (en) | Frequency-hopping arrangement for a radio communication system | |
| EP1224750B1 (en) | Candidate system search and soft handoff between frequencies in a multi-carrier mobile communication system | |
| US20060193271A1 (en) | Physical layer repeater configuration for increasing MIMO performance | |
| US20050281241A1 (en) | Legacy compatible spatial multiplexing systems and methods | |
| CN100530982C (en) | UWB wireless transmitter and receiver using UWB FM signals and method thereof | |
| IL120574A (en) | Method and devices for transmitter path weights | |
| JPS6232853B2 (en) | ||
| KR20100071227A (en) | Adaptive received power control method and apparatus for antenna wireless channel measurement equipments | |
| WO2006037364A1 (en) | Variable delay transmit diversity | |
| US10547416B2 (en) | Multi-channel receiver | |
| RU2411651C2 (en) | Method for transfer and receipt of information in packets and device for its realisation | |
| US6961542B2 (en) | Method of estimating a downlink channel | |
| KR100959333B1 (en) | Apparatus for bidirectional communication using auxiliary band in wireless communication system | |
| CN105282684A (en) | Wireless communication device and wireless communication method | |
| RU2394372C1 (en) | Method of transmission and receiving of digital information in tropospheric communication lines | |
| CN109167612B (en) | One kind defending logical and scatter communication integrated apparatus | |
| RU2016143251A (en) | METHOD FOR CONDUCTING BILATERAL HIGH-SPEED RADIO COMMUNICATIONS WITH EFFECTIVE USE OF RADIO-FREQUENCY SPECTRUM IN DEPARTMENTAL COMMUNICATION SYSTEM | |
| JPH03254228A (en) | Directivity antenna control type mobile communication system for communication | |
| JP3025457B2 (en) | Spread spectrum multiplexing communication equipment | |
| JPH07245577A (en) | Diversity communication equipment | |
| SU745004A2 (en) | Radio communication line for multibeam channels | |
| SU634464A1 (en) | Multibeam radio communication system | |
| JPH044621A (en) | Communication system for data at short wave band | |
| JPH02200020A (en) | Antenna switching diversity system | |
| SU1007203A1 (en) | Communication system with frequency separation of signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121022 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130810 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130927 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171022 |