NL8104607A - Informatietransmissiestelsel bestaande uit netwerken, die door middel van frekwentieverspringing een aantal kanalen exploiteren. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Informatietransmissiestelsel bestaande uit netwerken, die door middel van frekwentieverspringing een aantal kanalen exploiteren.

De uitvinding heeft betrekking op een informatietrans-missiestelsel, gevormd door netten die door middel van frekwentie-sprongen een stel kanalen exploiteren.

De netwerken, waarvan hier sprake is, worden gevormd door een aantal ontvangst/zendposten, die onderling kunnen communiceren. Elk net exploiteert, een voor een, de kanalen van het stelsel volgens een pseudo-willekeurige frekwentieverspringingsregel. De verspringingsregel van een net moet aan andere netten onbekend blijven. De exploitatieregels van de verschillende netten moeten ortho-gonaal zijn, d.w.z. dat op een bepaald ogenblik een kanaal slechts door één net beïnvloed kan worden.

Een dergelijk stelsel vindt een belangrijke toepassing op het gebied van militaire radioverbindingen, waar het vereist is om over zekere verbindingen te beschikken die weinig gevoelig zijn voor storing door de vijand. Als efficiënt middel om zich tegen vijandelijke storing te verdedigen is overwogen om gedurende een zo kort mogelijke tijdsspanne één kanaal van een zeer groot aantal kanalen te gebruiken.

Als toelichting van de daarbij optredende problemen wordt een post van een bepaald net beschouwd dat zich in luisterpositie bevindt voor het ontvangen van een uitzending van eennabije post die klaarblijkelijk deel uitmaakt van dit bepaalde net. Wanneer een onverwachte frekwentiesprong optreedt, zal het bepaalde net een nieuw kanaal exploiteren. Het is niet toegestaan, dat dit nieuwe kanaal gebruikt is als zendkanaal voor een verdere post die deel uitmaakt van een ander net juist vóór de genoemde frekwentiesprong aangezien de propagatietijd van de door deze verwijderde post uitgezonden golf de in de luisterpositie gebrachte post kan bereiken en interferentie kan veroorzaken tussen de verre uitzending en de uitzending vanaf de nabije post.

De uitvinding heeft ten doel deze bezwaren op te heffen en verschaft daartoe een dergelijk systeem met als kenmerk, dat het stelsel is verdeeld in gescheiden substelsels en dat elk van deze substelsels bij elke sprong geëxploiteerd wordt.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 toont schematisch de geografische plaatsen van enkele zend/ontvangstposten van een stelsel volgens de uitvinding; fig. 2 toont in een schema de exploitatie van gebruikte frekwentiekanalen; fig. 5 toont schematisch de indeling, in de tijd, van het vermogen welke gebruikt wordt voor het in een bepaald kan^aal verzenden van informatie; fig.4 toont rendementskrommen van een stelsel waarvoor de uitvinding niet is toegepast; fig. 5 toont een mogelijke exploitatie van de beschikbare kanalen volgens de uitvinding; fig. 6 toont rendementskrommen van een stelsel volgens de uitvinding; fig. 7 toont een realisatieschema van een zend/ontvangst-post van een stelsel volgens de uitvinding voor de exploitatie van de in fig. 5 getoonde kanalen; fig. 8 toont een eerste voorbeeld voor de exploitatie van in subkanalen gegroepeerde kanalen; fig. 9 toont een realisatieschema van een zend/ontvangst-post voor de exploitatie van de in fig. 8 getoonde kanalen; fig. 10 toont een tweede voorbeeld voor de exploitatie van in subkanalen gegroepeerde kanalen; fig. 11 toont een realisatieschema van een zend/ontvangst-post voor de exploitatie van de in fig. 10 getoonde kanalen.

In fig, 1 is zeer schematisch de geografische ligging aangegeven van enkele posten die deeL uitmakenvan een stelsel volgens de uitvinding. Een dergelijk stelsel wordt gevormd door netten R0, R1, R2, R3, R4, R5·..., die gevormd worden door groepen posten. Zo behoren in fig. 1 de posten P1 (R0), P2 (R0), P3 (R0) en P4 (HO) tot het net R0, hetgeen met het tussen haakjes geplaatste in de figuur is aangegeven. In de figuur komen eveneens de posten P1 (R2), P2 (R2), P1 (R3) voor. Elk net gebruikt een kanaal gedurende een tijd At en na die tijd treedt er een frekwentiesprong op en wordt gedurende een tijd At een ander kanaal gebruikt. Zoals aangegeven is in fig. 2 voor de tijdstippen t1 en voor een tijdsduur &tt kunnen de posten van het net RO slechts onderling communiceren via het kanaal CH7, de posten van het net R4 via het kanaal CH6 en die van het net R1 via het kanaal CH5; daarna, op het moment t2 en gedurende At kunnen de posten van het net RO onderling communiceren via het kanaal CH5. Be kanalen CK7 en CHó worden gedurende deze tijd At alleen gebruikt voor de netten R2 reep. R5. Opgemerkt wordt, dat voor het beschouwde toepassingsgebied, deze tijd At zo klein mogelijk moet zijn opdat weinig informatie voor de vijand bruikbaar is, zodat de wisselingsregel van de kanalen niet te herleiden is.

Voor een goed begrip van de uitvinding zal nader beschouwd worden wat er gebeurt bij de wisselingen van de kanalen; hierbij wordt bijvoorbeeld uitgegaan van het moment t2 en men beschouwt het kanaal GH7· Dit moment t2 wordt daarbij ingenomen door de post P2 (R2). Bit moment is bekend met een nauwkeurigheid van St die wordt bepaald door de kloksynchronisatiefouten van de posten. Op dit moment t2 gebruiken de posten van het netwerk R2 dus het kanaal GHJ en gaan de posten van het netwerk RO over tot het kanaal GHJ. Tengevolge echter van het feit dat de post P1 (RO) zich op een afstand "d" bevindt, zal haar uitzending wanneer geen maatregelen genomen worden, nog ontvangen worden, door de post P2 (R2) gedurende een tijdsduur t die gelijk is aan de propagatietijd welke gemoeid .Po is met de voortplanting van de golf van de post P1 (RO) naar de post P2(R2). Deze inbreuk op het gebruik van eenzelfde kanaal door twee netten wordt gedeeltelijk vermeden door middel van de wachttijd T_ s die aanwezig is tussen elke kanaalwisseling op het niveau van de zender (zie fig. 3)· Wanneer met T^ de tijd aangegeven wordt welke verstrijkt tussen het uitzenden met maximaal zendvermogen P^^ van de zender tot het ophouden van het zenden, en eveneens voor de tijd voor het weer bereiken van haar vermogen, geldt de volgende relatie: (1) TM + Tc t + 2 6t

Voor een maximale draagwijdt d * 375 km heeft men t ί 1,25 ms, welke waarde groter is dan de door de technologie toegelaten waarde T^ + Tg « 0,75 ms. Men wordt dus gedwongen Tg te vergroten om te voldoen aan vergelijking (1). Men kan een rendement P definiëren die het tijdspercentage voorstelt welke beschikbaar is voor het verzenden van informatie. Door T^ de tijdsduur te noemen gedurende welke de informatie effektief verzonden wordt, kanPgeschreven worden als

Het blijkt dat dit rendement steeds slechter wordt voor toenemende propagatietijden: voor het compenseren van deze zeer nadelige tijd kan men ook op de nauwkeurigheid gt van de klokken besproken, waardoor echter de materiaalkosten toenemen.

Fig. 4 toont de daling van het rendement Pais funktie van de fouten £t voor verschillende waarden T , waarbij de krommen

P getrokken zijn voor TM + t 1,5 ms. .M pg

Ter vermijding van deze belangrijke verlaging wordt volgens de uitvinding voorgesteld dat het stel kanalen wordt onderverdeeld in niet-samenvallende N sub-stellen en waarbij voor elke sprong één van deze substellen gebruikt wordt.

Fig. 5 toont een stel kanalen die zijn aangegeven met CHO tot en met CH63, waarbij de kanalen een stel BCH vormen. Dit stelsel is, volgens de uitvinding, bijvoorbeeld verdeeld in N » 2 niet samenvallende substellen; SECHA en SECHB. Het substel SECHA omvat de kanalen met een even referentienummer te weten CHO, CH2.... CH62 en het substel SECHB die met een oneven referentienummer, te weten CH1, CH3,......CH63. Duidelijkheidshalve wordt de exploitatie van deze kanalen door een enkel net, te weten het net HO, onderzocht. Tussen de momenten tt1 en tt2 wordt dan het van het substel SECHA deel uitmakende kanaal CH58 gebruikt; tussen de momenten tt2 en tt3 wordt het kanaal CH27 van het substel SECHB en tussen de momenten tt3 en tt4 wordt een der kanalen van het substel SECHB, het kanaal CH40, gebruikt.

Vervolgens is nu de rendementsverbetering als gevolg van de maatregel volgens de uitvinding te evalueren.

In het geval met N wordt de ongelijkheid (1) vervangen door (5) TM + Ts + (H-1) (ïp + 2Tm ♦ Tg) ïtK+ 2 Kt

TerwijlPte schrijven is als;

en door eliminatie van Tp, geeft'de combinatie van de vergelijkingen (3) en (4)i

In fig. 6 zijn verschillende rendementskrommen aangegeven. Rechts van de vertikale as zijn verschillende waarden voor Tp aangegeven, waarbij vergelijking (4) de relatie tussenPen Tp geeft. Deze krommen zijn getrokken voor t ' 1,25 ma T^ » 0,25 ms Tg = 0,5 me.

Het blijkt duidelijk dat p en St groot kunnen zijn voor kleine waarden van T en N. Door vergelijking met fig. 4 is de verbetering van P te zien voor een bepaalde St.

Fig. 7 toont het schema van een post van het stelsel volgens de uitvinding. Deze post omvat een zend/ontvangstinrichting 1 met behulp waarvan transmissie mogelijk is over de verschillende kanalen CHO tot en met CH63* de keuze van het kanaal vindt plaats door middel van de frekwentie van een frekwentiesynthetisator 2 die wordt gestuurd door middel van een omschakeleenheid 3} deze omschakel-eenheid 3 is voorzien van ingangsklemmen FO, F1, F2, F3, F4> F5 waarmee een overeenkomst te maken is tussen de 64 kanalen en de naar de ingangsklemmen gevoerde binaire code en die de respektievelijke binaire elementen f0, f 1, f2, f3, f4* f5 ontvangen, waarbij de genoemde overeenkomst in tabel 1 is gegevens

Tabel 1. f 5_£4_£2_£2_£1_£0_Kanaal

0 0 0 0 0 0 CHO 0 0 0 0 0 1 CH1 0 0 0 0 1 0 CH2 0 0 0 0 1 1 CH3 1 11110 CH62 1 11111 CH63

De klemmen F1, F2, F3» F4» F5 zijn respektievelijk verbonden met de uitgangen FS1, FS2, FS3, FS4» FS5 van een inrichting 10 die verschillende numerieke coden levert voor de naar de klemmen £0, B1, B2, B3, B4 gevoerde verschillende identificatiecoden; een dergelijke inrichting is in detailbeschreven in de Franse octrooiaanvrage 80157van 16 juli 1^80 ten name van aanvraagster.

De identificatiecoden worden gebruikt voor het identificeren van de verschillende netwerken van het stelsel. De verschillende binaire elementen B0, B1, B2, B3, S4 maken de bepaling mogelijk van 32 netwerken op de in tabel 2 aangegeven wijze» rfabel 2, b4_bj_b2_bl_bO_net

O O O O O HO O O O O 1 R1 O O O 1 O R2 0 O O 1 1 R3 1 1 1 1 O R30 1 1 1 1 1 R-31

De inrichting 1Q wordt gevormd door een versluierings-stelsel BRO met uitgangsklemmen FS1 t/m FS5 en met ingangen G1, G2, G3, G4» G5· Deze inrichting kan gevormd worden door de inrichting als beschreven in de Franse octrooiaanvrage 8015506 van 11 juli 1980 ten name van aanvraagster. Deze inrichting levert op haar uitgangen een binair woord wat het resultaat is van een permutatie van een willekeurige orde van de naar haar ingangen gevoerde binaire elementen. Duidelijkheidshalve kan men het geval beschouwen waarbij de inrichting BRO een permutatie van de orde 0 uitvoert, d.w.z. dat alles wat via de ingangen G1, G2, G3, G4 en G5 passeert direkt doorgestuurd wordt naar de uitgangen FS1, FS2, FS3t ÏS4 en FS5· Deze inrichting 10 omvat tevens een aantal "modula 2" optellers Al, A2, A3> A4* A5, waarvan de uitgangen verbonden zijn met de ingangen G1, G2, G3, G4, G5 waarbij de eerste ingangen van deze optellers A1, A2, Δ3, A4 en A5 respektievelijk verbonden zijn met de klemmen B4, B3> B2, B1, BO.

Deze tweede ingangen van deze optellers ontvangen reeksen pseudowille-keurige binaire elementen die worden opgewekt door een pseudowille-keurige reeksengenerator GEK; de tweede ingang van de opteller Al ontvangt een met SQ1 aangegeven reeks, de tweede ingang van de opteller A2 ontvangt een reeks S^2, enz. De verschillende reeksen zijn afhankelijk van een uit een groot aantal sleutels gekozen sleutel. Zo is de reeks SQ1 afhankelijk van een sleutel C1, de reeks SQ2 van een sleutel G2, de reeks SQ,3 van een sleutel C3* de reeks SQ4 van een sleutel C4 en SQ5 van C5· Opdat echter verzekerd wordt dat de coden aan de ingangen G1, G2, G3, G4 en G5 orthogonaal zijn moeten bepaalde sleutels voor meerdere netwerken gemeenschappelijk zijn; zo is de sleutel C2 gemeenschappelijk voor het netwerk waarvan het binaire element b4 hetzelfde is. Deze sleutel C3 zal gemeenschappelijk zijn voor het netwerk waarvan de binaire elementen b4, b3 hetzelfde zijn; rdefze^ sleutel wordt genoteerd als C3 (b4, b3); andere sleutels zijn C4 (b2, b3, b4) en C5 (b1, b2, b3, b4). De verschillende coden worden aan de klemmen FS1 t/m FS5 van de inrichting 10 in het ritme 1/41 van een klok 20 afgegeven. Een keten 25 die bijvoorbeeld wordt gevormd door een eenvoudige kipschakeling levert een rij binaire elementen met een afwisselende waarde 0, 1, 0, 1, 0,.... op zodanige wijze dat voor elke Δt men zich bevindt op hetzij de even kanalen (CH0, CII2,... .CH62) hetzij op de oneven kanalen (CH1, CH3,.. .CH63).

In het stelsel volgens de uitvinding kunnen, in een beperkte nabijheid, de zend/ontvangstposten behorend bij verschillende netwerken aanwezig zijn. Het mag dus niet mogelijk zijn dat deze posten elkaar onderling verstoren; daartoe is het noodzakelijk te voorzien in een hoogfrequent ontkoppeling van deze posten. Ter verkrijging van deze ontkoppeling worden de door deze netwerken gebruikte kanalen gescheiden over een frekwentie met een waarde die tenminste gelijk is aan een bepaalde waarde. Deze bepaalde waarde wordt verkregen door de 64 kanalen te verdelen in 8 subkanalen SGO, SG1,....SG7· Het subka-naal SGO wordt gevormd door de kanalen CHO, CH1,.,.CH7, het subkanaal SG1 door de kanalen GH8,...GH15, enz. Men gebruikt dus alleen de 4 subkanalen SG1, SG3, SG5 en SG7 (zie fig. 8), zodat tussen elk van deze subkanalen er één niet gebruikt subkanaal aanwezig is waarvan de waarde overeenkomt met een bepaalIe waarde. Volgens de uitvinding kan men als alternatief bij elke sprong een even kanaal of oneven kanaal in het gebruikte subkanaal gebruiken; de kanalen die geschikt zijn om gebruikt te worden zijn in fig. 8 vet getrokken. Daarmee kunnen de oneven kanalen van de subkanalen SG1, SG3, SG5 en SG7 gebruikt worden tussen de momenten tt1 en tt2, terwijl de even kanalen van deze zelfde subkanalen gebruikt kunnen worden tussen de momenten tt2 en tt3. Vervolgens kunnen de oneven kanalen tussen de momenten tt3 en tt4 genomen worden.

Fig. 9 toont in detail een uitvoeringsvorm van een zend/ ontvangstpost van een stelsel volgens de uitvinding waarmee exploitatie mogelijk is van de in fig. 8 aangegeven kanalen. De identificatiecode van de netwerken bestaat hier uit vier binaire elementen b0*, b1', b2', b3', die respektievelijk naar klemmen B0', B1', B2* en B3' gevoerd worden. Deze klemmen zijn verbonden met eerste ingangen van vier"modulo 2'· optellers Δ5, Δ4, A2 en A1, waarvan de tweede ingangen reeksen SQ5» SQ4, SQ2 en SQ1 van een generator GEN ontvangen.

De subkanalen worden gedefinieerd door middel van de binaire elementen die aanwezig zijn op ingangen F5* F4» F3 van een omzetter; omdat het binaire elementen f3 altijd "1" is, is in te zien dat men slechts te doen heeft met de subkanalen waarvan de referentie een oneven cijfer heeft. De versluieringsketen BRO wordt gevormd door twee delen BRO' en BRO". Het gedeelte BRO* voert een willekeurige permutatie uit tussen de op haar klemmen G5 en G4 aanwezige binaire elementen en voor het daarvan weer afgeven aan de klemmen F5 en F4, waarbij de klemmen G5 en G4 verbonden zijn met de uitgangen van de optellers A5 en A4· Het gedeelte BRO" voert een willekeurige permutatie uit tussen de op de klemmen G2 en G1 aanwezige binaire elementen voor het daarna doorgeven ervan aan de klemmen F2 en F1, waarbij de klemmen G2 en G1 verbonden zijn met de uitgangen van de optellers A2 en A1. De klem FO is verbonden met de uitgang van de inrichting 25, die afwisselend de logische waarden "1" en "0" levert.

Het is mogelijk het stel kanalen op een andere wijze te verdelen. Men kan bijvoorbeeld, zoals is aangegeven in fig. 10, een eerste subkanaal nemen omvattende alle kanalen (d.w.z. per ke®· de even en oneven kanalen) van de subkanalen waarvan de numerieke referentie oneven iss d.w.z. de subkanalen SG1, SG3» SG5 en SG7 en als tweede subkanaal alle kanalen van de subkanalen waarvan het referen-tienummer is; bij elke sprong gaat men in feite van het ene subkanaal naar het andere. Fig. 11 toont de wijze waarop de sub-kanalen verkregen kunnen worden. Het nummer van de subkanalen wordt bepaald door de naar de klemmen F5, F4> F3 gevoerde binaire elementen, waarbij voor het doorgeven van subkanalen met even referentie naar de subkanalen met oneven referenties de klem F3 verbonden is met de keten 25. De klemmen F5 en F4 zijn verbonden met een gedeelte BRO* van de versluieringsketen, de klemmen F2, F1, FO van de omzetter zijn verbonden met de uitgangen van het tweede gedeelte BRO" van de versluieringsketen, de gedeelten BRO' en BRO" funktioneren op een onderling onafhankelijke wijze maar in hetzelfde ritme. De ingangen van de keten BRO* zijn verbonden met de uitgangen van de "modulo 2" optellers A5 en A4 en die van de keten BRO" met de uitgangen van de optellers A2, A1 en A0. De ingangen van deze optellers Δ5, A4> A3, A2, A1, A0 ontvangen de naar de klemmen BO', B1', B2', B3*, B4'» B5' gevoerde binaire identificatiecode. De tweede ingangen van deze optellers ontvangen de binaire elementen van de reeksen S(*5» S<44» SQ2, SQ1 en SQ die respektievelijk geleverd worden door de generator GEN; opgemerkt wordt dat deze laatste in de fig. 11 en 10 getoonde oplossing hoogstens het stel beschikbare kanalen gebruikt wanneer men wil voorzien in een hoogfrekwent ontkoppeling. -Co n_c 1 u s i e s -

Claims (2)

1. Informatietransmissiestelse(, gevormd door netten die door middel van frekwentiesprongen een stel kanalen exploiteren, methet kenmerk, dat het stelsel is verdeeld in gescheiden substelsels en dat elk van deze substelsels bij elke sprong geëxploiteerd wordt.

2. Informatietransmissiestelsel volgens conclusie 1, waarbij elk door een identificatiecode geïdentificeerd net een aantal zend/ontvangstposten hergroepeert, die elk een frekwentiesynthetisa-tor omvatten welke gebruikt wordt voor het bepalen van het geëxploiteerde kanaal, met het kenmerk, dat voor het besturen van de frekwentiesynthetisator elkezend/ontvangstpost een omschakel-eenheid omvat voor het in overeenstemming brengen van een het geëxploiteerde kanaal bepalend gegeven met een naar haar ingangen gevoerde numerieke code, een inrichting voor het leveren van achtereenvolgende numerieke codes als funktie van de identificatiecodes waarvan de uitgangen verbonden zijn met de ingangen van de omschakel-eenheid, en een keten die afwisselende numerieke gegevens levert en waarvan de uitgang verbonden is met een van de ingangen van de om-schakeleenheid.