RU124097U1 - CENTRAL RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS - Google Patents
CENTRAL RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU124097U1 RU124097U1 RU2012124376/08U RU2012124376U RU124097U1 RU 124097 U1 RU124097 U1 RU 124097U1 RU 2012124376/08 U RU2012124376/08 U RU 2012124376/08U RU 2012124376 U RU2012124376 U RU 2012124376U RU 124097 U1 RU124097 U1 RU 124097U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- station
- digital
- input
- output
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами, содержащая блок обработки сообщений (БОС), группу из 2m модемов, основную и резервную наземные станции, каждая из которых содержит первый приемник, первый передатчик, (2m+1)-й модем, блок обработки канальных сигналов (БОКС), причем основная и резервная наземные станции подключены двухсторонними связями к БОС через (2m+2)-й и (2m+3)-й модемы соответственно, блок блокировки приема, выход которого подключен к входу первого приемника, первый вход/выход БОС последовательно соединен через (2m+2)-й с (2m+1)-м модемом, первые вычислители основной и резервной наземных станций соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами БОКС, входы/выходы вычислителей наземных станций через соответствующие модемы соединены с входами/выходами маршрутизатора, (2m+1)-го модема, второго пульта управления, второго блока отображения, второго блока хранения сообщений, аналогичного первого вычислителя, расположенного в резервной наземной станции, шина управления вычислителя двухсторонними связями подключена к соответствующим входам/выходам первого приемника, первого передатчика, блока блокировки приема, БОКС, первого и второго цифровых фильтров, первого аналогово-цифрового преобразователя, первого цифроаналогового преобразователя, выход БОКС через последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, второй цифровой фильтр, первый передатчик, высокочастотную развязку подключен к антенне, которая, в свою очередь, через последовательно соединенные высокочастотную развязку, блок блокировки приема, первый приемник, первый аналогово-цифровой преоб�The central station of a radio communication system with mobile objects, containing a message processing unit (BOC), a group of 2m modems, a primary and backup ground stations, each of which contains a first receiver, a first transmitter, a (2m + 1) -th modem, a channel signal processing unit (BOX), and the main and reserve ground stations are connected by two-way communications to the BOC via the (2m + 2) -th and (2m + 3) -th modems, respectively, the reception blocking block, the output of which is connected to the input of the first receiver, the first input / output BOS is connected in series through (2m + 2) -th with the (2m + 1) -m modem, the first calculators of the main and reserve ground stations are connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the BOX, the inputs / outputs of the calculators of ground stations through the corresponding modems are connected to the inputs / outputs of the router, (2m + 1) -th modem, second control panel, second display unit, second message storage unit, similar to the first computer located in the backup ground station, the control bus of the computer with two-way communications is connected to the corresponding input m / outputs of the first receiver, the first transmitter, the reception blocking block, BOX, the first and second digital filters, the first analog-to-digital converter, the first digital-to-analog converter, the BOX output through series-connected the first digital-to-analog converter, the second digital filter, the first transmitter, the high-frequency isolation is connected to the antenna, which, in turn, through series-connected high-frequency isolation, a blocking reception, the first receiver, the first analog-to-digital converter
Description
Полезная модель относится к технике радиосвязи и может быть использована для организации цифровой связи в системах автоматизированного обмена данными в каналах «воздух-земля» и «земля-воздух».The utility model relates to radio communications technology and can be used to organize digital communications in automated data exchange systems in the air-to-ground and ground-to-air channels.
Известна система радиосвязи с подвижными объектами (ПО), содержащая в наземной приемопередающей станции приемник, демодулятор, дешифратор сообщений, буферный регистр адресов подвижных объектов, первый элемент И, дешифратор приоритетов сообщений, блок таймеров приоритетных сообщений, блок регистров приоритетных сообщений, коммутатор-распределитель сообщений, счетчик числа подвижных объектов, счетчик загрузки системы, генератор тактовых импульсов свободного доступа, формирователь временного окна, генератор тактовых импульсов адресного опроса, линию задержки, второй элемент И, ключ свободного доступа, блок выдачи данных как источник информации, ключ адресного опроса, буферный запоминающий блок, счетчик числа переспросов, генератор импульсов сброса, блок регистрации данных, модулятор и передатчик, модем наземной связи, датчик местоположения, преобразователь формата данных, пульт управления наземной приемопередающей станции [1].A known radio communication system with moving objects (ON) containing a receiver, demodulator, message decoder, a buffer register of addresses of moving objects, the first element And, a message priority decoder, a block of priority message timers, a block of priority message registers, a message distribution switch , a counter of the number of moving objects, a system load counter, a free access clock generator, a time window shaper, an address clock generator polling, delay line, second AND element, free access key, data output unit as an information source, address interrogation key, buffer storage unit, number of interrogations counter, reset pulse generator, data recording unit, modulator and transmitter, terrestrial communication modem, sensor location, data format converter, control panel of the ground transceiver station [1].
К недостаткам данной системы следует отнести отсутствие возможности выполнения функций центральной станции радиосвязи с подвижными объектами, находящимися за горизонтом.The disadvantages of this system include the lack of the ability to perform the functions of a central radio communication station with moving objects beyond the horizon.
Известна центральная станция (ЦС) системы радиосвязи с подвижными объектами - воздушными судами (ВС), содержащая последовательно соединенные приемник линии передачи данных по каналу «воздух-земля» (ЛПД), демодулятор и блок дешифраторов адреса. В этих узлах осуществляется прием и предварительная обработка сигналов с ВС. При дальнейшей обработке используются: генератор импульсов, n таймеров, счетчик загрузки системы, блок задания приоритетов, счетчик числа приоритетных сообщений, последовательно соединенные, блок хранения сигнала передачи, блок регистрации данных, блок выдачи данных, n элементов И, n счетчиков импульсов, n ключей, блок управления, n первых, n вторых формирователей импульсов, третий, четвертый формирователи импульсов, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, где n - число обрабатываемых сообщений с подвижных объектов. Сигнальный выход блока дешифраторов адреса соединен с входами ключей, выходы которых через четвертый элемент ИЛИ соединены с сигнальным входом блока управления, входы сравнения блока дешифратора адреса соединены с входом задания приоритетов, входами счетчиков импульсов и входами «Сброс». Выходы n линий задержки через соответствующие таймеры соединены с первыми входами соответствующих элементов И, выходы которых соединены с входами задержки соответствующих счетчиков импульсов. Выходы счетчиков импульсов через соответствующие вторые формирователи импульсов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом «Сброс» счетчика подвижных объектов. Вход записи счетчика подвижных объектов соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого через соответствующий первый формирователь импульсов соединен с выходом сравнения блока дешифраторов адреса. Выход генератора импульсов соединен с вторыми входами n элементов И. Выход счетчика подвижных объектов соединен через третий элемент ИЛИ с входом счетчика загрузки системы, выход которого соединен с управляющим входом блока задания приоритетов и вторым входом блока управления. Первый выход блока управления через третий формирователь импульсов соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четвертого формирователя импульсов. Вход четвертого формирователя импульсов соединен с выходом блока включения передатчика на передачу. Выходы блока задания приоритетов соединены с входами управления первых ключей. Блок обработки сообщений (БОС) соединен с группой из m модемов. Вход блока блокировки приема является высокочастотным входом станции, а выход подключен к входу приемника. Управляющий вход блока блокировки приема подключен к выходу блока формирования сигнала «Включение передачи». Первый вход/выход БОС через последовательно соединенные (m+2)-й и (m+1)-й модемы и блок адресной коммутации соединен с выходом блока управления. Выход блока адресной коммутации подключен к входу блока хранения сигналов передачи, m выходов БОС через m соответствующих модемов являются низкочастотными выходами станции. Начальная установка блоков задания приоритетов и управления, генератора тактовых импульсов БОС, счетчика загрузки системы осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс». В БОС блок преобразования форматов соединен двухсторонними связями с (m+2)-м модемом, маршрутизатором, блоком хранения адресной базы, блоком тарификации, блоком хранения сообщений, блоком отображения, пультом управления. Генератор тактовых импульсов подключен к синхровходам блока преобразования форматов, маршрутизатора, блока хранения адресной базы, блока тарификации, блока хранения сообщений, блока отображения, пульта управления. Блок хранения адресной базы соединен двухсторонними связями с маршрутизатором и блоком тарификации. Причем m входов/выходов маршрутизатора соединены с соответствующими m модемами [2]. В передатчике формируются радиосигналы на ВС с помощью данных формирователя сигнала включения передачи. Проводимые операции по демодуляции, дешифрации адреса, заданию приоритетов, задержке сигналов, счету, формированию, логической обработке, коммутации и генерации импульсов, счету числа подвижных объектов, приоритетных сообщений и загрузке системы, адресной коммутации, хранению сигнала передачи и адресов представляют собой функции, выполняемые известным блоком обработки канальных сигналов (БОКС) - (наземным процессором).Known central station (CS) of a radio communication system with moving objects - aircraft (AC), containing a series-connected receiver of a data line on the channel "air-to-ground" (LPS), a demodulator and a block of address decoders. These nodes receive and pre-process signals from the aircraft. For further processing, the following are used: a pulse generator, n timers, a system load counter, a priority setting unit, a priority number counter, connected in series, a transmission signal storage unit, a data recording unit, a data output unit, n AND elements, n pulse counters, n keys , control unit, n first, n second pulse shapers, third, fourth pulse shapers, first, second, third, fourth OR elements, where n is the number of processed messages from moving objects. The signal output of the address decoder unit is connected to the key inputs, the outputs of which through the fourth OR element are connected to the signal input of the control unit, the address decoder unit comparison inputs are connected to the priority setting input, pulse counter inputs and “Reset” inputs. The outputs of n delay lines through the corresponding timers are connected to the first inputs of the corresponding elements And, the outputs of which are connected to the delay inputs of the respective pulse counters. The outputs of the pulse counters through the corresponding second pulse shapers are connected to the inputs of the second OR element, the output of which is connected to the input "Reset" of the counter of moving objects. The entry entry of the counter of movable objects is connected to the output of the first OR element, the inputs of which are connected through the corresponding first pulse shaper to the comparison output of the address decoder block. The output of the pulse generator is connected to the second inputs of n elements I. The output of the counter of movable objects is connected through the third OR element to the input of the system load counter, the output of which is connected to the control input of the priority setting unit and the second input of the control unit. The first output of the control unit through the third pulse shaper is connected to the second input of the third OR element, the third input of which is connected to the output of the fourth pulse shaper. The input of the fourth pulse shaper is connected to the output of the transmitter enable block. The outputs of the priority setting unit are connected to the control inputs of the first keys. A message processing unit (BOS) is connected to a group of m modems. The input of the reception blocking unit is the high-frequency input of the station, and the output is connected to the input of the receiver. The control input of the reception blocking unit is connected to the output of the “Transmission enable” signal conditioning unit. The first input / output of the biofeedback device through series-connected (m + 2) -th and (m + 1) -th modems and an address switching unit is connected to the output of the control unit. The output of the address switching unit is connected to the input of the transmission signal storage unit, m biofeedback outputs through m corresponding modems are low-frequency outputs of the station. The initial installation of priority setting and control units, a biofeedback clock generator, a system load counter is done by applying a “Reset” signal to the corresponding inputs. In BOS, the format conversion unit is connected by two-way communications with the (m + 2) -m modem, router, address base storage unit, charging unit, message storage unit, display unit, control panel. The clock generator is connected to the sync inputs of the format conversion unit, the router, the address base storage unit, the charging unit, the message storage unit, the display unit, and the control panel. The address base storage unit is connected by two-way communications with the router and the charging unit. Moreover, the m inputs / outputs of the router are connected to the corresponding m modems [2]. In the transmitter, radio signals are generated on the aircraft using the data of the transmitter for activating the transmission. The ongoing operations of demodulation, address decoding, prioritization, signal delay, counting, generating, logical processing, switching and generating pulses, counting the number of moving objects, priority messages and loading the system, address switching, storing the transmission signal and addresses are functions performed a well-known channel signal processing unit (BOX) - (ground processor).
К недостаткам аналога следует отнести то, что он рассчитан на работу только в зоне прямой видимости, что сужает его зону обслуживания воздушных судов.The disadvantages of the analogue include the fact that it is designed to work only in the line of sight, which narrows its service area for aircraft.
Наиболее близкой к заявляемому объекту является центральная станция (ЦС) системы радиосвязи с подвижными объектами - воздушными судами [3], содержащая М канальных блоков. Сформированные на ВС сообщения последовательно во времени через последовательно соединенные антенну, высокочастотную развязку, блок блокировки приема поступают на приемник, затем преобразуются в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) в дискретные сигналы, фильтруются в первом цифровом фильтре для подавления паразитных составляющих в спектре принятого сигнала и в виде последовательности импульсов подаются в блок обработки канальных сигналов (БОКС) для обработки. При управлении с вычислителя по шине управления включается блокировка приемника, например, при симплексном обмене данными в канале, или отключается, если приемник используется в режиме оценки целостности передаваемого сообщения (режимы VDB, VDL-4). Приемник наземной станции обеспечивает прием сигнала в линиях передачи данных «воздух-земля». Демодуляция, декодирование, оценка качества сигнала и передача полученных сообщений в блоке обработки сообщений (БОС) осуществляется с помощью узлов: АЦП, первого цифрового фильтра, БОКС, управляемого вычислителем. Такие процедуры осуществляются непрерывно при наличии радиосигнала в канале. Для повышения качества оценки типа сообщения число дискретных отсчетов устанавливают, например, порядка 8 в течение длительности самого короткого символа из всех каналов. В АЦП во время этих отсчетов измеряется амплитуда сигнала. Результат измерения отправляется по шине управления в вычислитель для анализа. С помощью узлов: АЦП, первого цифрового фильтра, БОКС, управляемого вычислителем, в соответствии с необходимыми для данной ЛПД процедурами сигнал с выхода приемника преобразуется в цифровой вид, который необходим для дальнейшей обработки в БОКС и затем в вычислителе. Все логические операции выполняются программно в вычислителе. Затем цифровая последовательность обрабатывается в БОКС с использованием управляющих сигналов с вычислителя. По характерным признакам, например, по частоте следования импульсов в принятом сообщении, определяется тип бортового оборудования ЛПД ВС и выдается команда на подготовку к приему соответствующих данных. Далее в БОКС формируется строб, в течение которого начинают поступать счетные импульсы для обработки принятых сообщений. При совпадении поступающего в сообщении с ВС адреса и адреса, хранящегося во втором блоке хранения сообщений, увеличивается число подвижных объектов, записанных ранее, на единицу. Далее в БОКС формируется строб, в течение которого должны обрабатываться принятые сообщения. При наличии радиосигнала в канале определяется приоритет сообщения, необходимый, например, для изменения режимов функционирования БОКС и вычислителя.Closest to the claimed facility is the central station (CA) of the radio communication system with mobile objects - aircraft [3], containing M channel blocks. The messages generated on the aircraft sequentially in time through a series-connected antenna, a high-frequency isolation, a blocking reception are received at the receiver, then converted into analog-digital converter (ADC) into discrete signals, filtered in the first digital filter to suppress spurious components in the spectrum of the received signal and in the form of a sequence of pulses are supplied to the channel signal processing unit (BOX) for processing. When controlling from the calculator via the control bus, the receiver locks up, for example, during simplex data exchange in the channel, or turns off if the receiver is used in the mode of assessing the integrity of the transmitted message (VDB, VDL-4 modes). A ground station receiver provides signal reception in air-ground data links. Demodulation, decoding, signal quality assessment and transmission of received messages in the message processing unit (BOS) is carried out using the following nodes: ADC, the first digital filter, BOX, controlled by the calculator. Such procedures are carried out continuously in the presence of a radio signal in the channel. To improve the quality of the assessment of the type of message, the number of discrete samples is set, for example, of the order of 8 for the duration of the shortest symbol of all channels. In the ADC, the amplitude of the signal is measured during these samples. The measurement result is sent via the control bus to the calculator for analysis. Using the nodes: ADC, the first digital filter, BOX, controlled by the calculator, in accordance with the procedures necessary for this LPD, the signal from the receiver output is converted to the digital form, which is necessary for further processing in the BOX and then in the calculator. All logical operations are performed programmatically in the calculator. Then the digital sequence is processed in the BOX using control signals from the computer. By the characteristic features, for example, by the pulse repetition rate in the received message, the type of aircraft airborne equipment is determined and a command is issued to prepare for receiving the corresponding data. Next, a strobe is formed in the BOX, during which counting pulses begin to arrive to process the received messages. If the address and address stored in the second message storage unit in the message from the aircraft coincide, the number of movable objects recorded earlier increases by one. Next, a strobe is formed in the BOX, during which received messages should be processed. In the presence of a radio signal in the channel, the priority of the message is determined, which is necessary, for example, to change the operating modes of the BOX and the computer.
В вычислителе постоянно определяется степень загрузки системы путем оценки числа обработанных сообщений за заданный интервал времени. Если загрузка отсутствует, то формируется команда о переходе приемника на сканирующий по частоте режим работы. Данные о числе принятых сообщений отображаются на экране блока отображения данных и при необходимости могут быть выведены на экран первого блока отображения данных в блоке обработки сообщений. Для координации работы всех узлов наземной станции используется шина управления вычислителя, которая подключена двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам приемника, передатчика, блока блокировки приема, первого и второго цифровых фильтров, аналогово-цифрового преобразователя, цифро-аналогового преобразователя. Все операции выполняются с помощью вычислителя, реализованного, например, на ПЭВМ. Команда «Сброс» в наземной станции подается программно на БОКС с вычислителя, а в БОС - на генератор тактовых импульсов и блок преобразования форматов только в начале работы для установки в «Нуль» соответствующих блоков.The calculator constantly determines the degree of system load by estimating the number of processed messages for a given time interval. If there is no download, then a command is formed about the receiver switching to a frequency-scanning mode of operation. Data on the number of received messages is displayed on the screen of the data display unit and, if necessary, can be displayed on the screen of the first data display unit in the message processing unit. To coordinate the work of all nodes of the ground station, the control bus of the calculator is used, which is connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the receiver, transmitter, reception blocking unit, first and second digital filters, analog-to-digital converter, digital-to-analog converter. All operations are performed using a computer, implemented, for example, on a PC. The “Reset” command in the ground station is programmed to the BOX from the calculator, and to the BFB to the clock pulse generator and format conversion unit only at the beginning of work to set the corresponding blocks to “Zero”.
К недостаткам прототипа следует отнести:The disadvantages of the prototype include:
- прототип рассчитан на работу только в ОВЧ диапазоне (в зоне прямой (оптической) видимости), что сужает его зону обслуживания до (350-400) км при высоте полета ВС 10 км и при отсутствии перекрытия зон связи соседних центральных станций на определенных высотах (эшелонах) воздушные суда остаются определенное время без управления со стороны центральных станций;- the prototype is designed to operate only in the VHF range (in the direct (optical) visibility zone), which narrows its service area to (350-400) km at an aircraft flight height of 10 km and in the absence of overlapping communication zones of neighboring central stations at certain altitudes ( at echelons) aircraft remain for some time without control from the central stations;
- оборудование прототипа не рассчитано на совместную работу с приемопередающими средствами ВЧ диапазона;- the equipment of the prototype is not designed for collaboration with transceivers of the high frequency range;
- отсутствует единая картина о воздушной обстановке в дальней и ближней зоне обслуживания воздушных судов.- there is no single picture of the air situation in the far and near aircraft service area.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является повышение информативности операторов центральной станции за счет совместной обработки информации линий передачи данных ОВЧ и ВЧ диапазонов.The main task to be solved by the claimed utility model is to increase the information content of the central station operators through the joint processing of information from the VHF and HF data lines.
Указанный технический результат достигается тем, что в центральную станцию системы радиосвязи с подвижными объектами, содержащую блок обработки сообщений (БОС), группу из 2 m модемов, основную и резервную наземные станции, каждая из которых содержит первый приемник, первый передатчик, (2m+1)-й модем, блок обработки канальных сигналов (БОКС), причем основная и резервная наземные станции подключены двухсторонними связями к БОС через (2m+2)-й и (2m+3)-й модемы соответственно, блок блокировки приема, выход которого подключен к входу первого приемника, первый вход/выход БОС последовательно соединен через (2m+2)-й с (2m+1)-м модемом, первые вычислители основной и резервной наземных станций соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами БОКС, входы/выходы вычислителей наземных станций через соответствующие модемы соединены с входами/выходами маршрутизатора, (2m+1)-го модема, второго пульта управления, второго блока отображения, второго блока хранения сообщений, аналогичного первого вычислителя, расположенного в резервной наземной станции, шина управления вычислителя двухсторонними связями подключена к соответствующим входам/выходам первого приемника, первого передатчика, блока блокировки приема, БОКС, первого и второго цифровых фильтров, первого аналогово-цифрового преобразователя, первого цифро-аналогового преобразователя, выход БОКС через последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь, второй цифровой фильтр, первый передатчик, высокочастотную развязку подключен к антенне, которая в свою очередь через последовательно соединенные высокочастотную развязку, блок блокировки приема, первый приемник, первый аналогово-цифровой преобразователь, первый цифровой фильтр подключена к входу БОКС, вход/выход блока преобразования форматов является входом/выходом станции для потребителей информации, 2m входов/выходов БОС через 2m соответствующих модемов являются низкочастотными входами/выходами станций, начальная установка генератора тактовых импульсов и блока преобразования форматов в БОС осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс», m - суммарное число сопрягаемых наземных станций в зоне, в БОС блок преобразования форматов соединен двухсторонними связями с маршрутизатором, блоком хранения адресной базы, блоком тарификации, первым блоком хранения сообщений, первым блоком отображения, первым пультом управления, генератор тактовых импульсов подключен к синхровходам блока преобразования форматов, маршрутизатора, блока хранения адресной базы, блока тарификации, первого блока хранения сообщений, первого блока отображения, первого пульта управления, блок хранения адресной базы соединен двухсторонними связями с маршрутизатором и блоком тарификации, 2m входов/выходов маршрутизатора соединены с соответствующими входами/выходами 2m модемов, введены приемная станция ВЧ диапазона, вычислитель которой подключен двухсторонними связями к первому вычислителю основной наземной станции, передающая станция ВЧ диапазона, вычислитель которой подключен двухсторонними связями через последовательное соединенные (2m+4)-й и (2m+5)-й модемы к первому вычислителю основной наземной станции, приемная станция ВЧ диапазона состоит из последовательно соединенных двухсторонними связями вычислителя приемной станции ВЧ диапазона, третьего цифрового фильтра, второго аналогово-цифрового преобразователя, второго приемника, высокочастотный вход которого подключен к приемной антенне ВЧ диапазона, вход/выход управления вычислителя приемной станции ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам третьего цифрового фильтра, второго аналогово-цифрового преобразователя, второго приемника, а передающая станция ВЧ диапазона состоит из последовательно соединенных двухсторонними связями вычислителя передающей станции ВЧ диапазона, второго цифро-аналогового преобразователя, четвертого цифрового фильтра, второго передатчика, высокочастотный выход которого подключен к передающей антенне ВЧ диапазона, вход/выход управления вычислителя передающей станции ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам второго цифро-аналогового преобразователя, четвертого цифрового фильтра, второго передатчика.The specified technical result is achieved by the fact that to the central station of a radio communication system with moving objects, containing a message processing unit (BOC), a group of 2 m modems, a primary and backup ground stations, each of which contains a first receiver, a first transmitter, (2m + 1 ) -th modem, channel signal processing unit (BOX), with the main and reserve ground stations connected by two-way communications to the BOC via the (2m + 2) -th and (2m + 3) -th modems, respectively, the reception blocking block, the output of which is connected to the input of the first receiver, p The first input / output of the BOC is connected in series through the (2m + 2) -th with the (2m + 1) -m modem, the first computers of the main and reserve ground stations are connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the BOX, the inputs / outputs of the computers of ground stations through the corresponding modems are connected to the inputs / outputs of the router, the (2m + 1) -th modem, the second control panel, the second display unit, the second message storage unit, similar to the first computer located in the backup ground station, the computer’s control bus is two is connected to the corresponding inputs / outputs of the first receiver, the first transmitter, the reception blocking block, BOX, the first and second digital filters, the first analog-to-digital converter, the first digital-to-analog converter, the output of the BOX through a series-connected first digital-to-analog converter, the second a digital filter, a first transmitter, a high-frequency isolation is connected to the antenna, which in turn is connected through a series-connected high-frequency isolation, a blocking unit reception, the first receiver, the first analog-to-digital converter, the first digital filter is connected to the BOX input, the format conversion block input / output is the station input / output for information consumers, 2m BOC inputs / outputs through 2m corresponding modems are low-frequency station inputs / outputs, initial installation of a clock generator and a block for converting formats into biofeedback is carried out by applying a “Reset” signal to the corresponding inputs, m is the total number of interfaced ground stations in the zone, in B The OS format conversion unit is connected by two-way communications with the router, the address base storage unit, the charging unit, the first message storage unit, the first display unit, the first control panel, the clock generator is connected to the clock inputs of the format conversion unit, router, address base storage unit, charging unit , the first message storage unit, the first display unit, the first control panel, the address base storage unit is connected by two-way communications with the router m and a charging unit, 2m inputs / outputs of the router are connected to the corresponding inputs / outputs of 2m modems, a high-frequency receiving station is introduced, the computer of which is connected by two-way communications to the first computer of the main ground station, the high-frequency station is transmitting, the computer of which is connected by two-way communications through serial connected (2m + 4) -th and (2m + 5) -th modems to the first computer of the main ground station, the RF receiving station consists of series-connected two-way communications and the calculator of the receiving station of the high-frequency range, the third digital filter, the second analog-to-digital converter, the second receiver, the high-frequency input of which is connected to the receiving antenna of the high-frequency range, the input / output of the control of the calculator of the receiving station of the high-frequency range is connected by two-way connections to the corresponding inputs / outputs of the third digital filter , the second analog-to-digital converter, the second receiver, and the transmitting station of the high-frequency range consists of series-connected two-way communications RF transmitter station, second digital-to-analog converter, fourth digital filter, second transmitter, the high-frequency output of which is connected to the RF high-frequency antenna, the input / output of the control of the transmitter of the RF high-frequency station is connected by two-way connections to the corresponding inputs / outputs of the second digital-to-analog converter, fourth digital filter, second transmitter.
На фигуре приведена структурная схема центральной станции системы радиосвязи с подвижными объектами и введены обозначения:The figure shows a structural diagram of a central station of a radio communication system with moving objects and the notation is introduced:
1 - приемник;1 - receiver;
2 - блок обработки сообщений (БОС);2 - message processing unit (BOS);
3 - передатчик;3 - transmitter;
4 - группа из 2m модемов;4 - a group of 2m modems;
5 - (2m+1)-й модем;5 - (2m + 1) -th modem;
6 - (2m+2)-й модем;6 - (2m + 2) -th modem;
7 - блок блокировки приема;7 - block blocking reception;
8 - вход/выход на m наземных станций;8 - entry / exit to m ground stations;
9 - блок обработки канальных сигналов;9 - channel signal processing unit;
10 - блок преобразования форматов;10 - block format conversion;
11 - маршрутизатор;11 - router;
12 - блок хранения адресной базы;12 - block storage address base;
13 - блок тарификации;13 - charging unit;
14 - первый блок хранения сообщений;14 is a first message storage unit;
15 - первый блок отображения;15 is a first display unit;
16 - первый пульт управления;16 - the first control panel;
17 - генератор тактовых импульсов;17 - a clock generator;
18 - основная наземная станция;18 - main ground station;
19 - резервная наземная станция;19 - backup ground station;
20 - (2m+3)-й модем;20 - (2m + 3) -th modem;
21 - первый вычислитель;21 - the first calculator;
22 - М канальных блоков;22 - M channel blocks;
23 - 2-й пульт управления;23 - 2nd control panel;
24 - 2-й блок отображения;24 - 2nd display unit;
25 - 2-й блок хранения сообщений;25 - 2nd block of message storage;
26 - шина управления вычислителя;26 - bus control computer;
27 - 1-й цифровой фильтр;27 - 1st digital filter;
28 - 2-й цифровой фильтр;28 - 2nd digital filter;
29 - первый аналого-цифровой преобразователь;29 - the first analog-to-digital Converter;
30 - первый цифро-аналоговый преобразователь;30 - the first digital-to-analog converter;
31 - высокочастотная развязка;31 - high-frequency isolation;
32 - антенна;32 - antenna;
33 - входы/выходы станции для потребителей информации;33 - inputs / outputs of the station for consumers of information;
34 - приемная станция ВЧ диапазона;34 - receiving station in the high frequency range;
35 - передающая станция ВЧ диапазона;35 - transmitting station in the high frequency range;
36 - (2m+4)-й модем;36 - (2m + 4) -th modem;
37 - вычислитель передающей станции ВЧ диапазона;37 - transmitter of the transmitting station in the high frequency range;
38 - второй цифро-аналоговый преобразователь;38 - the second digital-to-analog converter;
39 - четвертый цифровой фильтр;39 - the fourth digital filter;
40 - второй передатчик;40 - second transmitter;
41 - передающая антенна ВЧ диапазона;41 - transmitting antenna of the high frequency range;
42 - вход/выход управления вычислителя передающей станции ВЧ диапазона;42 - input / output control of the transmitter of the transmitting station in the high frequency range;
43 - приемная антенна ВЧ диапазона;43 - receiving antenna of the high frequency range;
44 - второй приемник;44 - the second receiver;
45 - второй аналогово-цифровой преобразователь;45 - the second analog-to-digital Converter;
46 - третий цифровой фильтр;46 - the third digital filter;
47 - вычислитель приемной станции ВЧ диапазона;47 - calculator receiving station RF range;
48 - вход/выход управления вычислителя приемной станции ВЧ диапазона;48 - input / output control of the transmitter of the receiving station of the high frequency range;
49 - (2m+5)-й модем.49 - (2m + 5) th modem.
Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами, к которым относятся и воздушные суда, одновременно работает в двух режимах: ближней и дальней связи. Для обслуживания ПО в ближней зоне (в пределах прямой видимости) используется оборудование ОВЧ диапазона, а в дальней зоне - передающая и приемная станции (35 и 34) ВЧ диапазона. Число центральных станций определяется количеством обслуживаемых ПО в заданных секторах и требуемой надежностью связи.The central station of a radio communication system with mobile objects, which include aircraft, simultaneously operates in two modes: short-distance and long-distance communications. To maintain the software in the near field (within direct visibility), VHF equipment is used, and in the far zone, the transmitting and receiving stations (35 and 34) of the HF range. The number of central stations is determined by the number of serviced software in the given sectors and the required reliability of communication.
Работа предлагаемой центральной станции в ближней зоне не отличается от работы прототипа. В каждой наземной станции 18 (19) имеется М канальных блоков 22. Число каналов М в наземных станциях 18 и 19 определяется необходимостью одновременной работы с ВС в разных режимах и заданной интенсивностью движения в данной зоне обслуживания. Сформированные на ВС сообщения последовательно во времени через последовательно соединенные антенну 32, высокочастотную развязку 31, блок 7 блокировки приема поступают на первый приемник 1, затем преобразуются в первом АЦП 29 в дискретные сигналы, фильтруются в первом цифровом фильтре 27 для подавления паразитных составляющих в спектре принятого сигнала и в виде последовательности импульсов подаются в БОКС 9 для обработки. При управлении с первого вычислителя 21 по шине 26 управления блокировка первого приемника 1 может быть включена, например, при симплексном обмене данными в канале, или отключена, если приемник используется в режиме оценки целостности передаваемого сообщения (режимы VDB, VDL-4). Первый приемник 1 наземной станции 18 (19) обеспечивает прием сигнала в линиях передачи данных «воздух-земля» ОВЧ диапазона. Демодуляция, декодирование, оценка качества сигнала и передача полученных сообщений в БОС 2 осуществляется с помощью узлов: первого АЦП 29, первого цифрового 27 фильтра, БОКС 9, управляемого первым вычислителем 21. Такие процедуры осуществляются непрерывно при наличии радиосигнала в канале. Для повышения качества оценки типа сообщения число дискретных отсчетов устанавливают, например, порядка 8 в течение длительности самого короткого символа из всех каналов. В первом АЦП 29 во время этих отсчетов измеряется амплитуда принятого сигнала. Результат измерения отправляется по шине 26 управления в первый вычислитель 21 для анализа. С помощью узлов: первого АЦП 29, первого цифрового 27 фильтра, БОКС 9, управляемого первым вычислителем 21, в соответствии с необходимыми для данной ЛПД процедурами сигнал с выхода первого приемника 1 преобразуется в цифровой вид, который необходим для дальнейшей обработки в БОКС 9 и затем в первом вычислителе 21. Все логические операции выполняются программно в первом вычислителе 21. По характерным признакам, например, по рабочей частоте принятого радиосигнала или частоте следования импульсов в сообщении, определяется тип бортового оборудования линии передачи данных (ЛПД) воздушного судна и выдается команда узлам 9, 27, 29, 1, 7 по шине 26 на подготовку к приему соответствующих данных. Далее в БОКС 9 формируется строб, в течение которого начинают поступать счетные импульсы для обработки принятых сообщений. При совпадении поступающего в сообщении с ВС адреса с адресом, хранящимся во втором блоке 25 хранения сообщений, увеличивается число обслуживаемых станцией подвижных объектов, записанных ранее, на единицу. Далее в БОКС 9 формируется строб, в течение которого должны обрабатываться принятые сообщения. При наличии радиосигнала в канале определяется приоритет сообщения, необходимый, например, для изменения режимов функционирования БОКС 9 и первого вычислителя 21. Если за время τ (для каждого типа ЛПД свое) сообщение не принято или принято с ошибкой, т.е. подвижный объект не вышел на связь или вышел из зоны устойчивой радиосвязи, то полученное ранее число подвижных объектов уменьшается на единицу. Если за время τ вновь в канале обнаружится радиосигнал, то указанная выше процедура повторяется. При несовпадении адресов с заданными диспетчерами с пультов 16 и 23, заложенными в блоках 14 и 25 хранения сообщений или при наложении сообщений от нескольких ВС дальнейшая обработка сигналов в БОКС 9 не производится. В первом вычислителе 21 постоянно определяется степень загрузки радиоканалов путем оценки числа обработанных сообщений за заданный интервал времени. Если загрузка отсутствует, то формируется команда о переходе первого приемника 1 на сканирующий по частоте режим работы. Данные о числе принятых сообщений отображаются на экране второго блока 24 отображения данных и при необходимости могут быть выведены на экран первого блока 15 отображения данных в блоке 2 обработки сообщений. Для координации работы всех узлов наземной станции 18 (19) используется шина 26 управления первого вычислителя 21, которая подключена двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам первого приемника 1, первого передатчика 3, блока 7 блокировки приема, первого и второго цифровых фильтров 27 и 28, первого аналогово-цифрового преобразователя 29, первого цифро-аналогового преобразователя 30. Все операции выполняются с помощью первого вычислителя 21, реализованного, например, на ПЭВМ. Команда «Сброс» в наземной станции 18 (19) подается программно на БОКС 9 с первого вычислителя 21, а в БОС 2 - c генератора 17 тактовых импульсов только в начале работы для установки в «Нуль» соответствующих блоков.The work of the proposed central station in the near field does not differ from the work of the prototype. In each ground station 18 (19) there are M channel blocks 22. The number of channels M in
Операции модуляции и демодуляции выполняются в блоке 9 обработки канальных сигналов с использованием управляющих сигналов с первого вычислителя 21. После обработки сигналов в БОКС 9 в первом вычислителе 21 анализируется тип сообщений с ВС. Тип сообщения несет в себе информацию о его на значении, например, для воздушных судов: аварийные сигналы, сообщения автоматического зависимого наблюдения, данные обмена «пилот-диспетчер» и другие. В общем случае может быть несколько типов сообщений, которые разделяются по приоритетам.Modulation and demodulation operations are performed in the channel
В наземной станции 18 (19) формирование радиосигналов для передачи сообщений по каналу «воздух-земля» осуществляется в следующем порядке:In the ground station 18 (19), the formation of radio signals for transmitting messages on the air-to-ground channel is carried out in the following order:
прием стандартного сообщения с первого вычислителя 21;receiving a standard message from the
форматирование, кодирование, преобразование (скремблирование) битов сообщения в БОКС 9;formatting, coding, conversion (scrambling) of message bits in
модуляция и фильтрация спектра сигналов, передача их на вход передатчика 3.modulation and filtering of the spectrum of signals, their transmission to the input of the
После идентификации принятых сообщений в блоке 9 канальной обработки сигналов, управляемом первым вычислителем 21, вырабатываются команды включения требуемой частоты первого передатчика 3 и сообщения, которые являются необходимыми для обозначения типа (номера) центральной станции системы радиосвязи с подвижными объектами, например, скваттерные посылки для воздушных судов гражданской авиации. При поступлении сообщения высшего приоритета с БОС 2 через модемы 6 и 5 в первый вычислитель 21 оно устанавливается первым в очередь на передачу на соответствующее воздушное судно. До тех пор, пока не переданы сообщения с высшим приоритетом, запрещается прохождение менее приоритетных сообщений. Менее срочные сообщения передаются на воздушное судно последовательно во времени в порядке их важности.After the identification of the received messages in the
В память второго блока 25 хранения сообщений с помощью второго пульта 23 управления и первого вычислителя 21 заранее вводятся номиналы частот, виды модуляции, скорости передачи и другие параметры, характерные для каждого из радиоканалов, в том числе каналов ВЧ диапазона региона размещения наземных станций 18 и 19, блока 2 обработки сообщений центральной станции. Базы данных о ВС, параметрах сигналов в радиоканалах и другая информация хранится в первом и втором блоках 14 и 25 хранения сообщений, в которые может быть введена дополнительная информация с помощью пультов 16, 23 управления и первого вычислителя 21. Обновление информации осуществляется за счет непрерывного обмена сообщениями между вычислителями 21, 37, 47 и первым блоком 14 хранения сообщений как непосредственно, так и через модемы 49 и 36, а также через модемы 5 и 6, маршрутизатор 11, блок 10 преобразования форматов, вход/выход 33 станции с потребителями информации.In the memory of the second
В режиме ближней связи сообщения с выхода первого вычислителя 21 через (2m+1)-й и (2m+2)-й модемы 5 и 6 поступают в БОС 2 через маршрутизатор 11 на блок 10 преобразования форматов, который может быть выполнен, например, на ПЭВМ. Если расстояние между первым вычислителем 21 и БОС 2 не превышают величин, заданных в требованиях на используемый интерфейс, то модемы 5 и 6 могут отсутствовать. В блоке 10 преобразования форматов принятые сообщения преобразуются к формату, необходимому для работы всех узлов БОС 2, наземных станций 18 и 19. Одновременно адреса сообщений сравниваются с данными блока 12 хранения адресной базы. По результатам сравнения выносится решение о трафике сообщения, задаваемом маршрутизатором 11, величине оплаты услуг в блоке 13 тарификации, записываются сообщения в первый блок 14 хранения сообщений, индицируются (при необходимости) на первом блоке 15 отображения. Таким образом, обеспечивается автоматический поиск воздушного судна для доставки ему сообщений и получения квитанций об их доставке. В первом блоке 14 хранения сообщений обеспечивается ведение архивов сообщений с учетом категории срочности. Для этого используется оперативная (на время «старения» информации) и долговременная память, например, на 30 суток. Данные оперативной памяти постоянно обновляются. Данные долговременной памяти необходимы для анализа конфликтных ситуаций и оценки правильности расчетов с получателями информации. Учет трафиков сообщений и соединений абонентов, расчет суммы за оплату услуг осуществляется в блоке 13 тарификации в зависимости от адреса абонента и объема сообщения. Счет получателю информации выставляется за переданный объем сообщений в заданный интервал времени, например, сутки, по трафику, определяемому блоком 12 хранения адресной базы и маршрутизатором 11. В блоке 12 хранения адресной базы заложены адреса и типы всех сообщений, обрабатываемых в центральной станции, а также адреса обслуживаемых ВС, сопрягаемых периферийных (соседних) станций системы радиосвязи с подвижными объектами и получателей информации. Маршрутизатор 11 обеспечивает распределение сообщений по воздушным и наземным сетям связи, а именно, подключение к центральной станции через соответствующие модемы 4 по шинам 8 наземных станций 18 (19) абонентов, например, для гражданской авиации (ГА): главный центр обработки информации, службы авиакомпаний и управления воздушным движением. Синхронизация всех процессов обработки сообщений во времени в БОС 2 осуществляется с помощью генератора 17 тактовых импульсов, который может быть выполнен с помощью меток точного времени с выхода приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Начальная установка генератора тактовых импульсов и блока преобразования форматов в БОС 2 осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс», не показанные на фигуре. Запрос данных с воздушного судна осуществляется автоматически (программно) по входу/выходу 33 или с помощью первого пульта 16 управления БОС 2 или со второго пульта 23 управления наземной станции 18 (19). Запрос данных с ВС потребителем информации осуществляется с помощью сообщения одного из стандартных форматов, например, в соответствии с протоколом Х.25, переданного через вход/выход 33, блок 10 преобразования форматов, маршрутизатор 11 (или через соответствующий модем 4, маршрутизатор 11) на последовательно соединенные (2m+2)-й и (2m+1)-й модемы 6 и 5 на наземную станцию 18 (19) и через первый вычислитель 21, модемы 49 и 36 - на передающую станцию 35 ДКМВ диапазона.In the short-range communication mode, messages from the output of the
На наземной станции 18 (19) с помощью узлов: БОКС 9, управляемого первым вычислителем 21, первого цифро-аналогового преобразователя 30, второго цифрового фильтра 28 в соответствии с необходимыми для данной ЛПД процедурами формируется сигнал для первого передатчика 3 с малым уровнем боковых лепестков спектра. Усиленный радиосигнал с выхода первого передатчика 3 через высокочастотную развязку 31, обеспечивающую защиту входных цепей первого приемника 1 от мощных радиосигналов первого передатчика 3, подается в антенну 32 и по эфиру поступает на ВС. Последняя операция осуществляется, например, при запросе данных с воздушных судов по признаку «последней связи». Второй пульт 23 управления выполняет функции формирования сообщений, передаваемых на ВС. Аналогичные сообщения по формату поступают через вход/выход 33. При автоматическом использовании наземной станции 18 (19) без обслуживающего персонала блоки 23, 24, 25 могут отсутствовать.At the ground station 18 (19), using the nodes:
В первом вычислителе 21 осуществляется формирование, адресная коммутация и распределение сообщений по оборудованию ближней или дальней связи, циркулирующих между узлами наземной станции 18 (19), станций 34 и 35 или между БОС 2 и потребителями информации по входу/выходу 33. Сообщения с воздушных судов и квитанции об их правильном приеме поступают на первый и второй блоки 14 и 25 хранения сообщений, а сообщения для ВС - на блок 9 обработки канальных сигналов. Аналогичные указанным выше операции могут быть осуществлены в m других наземных станциях. Наблюдение за текущим состоянием узлов станции осуществляется в блоке 10 преобразования форматов, выполненного, например, на ПЭВМ, по квитанциям, поступающим с первого вычислителя 21 через соответствующие модемы 4, 6, 20. Структура полученной квитанции сравнивается с одной из заложенных в блоке 12 хранения адресной базы и после анализа соответствия выносится решение о работоспособности удаленного объекта. Поступающие данные с воздушного судна через один из М канальных блоков 22 наземной станции 18 (19), первый вычислитель 21, модемы 5 и 6, БОС 2 автоматически передаются адресатам, в качестве которых могут выступать, например, центры УВД, авиакомпании, различные службы ГА и другие объекты. Трафик данных, взаимодействующие с БОС 2 воздушные суда, состояние удаленных наземных станций 18 (19), станций 34, 35 ВЧ диапазона и модемов (каналов связи) отображаются на первом блоке 15 в режиме реального времени. Графический интерфейс предоставляет детальную информацию, а также дает оператору возможность запустить тестирование удаленного получателя информации, провести необходимые операции по установлению или отключению модема с каналом связи, вывести на экран статистические данные. Первый блок 14 хранения сообщений имеет накопители для хранения данных с возможностью резервирования, а также обеспечивает распечатку данных на внешнем принтере, не указанном на фигуре. Блок 10 преобразования форматов выполняет роль устройства информационно-логического сопряжения с входами/выходами 33 станции для подключения потребителей информации. Протокол логического уровня для каждого интерфейса - входа/выхода 33 станции для потребителей информации разрабатывается в соответствии со структурой передаваемой информации и требований к ее параметрам. В каждом пакете этих протоколов присутствует контрольная сумма, при несовпадении которой пакет игнорируется.In the
При интенсивном движении в зоне обслуживания ВС с разнообразной бортовой аппаратурой при полном использовании оборудования основного канала, при необходимости, для работы на частоте приема, не используемой в основной наземной станции 18 можно использовать канал из резервной наземной станции 19. При выходе из зоны обслуживания наземных станций ОВЧ диапазона сопровождение ВС осуществляется автоматически с помощью следящего за воздушной обстановкой первого вычислителя 21, «подключение» к соответствующему ВС станций 34 и 35 ВЧ диапазона, например, в соответствии с процедурой «хэн-дофф» [4, 5, 6]. Потребитель информации не замечает переход с одного диапазона частот на другой, только незначительно увеличивается время задержки ответного сообщения. Аналогичная процедура осуществляется при передаче обслуживания ВС с дальней зоны в зону обслуживания с помощью ОВЧ каналов радиосвязи.With heavy traffic in the aircraft service area with a variety of on-board equipment with full use of the main channel equipment, if necessary, you can use the channel from the
При отсутствии в канале радиосигналов на основной и резервной частотах первый вычислитель 21 с помощью шины управления 26 осуществляет сканирование по частоте в первом приемнике 1 по другим известным фиксированным рабочим частотам каналов передачи данных «воздух-земля» для определения наличия в них информации. При необходимости сканирование по известным частотам осуществляется и в станциях 34 и 35 ВЧ диапазона. Подключение каждого из каналов обмена данными осуществляется на время, необходимое для анализа в нем сообщения. В наземной станции 18 (19) и в приемной станции 34 ВЧ диапазона осуществляется сканирование каналов, на которых воздушные суда ведут передачу сообщений в эфир. В первом приемнике 1 и в приемной станции 34 ВЧ диапазона используется алгоритм поиска излучения радиосигнала, как один из способов определения состояния канала (свободен или занят). Для обнаружения радиосигнала приемник осуществляет оценку нижнего порога уровня шума, основываясь на измерении мощности сигнала в канале независимо от обнаружения нужной обучающей последовательности. Наличие сигнала в канале характеризуется величиной мощности, зафиксированной в канале, превышающей оценку нижнего порога мощности шума. Для обнаружения на физическом уровне занятых каналов могут быть использованы, например, следующие процедуры:In the absence of radio signals at the main and standby frequencies in the channel, the
- обнаружение обучающей последовательности: канал считается занятым, если обнаруживается обучающая последовательность, за которой следует флажок - метка кадра данных;- Learning sequence detection: a channel is considered busy if a learning sequence is detected, followed by a flag - data frame label;
- измерение мощности на канале: независимо от способности наземной станции 18 (19) или приемной станции 34 ВЧ диапазона обнаружить значимую обучающую последовательность, канал считается занятым после возрастания мощности на канале до четырехкратного значения нижнего порога мощности шума в течение половины интервала времени, выделенного для оценки канала.- channel power measurement: regardless of the ability of the ground station 18 (19) or the
Частоты М приемников при сканировании изменяются синхронно по заранее известным для данного региона рабочим точкам, например, со сдвигом (В-М) позиций, где В - число возможных (в зоне обслуживания) режимов ЛПД. При обнаружении радиосигнала сканирование прекращается и начинается прием и обработка сообщения. В некоторых случаях канальный блок 22 может быть постоянно закреплен за определенной ЛПД, в которой осуществляется непрерывный обмен данными между абонентами центральной станции. В зоне обслуживания с высокой интенсивностью полетов ВС за каждой ЛПД может быть постоянно закреплен определенный канальный блок 22.The frequencies of the M receivers during scanning change synchronously at operating points well-known for a given region, for example, with a shift (B-M) of positions, where B is the number of possible (in the service area) LPD modes. When a radio signal is detected, scanning stops and reception and processing of the message begins. In some cases, the
С помощью узлов наземной станции 18 (19) или станций 34 и 35 ВЧ диапазона в симплексном режиме обеспечиваются следующие функции физического уровня:Using the nodes of the ground station 18 (19) or
- управление рабочей частотой передатчика и приемника;- control of the operating frequency of the transmitter and receiver;
- прием данных приемником;- receiving data by the receiver;
- передача данных передатчиком;- data transmission by the transmitter;
- услуги уведомления, включая измерение времени приема;- notification services, including measurement of reception time;
- прослушивание радиоканала.- listening to the radio channel.
Повышение достоверности передачи информации обеспечивается следующим образом. Если первый вычислитель 21 получает от БОКС 9 уведомление, что в данный момент времени на ВС было отправлено сообщение, а с воздушного судна соответствующая квитанция не была принята, и эта ситуация продолжается достаточно долго, то принимается решение о выходе из строя соответствующего элемента и с помощью двусторонних связей через узлы 10, 11, 6 (или 4, 20), 5 (или 36, 49) на первый вычислитель 21 наземных станций 18 или 19 передается соответствующее сообщение и инициируется переход на резервную наземную станцию 19 с выдачей информации о неисправности. Для обеспечения бесперебойной работы наземные станции 18 и 19 резервируются по принципу горячего резерва. Выход из строя одного элемента станции не нарушает ее работоспособности. За счет некоррелированности радиосигналов ВЧ и ОВЧ диапазонов повышается надежность связи, в том числе и за пределами радиогоризонта.Improving the reliability of information transfer is provided as follows. If the
Принципы формирования и обработки сигналов в станциях 34 и 35 ВЧ диапазона аналогичны рассмотренным в станциях 18 (19) ОВЧ диапазона. Объединение данных, полученных с наземной станции 22 по радиоканалам ОВЧ диапазона и приемной станции 34 ВЧ диапазона, размещаемых территориально рядом, осуществляется в первом вычислителе 21. Для этого вычислитель 47 приемной станции 34 ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями непосредственно к первому вычислителю 21 основной наземной станции 18, например, в соответствии с протоколом Ethernet. Для защиты от «пролезания» мощных радиосигналов на вход антенны 43 позицию, на которой размещена передающая станция 35 ВЧ диапазона, удаляют за пределы прямой видимости от приемной станции 34. Поэтому вычислитель 37 удаленной передающей станции 35 ВЧ диапазона подключают двухсторонними связями через последовательно соединенные (2m+4)-й 36 и (2m+5)-й 49 модемы и линию связи, не показанную на фигуре, как и другие линии, к первому вычислителю 21 основной наземной станции 18.The principles of signal generation and processing at
Приемная станция 34 ВЧ диапазона состоит из последовательно соединенных двухсторонними связями вычислителя 47 приемной станции ВЧ диапазона, третьего цифрового фильтра 46, второго аналогово-цифрового преобразователя 45, второго приемника 44, высокочастотный вход которого подключен к приемной антенне 43 ВЧ диапазона. Вход/выход управления 48 вычислителя 47 приемной станции 34 ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам третьего цифрового фильтра 46, второго аналогово-цифрового преобразователя 45, второго приемника 44.The
Передающая станция 35 ВЧ диапазона состоит из последовательно соединенных двухсторонними связями вычислителя 37 передающей станции 35 ВЧ диапазона, второго цифро-аналогового преобразователя 38, четвертого цифрового фильтра 39, второго передатчика 40, высокочастотный выход которого подключен к передающей антенне 41 ВЧ диапазона. Вход/выход управления 42 вычислителя 37 передающей станции 35 ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам второго цифро-аналогового преобразователя 38, четвертого цифрового фильтра 39, второго передатчика 40.The high-
При передаче данных в ВЧ диапазоне от наземных потребителей к конечным бортовым системам ПО пакетное сообщение, содержащее адрес получателя (адрес борта) и адрес отправителя, принимаемое по входу/выходу 33, обрабатывают в БОС 2 (узлы 10, 11, 12, 13, 14) и после упаковки в маршрутизаторе 11 его, например, в виде пакета ISO 8208, передают через модемы 6 и 5 на первый вычислитель 21 основной наземной станции 18, выполняющий функции канального уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС). Затем сформированное сообщение передают в вычислитель 37 передающей станции 35 ВЧ диапазона, выполняющий функции физического уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем, например, по аналогии с системой HFDL [4]:When transmitting data in the HF band from terrestrial consumers to final airborne systems, a packet message containing the recipient address (board address) and the sender address received at input /
- сверточное кодирование данных для прямой коррекции ошибок;- convolutional data coding for direct error correction;
- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех;- interleaving data to combat packetization errors due to fading and impulse noise;
- преобразование последовательности из трех или двух или одного бита в значения фазы сигнала поднесущей частоты;- Converting a sequence of three or two or one bit into phase values of the subcarrier frequency signal;
- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала;- scrambling data to align the spectrum of the transmitted signal;
- формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора, и информацию о скорости передачи данных и глубине перемежения;- the formation of a key synchronization sequence and preamble containing a known sequence for training an adaptive demodulator, and information about the data transfer rate and the depth of interleaving;
- формирование коротких обучающих последовательностей, которые вставляют в поток передаваемых данных для реализации адаптивных методов приема сообщения.- the formation of short training sequences that are inserted into the stream of transmitted data to implement adaptive methods for receiving messages.
Во втором цифро-аналоговом преобразователе 38 дискретные сообщения преобразуются в аналоговые, а в четвертом цифровом фильтре 39 осуществляются операции:In the second digital-to-
- формирование заданной формы огибающей каждого символа для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала;- the formation of a given shape of the envelope of each symbol to provide a given spectral mask of the emitted signal;
- формирование радиосигнала, например, с верхней боковой полосой с подавленной несущей с соответствующим классом излучения.- the formation of a radio signal, for example, with an upper sideband with a suppressed carrier with the corresponding radiation class.
После операций синтеза частот, частотного преобразования, фильтрации, усиления до требуемого уровня мощности во втором передатчике 40 через передающую антенну 41 ВЧ диапазона радиосигналы излучаются в эфир.After the operations of frequency synthesis, frequency conversion, filtering, amplification to the desired power level in the
Принимаемые радиосигналы с приемной антенны 43 ВЧ диапазона подают на второй приемник 44, обеспечивающий согласование с выходным сопротивлением антенны 43 и фильтрацию мешающих радиосигналов.The received radio signals from the receiving antenna 43 of the high frequency range are supplied to the
Второй аналогово-цифровой преобразователь 45, параметры которого обеспечивают требования по заданному динамическому диапазону и быстродействию, третий цифровой фильтр 46, вычислитель 47 приемной станции ВЧ диапазона, выполняют функции физического уровня, а именно: частотного преобразования, фильтрации, синтеза частот, демодуляции, дескремблирования, деперемежения, декодирования с прямой коррекцией ошибок. После проведения этих операций в первом вычислителе 21 основной наземной станции обеспечиваются протоколы выбора частот связи, составления линии связи, обмена данными уровня доступа к подсети «воздух-земля», отказоустойчивого режима работы и другие процедуры, осуществляются процедуры адаптивных методов передачи и приема сигналов, проверки на наличие не исправленных ранее ошибок. В случае отсутствия ошибок сообщение упаковывают в пакет ISO 8208 и через узлы 5, 6, 11, 10 выдают, например, по протоколу Х.25 по входу/выходу 33 потребителям информации и совместно с данными, принятыми по ОВЧ радиоканалам, на первый блок 15 отображения для создания полной картины о текущей воздушной обстановке. Аналогичная информация будет индицироваться и на втором блоке 24 отображения.The second analog-to-
Каждая передающая станция 35 ВЧ диапазона может выходить на связь на нескольких рабочих частотах, известных всем участникам движения, которые распределяются между другими передающими станциями ВЧ диапазона. Списки выделенных частот меняются в зависимости от времени года, а рабочая частота для каждой станции 35 (34) из списка выделенных частот активизируется на каждый час или два часа времени суток. При движении воздушное судно выходит на связь, выбирая для связи ту станцию 35 (34), условия распространения радиоволн для связи с которой в данный момент времени являются оптимальными. Как только качество канала связи деградирует ниже допустимого уровня, на борту выбирают новую оптимальную рабочую частоту на основании анализа условий распространения радиоволн. Таким образом, обеспечивают высокую (порядка 0,999) надежность связи при обмене данными с ВС, находящимися от станции 35 (34) на расстояниях от нескольких сотен до (4-6) тысяч км.Each transmitting
Радиосвязь с ВС обеспечивается в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенного при планировании связи. Высший уровень конфигурируемости, реализуемый в оборудовании станций 18, 19, 34, 35 - это полностью гибкие виды модуляции, протоколы уровня линии, сети и пользовательские функции, возможность изменения ширины полосы сигнала и центральной частоты по программе в широких пределах [4, 6, 7]. Благодаря такому взаимодействию появляется возможность создания приемо-передающего центра управления воздушным движением, работающим в ВЧ и ОВЧ диапазонах.Radio communication with the aircraft is provided in automatic mode without operator intervention at selected frequencies from the list of frequencies assigned during communication planning. The highest level of configurability implemented in the equipment of
Блоки и входы/выходы 1-33 по назначению и структуре одинаковые с прототипом. Они могут быть реализованы на известных серийных элементах и узлах. Введенные станции 34, 35 и входящие в них узлы: 37-41, 44-47 и вход/выход 48 могут быть реализованы на известных серийных устройствах: приемниках и передатчиках ДКМВ диапазона с антенной типа АШ-4, ПЭВМ «Багет-01» с дополнительными модулями соответственно, модемы 36 и 49 - на модемах УПС-420. Построение гибкоперестраиваемых и широкодиапазонных приемников и передатчиков известно, например, радиостанция M3TR (М3-multiband, multimode, multifunction) компании Rohde & Schwarz со сменой режима работы за счет загрузки соответствующего программного обеспечения [6, 8, 7].Blocks and inputs / outputs 1-33 for the purpose and structure are the same with the prototype. They can be implemented on known serial elements and components. The introduced
Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами имеет следующие преимущества:The central station of a mobile radio system has the following advantages:
- повышается надежность связи за счет одновременного обмена данными с воздушным судном в ОВЧ и ВЧ диапазонах;- increases the reliability of communication due to the simultaneous exchange of data with the aircraft in the VHF and HF bands;
- упрощается процедура сопровождения диспетчерами воздушных судов, находящихся за пределами прямой видимости и приближающихся к границам зоны связи ОВЧ диапазона;- simplifies the procedure for escort by air traffic controllers located outside the line of sight and approaching the boundaries of the VHF range;
- повышаются дальность, надежность, оперативность процедуры управления воздушным движением;- increase the range, reliability, efficiency of the air traffic control procedure;
- предложенной структурой могут быть решены задачи перехода от разработок наземных комплексов связи, изменение характеристик которых определяется доработкой аппаратной части, к устройствам, легко модернизируемым на базе программного обеспечения при неизменной аппаратной части.- the proposed structure can solve the problems of the transition from the development of ground-based communication systems, the change in the characteristics of which is determined by the completion of the hardware, to devices that are easily upgraded based on software with the same hardware.
Достоинства заявляемой структуры очевидны:The advantages of the claimed structure are obvious:
- увеличивается срок службы - жизненный цикл оборудования в условиях непрерывного совершенствования протоколов обмена данными «воздух-земля»;- the service life is increased - the equipment life cycle in the conditions of continuous improvement of air-ground data exchange protocols;
- сокращается число и номенклатура запасного имущества и принадлежностей из-за использования однотипных узлов в оборудовании;- the number and nomenclature of spare property and accessories is reduced due to the use of similar units in equipment;
- упрощается процесс эксплуатации - замена неисправного радиочастотного модуля осуществляется автоматически однотипным модулем для всех диапазонов с соответствующим введенным программным обеспечением;- the operation process is simplified - the replacement of a faulty radio-frequency module is carried out automatically by the same type of module for all ranges with the corresponding software entered;
- уменьшается стоимость модернизации оборудования за счет коррекции только программного обеспечения.- the cost of equipment modernization is reduced due to the correction of only software.
На момент подачи заявки разработаны: алгоритмы функционирования и фрагменты соответствующего программного обеспечения заявляемой центральной станции.At the time of application submission developed: functioning algorithms and fragments of the corresponding software of the claimed central station.
ЛИТЕРАТУРА:LITERATURE:
1. Патент РФ №2195774 М.кл. Н04В 7/26, 2002.1. RF patent No. 2195774 M.cl.
2. Патент РФ №2245001 М.кл. Н04В 7/26, 2005.2. RF patent №2245001 M.cl.
3. Патент РФ №2308175 М.кл. Н04В 7/30, 2007 (прототип).3. RF patent №2308175 M.cl.
4. Б.И.Кузьмин «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция ИКАО CNS/ATM. Москва - Санкт-Петербург: - ОАО «НИИЭР», 1999. - 206 с.4. B.I. Kuzmin “Digital Telecommunication Networks and Systems”,
5. В.В.Бочкарев, Г.А.Крыжановский, Н.Н.Сухих. Автоматизированное управление движением авиационного транспорта. М.: - Транспорт, 1999. 319 с.5. V.V. Bochkarev, G.A. Kryzhanovsky, N.N. Sukhikh. Automated air traffic control. M .: - Transport, 1999.319 s.
6. А.В.Кейстович, Л.М.Вдовин. Требования к характеристикам многорежимной наземной станции для организации ОВЧ линий передачи данных «воздух-земля». / Сборник статей V Международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века». Воронеж. 2004. с.495-500/.6. A.V. Keistovich, L.M. Vdovin. Requirements for the characteristics of a multi-mode ground station for the organization of VHF air-to-ground data transmission lines. / Collection of articles of the V International scientific and technical conference "Cybernetics and technology of the XXI century." Voronezh. 2004.S. 495-500 /.
7. Программа SPEAKeasy. Международный симпозиум по современным технологиям радиосвязи. Научно-исследовательская лаборатория ROME ВВС США. //Internet/-2002 г.7. SPEAKeasy program. International Symposium on Modern Radio Technologies. US Air Force ROME Research Laboratory. // Internet / -2002
8. Тактическое оборудование связи JTR предусматривает обеспечение нужд войск спец. назначения. // Internet, 26.02.2002.8. Tactical communications equipment JTR provides for the needs of special forces. destination. // Internet, 02.26.2002.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012124376/08U RU124097U1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | CENTRAL RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012124376/08U RU124097U1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | CENTRAL RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU124097U1 true RU124097U1 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48807654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012124376/08U RU124097U1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | CENTRAL RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU124097U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682715C1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-03-21 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication method and system |
-
2012
- 2012-06-13 RU RU2012124376/08U patent/RU124097U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682715C1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-03-21 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication method and system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Aeronautical $ Ad~ Hoc $ networking for the Internet-above-the-clouds | |
Schnell et al. | LDACS: Future aeronautical communications for air-traffic management | |
Strohmeier et al. | Realities and challenges of nextgen air traffic management: the case of ADS-B | |
RU68211U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2319304C2 (en) | Complex of onboard digital communication instruments | |
RU2557801C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
KR20070086252A (en) | Symmetrical multipath method for determining the distance between two transceivers | |
WO2008048244A2 (en) | Methods and apparatus for radar time sensor | |
Bellido-Manganell et al. | LDACS flight trials: Demonstration and performance analysis of the future aeronautical communications system | |
RU2308175C2 (en) | Central station of a system for radio communication with moveable objects | |
RU77738U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
CN110445530B (en) | Airborne object networking terminal and information transmission method | |
RU124097U1 (en) | CENTRAL RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2544007C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU2686456C1 (en) | Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements | |
Lo et al. | Capacity study of multilateration (MLAT) based navigation for alternative position navigation and timing (APNT) services for aviation | |
RU115592U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2518014C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
Felux et al. | Transmitting GBAS messages via LDACS | |
RU2516686C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU2505929C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU99261U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2627686C1 (en) | Complex of navy means of digital communication | |
RU2542671C2 (en) | Radio communication system central station with mobile objects | |
RU52289U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150614 |