RU2264034C1 - Regional information communications system - Google Patents
Regional information communications system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264034C1 RU2264034C1 RU2004109995/09A RU2004109995A RU2264034C1 RU 2264034 C1 RU2264034 C1 RU 2264034C1 RU 2004109995/09 A RU2004109995/09 A RU 2004109995/09A RU 2004109995 A RU2004109995 A RU 2004109995A RU 2264034 C1 RU2264034 C1 RU 2264034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- receiver
- modulator
- modulation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к системам радиосвязи и может быть использована для передачи сигналов управления и сигнализации с пункта контроля и управления большой группе территориально-распределенных объектов, а также для сбора информации с указанных объектов для централизованного управления технологическими процессами территориально-распределенных объектов (стационарных и подвижных, например, снабжающих водоресурсами мегаполис).The proposed system relates to radio communication systems and can be used to transmit control and signaling signals from a monitoring and control point to a large group of geographically distributed objects, as well as to collect information from these objects for centralized control of technological processes of geographically distributed objects (stationary and mobile, for example, supplying water to a metropolis).
Известны информационные системы связи (авт.свид. СССР №830.304, 911.464, 930.254, 1.075.426, 1.233.105, 1.276.594, 1.522.417, 1.780.080; патент РФ №2.049.372, 2.094.853, 2.113.012, 2.122.239, 2.172.524; патент США №5.574.648; патент Франции №2.438.877 и другие).Communication information systems are known (autoswed. USSR No. 830.304, 911.464, 930.254, 1.075.426, 1.233.105, 1.276.594, 1.522.417, 1.780.080; RF patent No. 2.049.372, 2.094.853, 2.113. 012, 2.122.239, 2.172.524; US patent No. 5.574.648; French patent No. 2,438.877 and others).
Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является «Система связи» (патент №2.049.372, Н 04 В 7/00, 1992), которая и выбрана в качестве базовой системы связи.Of the known systems closest to the proposed one is the "Communication System" (patent No. 2.049.372, Н 04
Данная система связи содержит на передающей стороне модулятор с двойным видом модуляции, состоящий из амплитудного модулятора, генератора поднесущей, частотного модулятора, генератора несущей частоты, передатчика, а на приемной стороне приемник, амплитудный детектор, узел автоматической регулировки усиления, демодулятор несущей, состоящий из частотного детектора, блока обработки сигнала, обнаружитель сигнала.This communication system contains on the transmitting side a modulator with a double type of modulation, consisting of an amplitude modulator, a subcarrier generator, a frequency modulator, a carrier frequency generator, a transmitter, and on the receiving side a receiver, an amplitude detector, an automatic gain control unit, a carrier demodulator, consisting of a frequency detector, signal processing unit, signal detector.
Однако данная система реализует только симплексную радиосвязь и не обеспечивает возможности для централизованного контроля и управления технологическими процессами территориально-распределенных объектов (например, снабжающих водоресурсами мегаполис), в отличие от действующих децентрализованных систем.However, this system implements only simplex radio communication and does not provide the possibility for centralized monitoring and control of technological processes of geographically distributed objects (for example, supplying megalopolis with water resources), in contrast to the existing decentralized systems.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы путем централизованного контроля и управления технологическими процессами территориально-распределенных объектов с помощью дуплексной радиосвязи на двух частотах с использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) на одной несущей частоте.An object of the invention is to expand the functionality of the system by centrally monitoring and controlling the technological processes of geographically distributed objects using duplex radio communications at two frequencies using complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-FMN) on one carrier frequency.
Поставленная задача решается тем, что региональная информационная система, содержащая на пункте контроля и управления последовательно соединенные модулятор с двойным видом модуляции и передатчик, а на территориально-распределенном объекте приемник, при этом модулятор с двойным видом модуляции содержит генератор несущей частоты и амплитудный модулятор, снабжена на пункте контроля и управления источниками аналоговых и дискретных сообщений, дуплексером, приемнопередающей антенной, приемником и блоком регистрации и анализа, причем к двум входам модулятора с двойным видом модуляции подключены источники аналоговых и дискретных сообщений соответственно, к выходу передатчика последовательно подключены дуплексер, вход-выход которого связан с приемнопередающей антенной, приемник и блок регистрации и анализа, второй вход которого соединен с вторым выходом приемника, а на территориально-распределенном объекте последовательно включенными источником аналоговых сообщений, модулятором с двойным видом модуляции, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, передатчиком и дуплексером, вход-выход которого связан с приемнопередающей антенной, а выход соединен с приемником, к выходу которого подключен исполнительный блок, второй вход которого соединен с вторым выходом приемника.The problem is solved in that the regional information system, containing at the monitoring and control point a series-connected modulator with a double type of modulation and a transmitter, and a receiver at a geographically distributed object, the modulator with a double type of modulation contains a carrier frequency generator and an amplitude modulator, at the point of control and management of sources of analog and discrete messages, duplexer, transceiver antenna, receiver and registration and analysis unit, and to two mind the inputs of the modulator with a double type of modulation are connected to the sources of analog and discrete messages, respectively, a duplexer is connected to the output of the transmitter, the input-output of which is connected to the transmit-receive antenna, the receiver and the recording and analysis unit, the second input of which is connected to the second output of the receiver, and distributed object by a series-connected source of analog messages, a modulator with a double type of modulation, the second input of which is connected to the output of the discrete source The messages, the transmitter and the duplexer, the input-output of which is connected with priemnoperedayuschey antenna, and an output connected to a receiver, which is connected to the output of the actuating unit, a second input coupled to an output of the second receiver.
Поставленная задача решается тем, что каждый модулятор с двойным видом модуляции состоит из последовательно подключенных к выходу источника аналоговых сообщений амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, и фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, а выход является выходом модулятора с двойным видом модуляции.The problem is solved in that each modulator with a double type of modulation consists of a series-connected to the output of the source of analog messages of the amplitude modulator, the second input of which is connected to the output of the carrier frequency generator, and a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the source of discrete messages, and the output is the modulator output with a double type of modulation.
Поставленная задача решается тем, что каждый передатчик состоит из последовательно подключенных к выходу фазового манипулятора первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты и первого усилителя мощности, выход которого является выходом передатчика.The problem is solved in that each transmitter consists of a first mixer connected in series to the output of the phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, the amplifier of the first intermediate frequency and the first power amplifier, the output of which is the output of the transmitter.
Поставленная задача решается тем, что каждый приемник состоит из последовательно подключенных к выходу дуплексера второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилителя второй промежуточной частоты, амплитудного ограничителя и синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход является первым выходом приемника, причем к выходу амплитудного ограничителя последовательно подключены перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, а выход является вторым выходом приемника.The problem is solved in that each receiver consists of a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, an amplifier of the second intermediate frequency, an amplitude limiter and a synchronous detector, the second input of which is connected to the output of the amplifier intermediate frequency, and the output is the first output of the receiver, with a multiplier connected to the output of the amplitude limiter, the second input of which th connected to the output of the first local oscillator, a bandpass filter and a phase detector, a second input coupled to an output of the second oscillator, and the output is the second output of the receiver.
Структурная схема региональной информационной системы связи представлена на фиг.1. Частотная диаграмма, иллюстрирующая процесс преобразования сигналов, показана на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы системы, изображены на фиг.3 и 4. Система связи содержит пункт контроля и управления и территориально-распределенные объекты, соединенные между собой дуплексной радиосвязью.The structural diagram of the regional communication information system is presented in figure 1. A frequency diagram illustrating a signal conversion process is shown in FIG. 2. Timing diagrams explaining the principle of operation of the system are shown in FIGS. 3 and 4. The communication system comprises a monitoring and control point and geographically distributed objects interconnected by duplex radio communication.
Пункт контроля и управления (территориально-распределенный объект) содержит последовательно включенные источник 1.1 (1.2) аналоговых сообщений, амплитудный модулятор 4.1 (4.2), второй вход которого соединен с выходом генератора 3.1 (3.2) несущей частоты, фазовый манипулятор 5.1 (5.2), второй вход которого соединен с выходом источника 6.1 (6.2) дискретных сообщений, первый смеситель 9.1 (9.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 8.1 (8.2), усилитель 10.1 (10.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 11.1 (11.2) мощности, дуплексер 12.1 (12.2), вход-выход которого связан с приемнопередающей антенной 13.1 (13.2), второй усилитель 15.1 (15.2) мощности, второй смеситель 17.1 (17.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 16.1 (16.2), усилитель 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 19.1 (19.2), синхронный детектор 20.1 (20.2), второй вход которого соединен с выходом усилителя 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты и блок 24.1 (24.2) регистрации и анализа (исполнительный блок).The monitoring and control point (geographically-distributed object) contains a series-connected source 1.1 (1.2) of analog messages, an amplitude modulator 4.1 (4.2), the second input of which is connected to the output of the carrier frequency generator 3.1 (3.2), a phase manipulator 5.1 (5.2), the second the input of which is connected to the output of the source 6.1 (6.2) of discrete messages, the first mixer 9.1 (9.2), the second input of which is connected to the output of the first local oscillator 8.1 (8.2), the amplifier 10.1 (10.2) of the first intermediate frequency, the first power amplifier 11.1 (11.2), duplexer 12.1 (12.2), input-in the output of which is connected to the transceiver antenna 13.1 (13.2), the second power amplifier 15.1 (15.2), the second mixer 17.1 (17.2), the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 16.1 (16.2), the amplifier 18.1 (18.2) of the second intermediate frequency, the amplitude limiter 19.1 (19.2), a synchronous detector 20.1 (20.2), the second input of which is connected to the output of the amplifier 18.1 (18.2) of the second intermediate frequency and the block 24.1 (24.2) of registration and analysis (executive unit).
Последовательно включенные генератор 3.1.(3.2) несущей частоты, амплитудный модулятор 4.1 (4.2) и фазовый манипулятор 5.1 (5.2) образуют модулятор 2.1 (2.2) с двойным видом модуляции.Serially connected carrier frequency generator 3.1. (3.2), amplitude modulator 4.1 (4.2) and phase manipulator 5.1 (5.2) form a modulator 2.1 (2.2) with a double type of modulation.
Последовательно включенные первый гетеродин 8.1 (8.2), первый смеситель 9.1 (9.2), усилитель 10.1 (10.2) первой промежуточной частоты и первый усилитель 11.1 (11.2) мощности образуют передатчик.The first local oscillator 8.1 (8.2) connected in series, the first mixer 9.1 (9.2), the first intermediate frequency amplifier 10.1 (10.2) and the first power amplifier 11.1 (11.2) form a transmitter.
Последовательно включенные второй усилитель 15.1 (15.2) мощности, второй смеситель 17.1 (17.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 16.1 (16.2), усилитель 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 19.1 (19.2) и синхронный детектор 20.1.(20.2), второй вход которого соединен с выходом усилителя 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты, а выход является первым выходом приемника 14.1 (14.2), последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя 19.1 (19.2) перемножитель 21.1 (21.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 8.1 (8.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2) и фазовый детектор 23.1 (23.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 16.1 (16.2), а выход является вторым выходом приемника 14.1 (14.2), образуют приемник 14.1 (14.2).The second power amplifier 15.1 (15.2) sequentially connected, the second mixer 17.1 (17.2), the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 16.1 (16.2), the amplifier of the second intermediate frequency 18.1 (18.2), the amplitude limiter 19.1 (19.2) and the synchronous detector 20.1. (20.2), the second input of which is connected to the output of the amplifier 18.1 (18.2) of the second intermediate frequency, and the output is the first output of the receiver 14.1 (14.2), connected to the output of the amplitude limiter 19.1 (19.2), the multiplier 21.1 (21.2), the second input of which is connected with the release of the first g a local oscillator 8.1 (8.2), a band-pass filter 22.1 (22.2) and a phase detector 23.1 (23.2), the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 16.1 (16.2), and the output is the second output of the receiver 14.1 (14.2), form the receiver 14.1 (14.2) .
Между пунктом контроля и управления и каждым территориально-распределенным объектом устанавливается дуплексная радиосвязь с использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) на одной несущей частоте. При этом на пункте контроля и управления эти сигналы излучаются на частотеBetween the monitoring and control point and each geographically distributed object, duplex radio communication is established using complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-FMN) on one carrier frequency. At the same time, at the monitoring and control station, these signals are emitted at a frequency
W1=Wпр1=Wг2,W 1 = Wpr 1 = Wg 2 ,
где Wпр1 - первая промежуточная частота;where Wpr 1 - the first intermediate frequency;
Wг2 - частота гетеродина 16.1 (8.2);Wg 2 - local oscillator frequency 16.1 (8.2);
а принимаются на частотеbut are received at a frequency
W2=Wг1,W 2 = W 1 ,
где Wг1 - частота гетеродина 8.1 (16.2).where Wg 1 is the local oscillator frequency 8.1 (16.2).
На территориально-распределенном объекте наоборот сложные АМ-ФМн-сигналы излучаются на частоте W2, а принимаются на частоте W1.On a geographically distributed object, on the contrary, complex AM-FMN signals are emitted at a frequency of W 2 , and are received at a frequency of W 1 .
Частоты Wг1 и Wг2 гетеродинов 8.1 (16.2) и 16.1 (8.2) разнесены на вторую промежуточную частоту (фиг.2)The frequencies Wg 1 and Wg 2 local oscillators 8.1 (16.2) and 16.1 (8.2) are spaced at the second intermediate frequency (figure 2)
Wг2-Wг1=Wпр2.Wg 2 -Wg 1 = Wpr 2 .
Региональная информационная система связи работает следующим образом.Regional communication information system operates as follows.
При передаче сообщений и команд с пункта контроля и управления включается генератор 3.1 несущей частоты, который формирует высокочастотное колебание (фиг.3, а)When transmitting messages and commands from the control and management point, a carrier frequency generator 3.1 is turned on, which generates a high-frequency oscillation (Fig. 3, a)
Uc1(t)=Vc1·Cos·(Wct+φc), 0≤t≤Tc1,Uc 1 (t) = Vc 1 · Cos · (Wct + φ c ), 0≤t≤Tc 1 ,
где Vc1, Wс, φc, Tc1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, которое поступает на первый вход амплитудного модулятора 4.1. На второй вход амплитудного модулятора 4.1 с выхода источника 1.1 аналоговых сообщений подается модулирующая функция m1(t) (фиг.3, б), содержащая аналоговую информацию. На выходе амплитудного модулятора 4.1 образуется амплитудно-модулированный (AM) сигнал (фиг.3, в)where Vc 1 , Wc, φc, Tc 1 is the amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of the high-frequency oscillation, which is fed to the first input of the amplitude modulator 4.1. At the second input of the amplitude modulator 4.1 from the output of the source 1.1 of analog messages, a modulating function m 1 (t) is supplied (Fig. 3, b) containing analog information. At the output of the amplitude modulator 4.1, an amplitude-modulated (AM) signal is generated (Fig. 3, c)
U1(t)=Vc1·[1+m1(t)]·Cos(Wс·t+φc), 0≤t≤Tc1,U 1 (t) = Vc 1 · [1 + m 1 (t)] · Cos (Wс · t + φc), 0≤t≤Tc 1 ,
который поступает на первый вход фазового манипулятора 5.1, на второй вход которого подается модулирующий код M1(t) (фиг.3, г) с выхода источника 6.1 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 5.1 формируется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) (фиг.3, д)which is fed to the first input of the phase manipulator 5.1, to the second input of which a modulating code M 1 (t) is supplied (Fig. 3, d) from the output of the source 6.1 of discrete messages. At the output of the phase manipulator 5.1, a complex signal is formed with combined amplitude modulation and phase manipulation (AM-FMn) (Fig. 3, d)
U2(t)=Vc1·[1+m1(t)]·Cos(Wc·t+φк1(t)+φc), 0≤t≤Tc1,U 2 (t) = Vc 1 · [1 + m 1 (t)] · Cos (Wc · t + φк 1 (t) + φc), 0≤t≤Tc 1 ,
где φк1(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t), причем φк1(t)=const при кτэ<t<(к+1)τэ и может изменяться скачком при t=кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (к=0, 1, 2,..., N1-1);where φк 1 (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M 1 (t), and φк 1 (t) = const for кτэ <t <(к + 1) τе and can change abruptly at t = кτэ, i.e. at the boundaries between elementary premises (k = 0, 1, 2, ..., N 1 -1);
τэ, N1 - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc1 (Tc1=Nc τэ),τe, N 1 - the duration and number of chips that make up a signal of duration Tc 1 (Tc 1 = Nc τ e ),
который поступает на первый вход первого смесителя 9.1, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 8.1which is supplied to the first input of the first mixer 9.1, the second input of which is supplied with the voltage of the first local oscillator 8.1
Uг1(t)=Vг1·Cos·(Wг1t+φг1).Ug 1 (t) = Vg 1 · Cos · (Wg 1 t + φg 1 ).
На выходе смесителя 9.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 10.1 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частотыAt the output of the mixer 9.1, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 10.1 distinguishes the voltage of the first intermediate (total) frequency
Uпр1(t)=Vпр1·[1+m1(t)]·Cos[Wпр1·t+φк1(t)+φпр1], 0≤t≤Tc1,Upr 1 (t) = Vpr 1 · [1 + m 1 (t)] · Cos [Wpr 1 · t + φк 1 (t) + φпр 1 ], 0≤t≤Tc 1 ,
где Vпр1=½K1·Vc1·Vг1;where Vpr 1 = ½K 1 · Vc 1 · Vg 1 ;
K1 - коэффициент передачи смесителя;K 1 - gear ratio of the mixer;
Wпр1=Wc+Wг1 - первая промежуточная частота;Wpr 1 = W c + Wg 1 - the first intermediate frequency;
φпр1=φс+φг1.φpr 1 = φс + φг 1 .
Это напряжение после усиления в усилителе 11.1 мощности через дуплексер 12.1 излучается приемнопередающей антенной 13.1 в эфир на частоте W1=Wпр1=Wг2, улавливается приемнопередающей антенной 13.2 и через дуплексер 12.2 и усилитель 15.2 мощности поступает на первый вход смесителя 17.2. На второй вход смесителя 17.2 подается напряжение Uг1(t) гетеродина 16.2 территориально-распределенного объекта. На выходе смесителя 17.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 18.2 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты (фиг.3, е)This voltage after amplification in the power amplifier 11.1 through the duplexer 12.1 is transmitted by the transceiver antenna 13.1 at a frequency of W 1 = Wpr 1 = Wg 2 , it is captured by the transceiver antenna 13.2 and through the duplexer 12.2 and the power amplifier 15.2 goes to the first input of the mixer 17.2. At the second input of the mixer 17.2, the voltage Ug 1 (t) of the local oscillator 16.2 of the geographically distributed object is supplied. At the output of the mixer 17.2, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 18.2 is allocated the voltage of the second intermediate (differential) frequency (figure 3, e)
Uпр2(t)=Vпр2·[1+m1(t)]·Cos[Wпр2·t+φк1(t)+φпр2], 0≤t≤Tc1,Upr 2 (t) = Vpr 2 · [1 + m 1 (t)] · Cos [Wpr 2 · t + φк 1 (t) + φпр 2 ], 0≤t≤Tc 1 ,
где Vпр2=1/2K1·Vпр1·Vг1,where V pr2 = 1 / 2K 1 · Vpr 1 · Vg 1 ,
Wпр2=Wпр1-Wг1 - вторая промежуточная частота;Wpr 2 = Wpr 1 -Wg 1 - the second intermediate frequency;
φпр2=φпр1-φг1,φpr 2 = φpr 1 -φg 1 ,
которое поступает на вход амплитудного ограничителя 19.2 и на информационный вход синхронного детектора 20.2. На выходе амплитудного ограничителя 19.2 образуется напряжение (фиг.3, ж)which is fed to the input of the amplitude limiter 19.2 and to the information input of the synchronous detector 20.2. At the output of the amplitude limiter 19.2, a voltage is generated (figure 3, g)
U3(t)=V0·Cos[Wпр2·t+φк1(t)+φпр2], 0≤t≤Tc1,U 3 (t) = V 0 · Cos [Wpr 2 · t + φк 1 (t) + φпр 2 ], 0≤t≤Tc 1 ,
где V0 - порог ограничения,where V 0 is the limit threshold,
которое поступает на опорный вход синхронного детектора 20.2 и на первый вход перемножителя 21.2.which goes to the reference input of the synchronous detector 20.2 and to the first input of the multiplier 21.2.
На выходе синхронного детектора 20.2 образуется низкочастотное напряжение (фиг.3, з)At the output of the synchronous detector 20.2, a low-frequency voltage is generated (Fig. 3, h)
Uн1(t)=Vн1·[1+m1(t)], 0≤t≤Tc1,Un 1 (t) = Vn 1 · [1 + m 1 (t)], 0≤t≤Tc 1 ,
где Vн1=½К2·Vпр2·V0,where Vn 1 = ½K 2 · Vpr 2 · V 0 ,
К2 - коэффициент передачи синхронного детектора,To 2 - the transfer coefficient of the synchronous detector,
пропорциональное модулирующей функции m1(t) (фиг.3, б).proportional to the modulating function m 1 (t) (Fig.3, b).
Это напряжение поступает на первый вход исполнительного блока 24.2.This voltage is supplied to the first input of the executive unit 24.2.
На второй вход перемножителя 21.2 подается напряжение гетеродина 8.2The heterodyne voltage 8.2 is applied to the second input of the multiplier 21.2
Uг2(t)=Vг2·Cos·(Wг2t+φг2),Ug 2 (t) = Vg 2 · Cos · (Wg 2 t + φg 2 ),
на выходе которого образуется напряжение (фиг.3, и)the output of which a voltage is generated (figure 3, and)
U4(t)=V4·Cos[Wг1·t+φк1(t)+φг1], 0≤t≤Tc1,U 4 (t) = V 4 · Cos [W 1 · t + φк 1 (t) + φг 1 ], 0≤t≤Tc 1 ,
где V4=½K3·V0·Vг2;where V 4 = ½K 3 · V 0 · Vg 2 ;
К3 - коэффициент передачи перемножителя,K 3 - transfer coefficient of the multiplier,
которое представляет собой ФМн-сигнал на частоте Wг1 гетеродина 16.2. Это напряжение выделяется полосовым фильтром 22.2 и поступает на информационный вход фазового детектора 23.2, на опорный вход которого подается напряжение Wг1 гетеродина 16.2.which is an FMN signal at a frequency of W 1 heterodyne 16.2. This voltage is allocated by the band-pass filter 22.2 and fed to the information input of the phase detector 23.2, to the reference input of which the voltage Wg 1 of the local oscillator 16.2 is supplied.
На выходе фазового детектора 23.2 образуется низкочастотное напряжение (фиг.3, к)At the output of the phase detector 23.2, a low-frequency voltage is generated (Fig. 3, k)
Uн2(t)=Vн2·Cosφк1(t), 0≤t≤Tc1,Un 2 (t) = Vn 2 · Cosφk 1 (t), 0≤t≤Tc 1 ,
Где Vн2=½K4·V4·Vг1;Where Vn 2 = ½K 4 · V 4 · Vg 1 ;
K4 - коэффициент передачи фазового детектора,K 4 - the transfer coefficient of the phase detector,
пропорциональное модулирующему коду M1(t) (фиг.3, г). Это напряжение поступает на второй вход исполнительного блока 24.2.proportional to the modulating code M 1 (t) (Fig.3, g). This voltage is supplied to the second input of the executive unit 24.2.
При передаче сообщений с территориально-распределенного объекта с помощью генератора 1.2 несущей частоты формируется высокочастотное колебание (фиг.4, а).When transmitting messages from a geographically distributed object using a carrier frequency generator 1.2, a high-frequency oscillation is generated (Fig. 4, a).
Uc2(t)=Vc2·Cos·(Wct+φc), 0≤t≤Tc2,Uc 2 (t) = Vc 2 · Cos · (Wct + φc), 0≤t≤Tc 2 ,
которое поступает на первый вход амплитудного модулятора 4.2. На второй вход амплитудного модулятора 4.2 с выхода источника 1.2 аналоговых сообщений подается модулирующая функция m2(t) (фиг.4, б), содержащая аналоговую информацию. На выходе амплитудного модулятора 4.2 образуется сигнал с амплитудной модуляцией (AM) (фиг.4, в)which goes to the first input of the amplitude modulator 4.2. The second input of the amplitude modulator 4.2 from the output of the source 1.2 of analog messages is supplied with the modulating function m 2 (t) (Fig. 4, b) containing analog information. At the output of the amplitude modulator 4.2, a signal with amplitude modulation (AM) is generated (Fig. 4, c)
U5(t)=Vc2·[1+m2(t)]·Cos(Wc·t+φc), 0≤t≤Tc2,U 5 (t) = Vc 2 · [1 + m 2 (t)] · Cos (Wc · t + φc), 0≤t≤Tc 2 ,
который поступает на первый вход фазового манипулятора 5.2, на второй вход которого подается модулирующий код M2(t) (фиг.4, г) с выхода источника 6.2 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 5.2 формируется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) (фиг.4, д)which is fed to the first input of the phase manipulator 5.2, to the second input of which a modulating code M 2 (t) is supplied (Fig. 4, d) from the output of the source 6.2 of discrete messages. At the output of the phase manipulator 5.2, a complex signal is formed with combined amplitude modulation and phase manipulation (AM-FMN) (Fig. 4, e)
V6(t)=Vc2·[1+m2(t)]·Cos[Wc·t+φк2(t)+φc], 0≤t≤Tc2,V 6 (t) = Vc 2 · [1 + m 2 (t)] · Cos [Wc · t + φк 2 (t) + φ c ], 0≤t≤Tc 2 ,
который поступает на первый вход первого смесителя 9.2, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 8.2which is supplied to the first input of the first mixer 9.2, the second input of which is supplied with the voltage of the first local oscillator 8.2
Uг2(t)=Vг2·Cos·(Wг2t+φг2).Ug 2 (t) = Vg 2 · Cos · (Wg 2 t + φg 2 ).
На выходе смесителя 9.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 10.2 выделяется следующее напряжениеAt the output of the mixer 9.2, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 10.2 provides the following voltage
U7(t)=V7·[1+m2(t)]·Cos[W2·t-φк2(t)+φ2], 0≤t≤Tc2,U 7 (t) = V 7 · [1 + m 2 (t)] · Cos [W 2 · t-φк 2 (t) + φ 2 ], 0≤t≤Tc 2 ,
где V7=½К1·Vc2·Vг2,where V 7 = ½K 1 · Vc 2 · Vg 2 ,
W2=Wг2-Wc;W 2 = W 2 -W c ;
φ2=φг2-φc.φ 2 = φ g 2 -φ c .
Это напряжение после усиления в усилителе 11.2 мощности через дуплексер 12.2 излучается приемнопередающей антенной 13.2 в эфир на частоте W2=Wr, улавливается приемнопередающей антенной 13.1 и через дуплексер 12.1 и усилитель 15.1 мощности поступает на первый вход смесителя 17.1. На второй вход смесителя 17.1 подается напряжение Uг2(t) гетеродина 16.1 пункта контроля и управления. На выходе смесителя 17.1 образуется напряжение комбинационных частот- Усилителем 18.1 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты (фиг.4, е)This voltage after amplification in the power amplifier 11.2 through the duplexer 12.2 is radiated by the transceiver antenna 13.2 on the air at a frequency W 2 = Wr, it is captured by the transceiver antenna 13.1 and through the duplexer 12.1 and the power amplifier 15.1 is fed to the first input of the mixer 17.1. At the second input of the mixer 17.1, the voltage Ug 2 (t) of the local oscillator 16.1 of the monitoring and control point is supplied. At the output of the mixer 17.1, the voltage of the Raman frequencies is generated. The voltage of the second intermediate (difference) frequency is allocated by the amplifier 18.1 (Fig. 4, e)
Uпр3(t)=Vпр3·[1+m2(t)]·Cos[Wпр2·t+φк2(t)+φпр2], 0≤t≤Tc2,Upr 3 (t) = Vpr 3 · [1 + m 2 (t)] · Cos [Wpr 2 · t + φк 2 (t) + φpr 2 ], 0≤t≤Tc 2 ,
где Vпр3=½K1·V7·Vг2;where V pr3 = ½K 1 · V 7 · Vg 2 ;
Wпр2=Wг2-W2 - вторая промежуточная частота;Wpr 2 = Wg 2 -W 2 - the second intermediate frequency;
φпр2=φг2-φ2,φpr r2 = φ 2 -φ 2
которое поступает на вход амплитудного ограничителя 19.1 и на информационный вход синхронного детектора 20.1. На выходе амплитудного ограничителя 19.1 образуется напряжение (фиг.4, ж)which is fed to the input of the amplitude limiter 19.1 and to the information input of the synchronous detector 20.1. The output of the amplitude limiter 19.1 voltage is generated (figure 4, g)
U8(t)=V0·Cos[Wпр2·t+φк2(t)+φпр2], 0≤t≤Tc2,U 8 (t) = V 0 · Cos [Wpr 2 · t + φк 2 (t) + φпр 2 ], 0≤t≤Tc 2 ,
которое поступает на опорный вход синхронного детектора 20.1 и на первый вход перемножителя 21.1.which goes to the reference input of the synchronous detector 20.1 and to the first input of the multiplier 21.1.
На выходе синхронного детектора 20.1 образуется низкочастотное напряжение (фиг.4, з)At the output of the synchronous detector 20.1, a low-frequency voltage is generated (Fig. 4, h)
Uн3(t)=Vн3·[1+m2(t)], 0≤t≤Тс2,Un 3 (t) = Vn 3 · [1 + m 2 (t)], 0≤t≤Tc 2 ,
где Vн3=½К2·Vпр3·V0,where Vn 3 = ½K 2 · Vpr 3 · V 0 ,
пропорциональное модулирующей функции m2(t) (фиг.4, б).proportional to the modulating function m 2 (t) (Fig. 4, b).
Это напряжение поступает на первый вход блока 24.1 регистрации и анализа.This voltage is supplied to the first input of the block 24.1 registration and analysis.
На второй вход перемножителя 21.1 подается напряжение Uг1(t) гетеродина 8.1, на выходе которого образуется напряжение (фиг.4, и)The voltage of U g1 (t) of the local oscillator 8.1 is fed to the second input of the multiplier 21.1, at the output of which a voltage is generated (Fig. 4, and)
U9(t)=V9·Cos[Wг2·t+φк2(t)+φг2], 0≤t≤Tc2,U 9 (t) = V 9 · Cos [W 2 · t + φк 2 (t) + φг 2 ], 0≤t≤Tc 2 ,
где V9=½К3·Vг1·V0,where V 9 = ½K 3 · Vg 1 · V 0 ,
которое представляет собой ФМн-сигнал на частоте Wг2 гетеродина 16.1. Это напряжение выделяется полосовым фильтром 22.1 и поступает на информационный вход фазового детектора 23.1, на опорный вход которого подается напряжение Wг2 гетеродина 16.1. На выходе фазового детектора 23.1 образуется низкочастотное напряжение (фиг.4, к)which is an FMN signal at a frequency of W 2 heterodyne 16.1. This voltage is allocated by the band-pass filter 22.1 and fed to the information input of the phase detector 23.1, to the reference input of which the voltage Wg 2 of the local oscillator 16.1 is supplied. At the output of the phase detector 23.1, a low-frequency voltage is generated (Fig. 4, k)
Uн4(t)=Vн4·Cosφк2(t), 0≤t≤Тс2,Un 4 (t) = Vn 4 · Cosφk 2 (t), 0≤t≤Ts 2 ,
где Vн4=½K·Vг2·V9,where Vn 4 = ½K · Vg 2 · V 9 ,
пропорциональное модулирующему коду M2(t) (фиг.4, г). Это напряжение поступает на второй вход блока 24.1 регистрации и анализа.proportional to the modulating code M 2 (t) (figure 4, g). This voltage is supplied to the second input of the block 24.1 registration and analysis.
Таким образом, предлагаемая региональная информационная система связи по сравнению с базовой системой связи и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает надежный обмен налоговой и дискретной информацией между пунктом контроля и управления и территориально-распределенными объектами. Это достигается установлением между указанными объектами дуплексной радиосвязи на двух частотах W1 и W2 с использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) на одной несущей частоте Wc.Thus, the proposed regional communication information system, in comparison with the basic communication system and other technical solutions of a similar purpose, provides a reliable exchange of tax and discrete information between the control and management center and geographically distributed facilities. This is achieved by the establishment between the indicated objects of duplex radio communication at two frequencies W 1 and W 2 using complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying (AM-PSK) on one carrier frequency Wc.
С точки зрения обнаружения, данные сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, these signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность сложных АМ-ФМн-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный АМ-ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of complex AM-FMN signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex AM-QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex signal is by no means small, it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных АМ-ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных АМ-ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex AM-FMN signals is due to a wide variety of their forms and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimally or at least quasi-optimally process complex AM-FMN signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Сложные АМ-ФМн-сигналы открывают новые возможности в технике передачи сообщений. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени. Принципиально можно отказаться от традиционного метода разделения рабочих частот используемого диапазона между работающими радиостанциями и селекцией их на приемной стороне с помощью частотных фильтров. Его можно заменить новым методом, основанным на одновременной работе каждой радиостанции во всем диапазоне частот сигналами со сложной структурой с выделением радиоприемным устройством сигнала необходимой радиостанции посредством его структурной селекции.Sophisticated AM-FMN signals open up new possibilities in messaging technology. These signals allow the use of a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals. In principle, you can abandon the traditional method of dividing the operating frequencies of the used range between operating radio stations and selecting them on the receiving side using frequency filters. It can be replaced by a new method based on the simultaneous operation of each radio station in the entire frequency range with signals with a complex structure, with the radio receiving device highlighting the signal of the necessary radio station through its structural selection.
Интересной особенностью региональной информационной системы связи, использующей сложные АМ-ФМн-сигналы, являются ее адаптивные свойства: с уменьшением числа работающих радиостанций, устанавливаемых на территориально-разнесенных объектах, помехоустойчивость оставшихся автоматически возрастает. Благодаря частотной избыточности широкополосной системы связи, она может успешно работать при наличии в полосе частот принимаемого сложного АМ-ФМн-сигнала нескольких узкополосных радиостанций. В этом случае пораженные узкополосными помехами участки спектра вырезаются оператором или автоматом.An interesting feature of a regional communication information system that uses complex AM-FMN signals is its adaptive properties: with a decrease in the number of operating radio stations installed at geographically dispersed objects, the noise immunity of the remaining ones automatically increases. Due to the frequency redundancy of a broadband communication system, it can successfully work if there are several narrow-band radio stations in the frequency band of the received complex AM-FMN signal. In this case, parts of the spectrum affected by narrow-band interference are cut out by an operator or an automatic machine.
Территориальные и экспериментальные исследования показали, что исключение более половины полосы частот, занимаемой сложными АМ-ФМн-сигналами, не нарушает нормальной работы такой системы. Естественно, что при этом имеет место снижение помехоустойчивости, пропорциональное ширине полосы вырезаемого участка спектра.Territorial and experimental studies have shown that the exclusion of more than half of the frequency band occupied by complex AM-FMN signals does not interfere with the normal operation of such a system. Naturally, in this case there is a decrease in noise immunity, proportional to the bandwidth of the cut out portion of the spectrum.
Следовательно, использование сигналов со сложной структурой позволяет осуществлять уверенный обмен информацией между пунктом контроля и управления и территориально-распределенными объектами при наличии весьма мощных мешающих узкополосных сигналов в полосе пропускания приемников. Таким путем может быть решена задача, с которой метод частотной селекции принципиально не может справиться.Therefore, the use of signals with a complex structure allows for a reliable exchange of information between the control and management center and geographically distributed objects in the presence of very powerful interfering narrow-band signals in the receiver bandwidth. In this way, a problem can be solved with which the method of frequency selection cannot fundamentally cope.
Следует также отметить, что на пункте контроля и управления сложные АМ-ФМн-сигналы излучаются на частотеIt should also be noted that at the monitoring and control station, complex AM-FMN signals are emitted at a frequency
W1=Wпр1=Wг2,W 1 = Wpr 1 = Wg 2 ,
а принимаются на частотеbut are received at a frequency
W2=Wг1.W 2 = W 1 .
На территориально-распределенном объекте, наоборот, сложные АМ-ФМн-сигналы излучаются на частоте W2, а принимаются на частоте W1. Частоты Wг1 и Wг2 гетеродинов разнесены на вторую промежуточную частотуAt a geographically distributed facility, on the contrary, complex AM-FMN signals are emitted at a frequency of W 2 and received at a frequency of W 1 . The frequencies Wg 1 and Wg 2 local oscillators are spaced at the second intermediate frequency
Wг2-Wг1=Wпр2.Wg 2 -Wg 1 = Wpr 2 .
Тем самым функциональные возможности системы связи расширены.Thus, the functionality of the communication system is expanded.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109995/09A RU2264034C1 (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Regional information communications system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109995/09A RU2264034C1 (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Regional information communications system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004109995A RU2004109995A (en) | 2005-10-10 |
| RU2264034C1 true RU2264034C1 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35850786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004109995/09A RU2264034C1 (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Regional information communications system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2264034C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504903C2 (en) * | 2012-04-04 | 2014-01-20 | Закрытое акционерное общество "Комплексный технический сервис" | Regional information communication system |
| WO2014123451A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-08-14 | Shilov Victor Petrovich | Method for intrapulse direct-sequence spread spectrum modulation/demodulation |
| RU2614016C2 (en) * | 2015-08-13 | 2017-03-22 | Александр Валентинович Зверев | Device for remote monitoring of life support systems of complex objects |
| RU2722237C1 (en) * | 2019-09-26 | 2020-05-28 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for remote monitoring of life support systems of special facilities |
-
2004
- 2004-04-01 RU RU2004109995/09A patent/RU2264034C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504903C2 (en) * | 2012-04-04 | 2014-01-20 | Закрытое акционерное общество "Комплексный технический сервис" | Regional information communication system |
| WO2014123451A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-08-14 | Shilov Victor Petrovich | Method for intrapulse direct-sequence spread spectrum modulation/demodulation |
| RU2528085C1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-09-10 | Виктор Петрович Шилов | Method for intrapulse modulation-demodulation with direct spectrum spreading |
| RU2614016C2 (en) * | 2015-08-13 | 2017-03-22 | Александр Валентинович Зверев | Device for remote monitoring of life support systems of complex objects |
| RU2722237C1 (en) * | 2019-09-26 | 2020-05-28 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for remote monitoring of life support systems of special facilities |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004109995A (en) | 2005-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0302146B1 (en) | A receiver for, and method to receive, frequency hopped signals | |
| US7928832B2 (en) | Method for the operation of RFID read/write devices | |
| US6920172B2 (en) | Dual purpose spread spectrum radio receivers with controlled frequency rejection | |
| NL8900144A (en) | COMMUNICATION DEVICE WITH SPREAD SPECTRUM. | |
| RU2264034C1 (en) | Regional information communications system | |
| JP4746496B2 (en) | Wireless communication device | |
| RU2463736C2 (en) | Method for group processing of channels in intraareal correspondents of basic station of radio telephone network with code division of channels and device for its realisation | |
| RU2614016C2 (en) | Device for remote monitoring of life support systems of complex objects | |
| US2509237A (en) | Radiobroadcasting system | |
| KR100616639B1 (en) | Apparatus for transmitting digital data using SAW filter | |
| US6130914A (en) | Communications system | |
| JP2011188316A (en) | Frequency hopping radio communication device and frequency hopping method of the same, and transmitter and receiver | |
| US9748980B2 (en) | Apparatus and methods of accessing all channels of a superheterodyne receiver simultaneously | |
| Zheng et al. | On the performance of full duplex cognitive anti-jamming receiver impaired by phase noise | |
| US6522637B1 (en) | System and method for allocating a carrier wave frequency of one channel between two carrier wave frequencies of another channel | |
| RU2722237C1 (en) | Device for remote monitoring of life support systems of special facilities | |
| KR20090054803A (en) | Apparatus and method for receiving signal using rf filter bank | |
| RU2504903C2 (en) | Regional information communication system | |
| RU2320091C2 (en) | Communication system of millimeter and sub-millimeter wave range (variants) and receiver-transmitter for communication system of millimeter and sub-millimeter wave range and method for communication in sub-millimeter wave range | |
| KR101416991B1 (en) | Radio Frequency IDentification traceiver system | |
| McGuire et al. | A common-wave duplex pulse-communication system | |
| CN209345151U (en) | A kind of high quality, fast frequency-hopped TDD wireless transceiver system | |
| RU2460205C1 (en) | Regional information communication system | |
| RU2297100C1 (en) | Mode of radio communication | |
| EP0813318B1 (en) | Point to multipoint two-way communications system with frequency selection for base station |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160402 |