RU2446480C1 - Method of sending messages by radio broadcast - Google Patents
Method of sending messages by radio broadcast Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446480C1 RU2446480C1 RU2011112295/11A RU2011112295A RU2446480C1 RU 2446480 C1 RU2446480 C1 RU 2446480C1 RU 2011112295/11 A RU2011112295/11 A RU 2011112295/11A RU 2011112295 A RU2011112295 A RU 2011112295A RU 2446480 C1 RU2446480 C1 RU 2446480C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- transmitter
- voice
- modulation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам передачи сообщений по радиоэфиру, в которых для передачи сообщений используется передатчик голосовой связи. Сообщения могут представлять собой команды, предназначенные для управления охраняемыми транспортными средствами (ТС) или другими объектами охраны, а также данные телеметрической информации. Сообщения передаются на специальную базовую станцию или непосредственно на охраняемое ТС.The invention relates to methods for transmitting messages over the air, in which a voice transmitter is used to transmit messages. Messages can be commands designed to control protected vehicles (TS) or other objects of protection, as well as telemetry information. Messages are transmitted to a special base station or directly to a guarded vehicle.
Такими сообщениями могут быть, например, "Постановка под охрану", "Снятие с охраны", "Разрешение на использование определенному пользователю", "Тревога". Смысл подачи таких сообщений очевиден: даже находясь в отдалении от ТС, владелец ТС может, например, установить запрет на пользование ТС или снять ТС с охраны (для отправки его в пункт сервиса) или указать номер электронного радиобрелока, обладатель которого может пользоваться ТС.Such messages can be, for example, “Arming”, “Disarming”, “Permission to use to a specific user”, “Alarm”. The meaning of submitting such messages is obvious: even being far from the vehicle, the vehicle owner can, for example, establish a ban on the use of the vehicle or disarm the vehicle (to send it to a service point) or indicate the number of the electronic key fob, the owner of which can use the vehicle.
Системы, осуществляющие эту передачу командных сообщений, описаны, например, в патентах RU №2074826 B60R 25/00, RU №2163871 B60R 25/00, G08C 17/02. Однако передача сообщений в известных технических решениях связана с использованием передающих устройств третьих лиц, например пейджинговых компаний. Естественно, такое использование требует дополнительных затрат и, кроме того, вызывает ограничение, связанное с ограниченным покрытием территории пейджинговой компании.Systems that carry out this transmission of command messages are described, for example, in patents RU No. 2074826 B60R 25/00, RU No. 2163871 B60R 25/00, G08C 17/02. However, messaging in known technical solutions involves the use of third-party transmitting devices, such as paging companies. Naturally, such use requires additional costs and, in addition, causes a restriction associated with the limited coverage of the territory of the paging company.
Поэтому желательно отказаться от услуг третьих лиц и непосредственно передавать сообщения получателю, используя стандартную радиоаппаратуру. Такой стандартной, широко распространенной радиоаппаратурой является, безусловно, передатчик голосовой связи. Передача сообщений по радиоэфиру, использующая передатчик голосовой связи, не имеет недостатков и ограничений, связанных с использованием передающих устройств третьих лиц.Therefore, it is advisable to refuse the services of third parties and directly transmit messages to the recipient using standard radio equipment. Such a standard, widespread radio equipment is, of course, a voice transmitter. Transmission of messages over the air using a voice transmitter does not have the disadvantages and limitations associated with the use of third-party transmitting devices.
Способ такой передачи давно известен и описан во множестве публикаций, например в классической монографии И.С.Гоноровского "Радиотехнические цепи и сигналы", Учебник для вузов, Москва, "Радио и связь", 1986 г., стр.7- 12.The method of such transmission has long been known and described in many publications, for example, in the classic monograph by I. S. Gonorovsky, “Radio Technical Circuits and Signals,” Textbook for High Schools, Moscow, “Radio and Communication, 1986, pp. 7-12.
В этом способе на передающей стороне модулируют сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи с использованием последовательных сигналов сообщения, усиливают модулированный сигнал и передают в радиоэфир, а на приемной стороне принимают модулированный сигнал и демодулируют его с получением сообщений.In this method, on the transmitting side, the carrier signal of the voice transmitter is modulated using successive message signals, the modulated signal is amplified and transmitted to the radio, and on the receiving side, the modulated signal is received and demodulated to receive messages.
При передаче голосовых сообщений источником последовательных сигналов сообщения, модулирующих сигнал несущей частоты, является микрофон.When transmitting voice messages, the source of successive message signals modulating the carrier frequency signal is a microphone.
При передаче цифровой последовательности с использованием передатчика голосовой связи таким источником последовательных сигналов сообщения, модулирующих сигнал несущей частоты, является модем.When transmitting a digital sequence using a voice transmitter, such a source of serial message signals modulating the carrier signal is a modem.
В обоих случаях несущая частота передатчика голосовой связи модулируется сигналами, спектр которых лежит в полосе от 300 до 3000 Гц.In both cases, the carrier frequency of the voice transmitter is modulated by signals whose spectrum lies in the band from 300 to 3000 Hz.
Модуляция несущей частоты осуществляется, как правило, методами частотной (ЧМ) или амплитудной модуляции (AM).The carrier frequency modulation is carried out, as a rule, by the methods of frequency (FM) or amplitude modulation (AM).
Дальность связи для любого радиоканала определяется, главным образом, мощностью передатчика и чувствительностью приемника. При этом полоса пропускания приемника должна быть не менее ширины спектра сигнала передатчика.The communication range for any radio channel is determined mainly by the transmitter power and receiver sensitivity. In this case, the receiver bandwidth must be at least the width of the spectrum of the transmitter signal.
Например, при использовании в передатчике голосовой связи ЧМ необходимо выполнять требования ГОСТ 12252-86, который ограничивает использование полосы частот несущей (от 30 до 470 МГц) и мощности. Так, мощность носимого передатчика голосовой связи не должна превышать 2 Вт, а мощность возимого (автомобильного) передатчика голосовой связи не должна превышать 20 Вт. Такие параметры обеспечивают возможность для радиосвязи на расстоянии не свыше 4 км между носимыми радиостанциями и не свыше 10 км между носимой и возимой радиостанциями.For example, when using an FM in a voice communication transmitter, it is necessary to comply with the requirements of GOST 12252-86, which limits the use of the carrier frequency band (from 30 to 470 MHz) and power. So, the power of a portable voice transmitter should not exceed 2 watts, and the power of a portable (car) voice transmitter should not exceed 20 watts. Such parameters provide the opportunity for radio communication at a distance of not more than 4 km between wearable radio stations and not more than 10 km between wearable and mobile radio stations.
Такой способ передачи сообщений по радиоэфиру является ближайшим по технической сущности к заявляемому. Однако дальность передачи сообщений часто не удовлетворяет пользователей. Так, при передаче командных сообщений на охраняемое ТС необходим качественный прием на расстоянии до 50 км и более, что обычные радиостанции просто не обеспечивают.This method of transmitting messages over the air is the closest in technical essence to the claimed. However, the messaging range often does not satisfy users. So, when sending command messages to a protected vehicle, high-quality reception is required at a distance of up to 50 km or more, which ordinary radio stations simply do not provide.
Настоящее изобретение направлено на существенное повышение дальности связи при передаче сообщений.The present invention is directed to a significant increase in the communication range in the transmission of messages.
Предметом изобретения является способ передачи сообщений по радиоэфиру с использованием передатчика голосовой связи, при котором на передающей стороне модулируют сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи с использованием последовательных сигналов сообщения, усиливают модулированный сигнал и передают в радиоэфир, а на приемной стороне принимают модулированный сигнал и демодулируют его с получением сообщений, при этом на передающей стороне вырабатывают вспомогательный синусоидальный сигнал с частотой внутри диапазона модулирующих частот, используемого передатчиком голосовой связи, предварительно модулируют указанный вспомогательный синусоидальный сигнал последовательными сигналами сообщения, для формирования которых используют полосу частот, существенно более узкую, чем полоса модулирующих частот передатчика голосовой связи, полученным предварительно промодулированным сигналом модулируют при передаче сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи, при этом на приемной стороне прием осуществляют на частоте, связанной линейным преобразованием несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, фильтруют принятый сигнал в полосе частот, определяемой полосой частот вспомогательного синусоидального сигнала с учетом его предварительной модуляции последовательными сигналами сообщения, а упомянутую демодуляцию принятого сигнала выполняют в соответствии с выбранной модуляцией вспомогательного синусоидального сигнала.The subject of the invention is a method for transmitting messages over the air using a voice transmitter, in which the carrier signal of the voice transmitter is modulated using serial message signals on the transmitting side, the modulated signal is amplified and transmitted to the radio, and the modulated signal is received and demodulated on the receiving side with the receipt of messages, while on the transmitting side generate an auxiliary sinusoidal signal with a frequency within the range of the mode the frequency of frequencies used by the voice transmitter, pre-modulate the specified auxiliary sinusoidal signal by serial message signals, the formation of which use a frequency band substantially narrower than the baseband of the voice transmitter, the modulated signal is modulated by transmitting the carrier signal of the voice transmitter while reception on the receiving side is carried out at a frequency associated with linear conversion using the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal, the received signal is filtered in the frequency band determined by the frequency band of the auxiliary sinusoidal signal taking into account its preliminary modulation by successive message signals, and said demodulation of the received signal is performed in accordance with the selected modulation of the auxiliary sinusoidal signal.
Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки предложенного способа.Particular essential features of the proposed method contribute to the solution of the problem.
В качестве частоты приема используют частоту, равную сумме несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала.As the reception frequency, a frequency equal to the sum of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used.
В качестве частоты приема используют частоту, равную разности несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала.As the reception frequency, a frequency equal to the difference between the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used.
На приемной стороне прием модулированного сигнала проводят одновременно по двум алгоритмам, в одном из которых в качестве частоты приема используют сумму несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, а в другом - в качестве частоты приема используют разность несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, для каждой методики оценивают качество приема и выбирают методику с лучшим качеством приема.On the receiving side, the modulated signal is received simultaneously by two algorithms, one of which uses the sum of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal as the frequency of reception, and the other uses the difference of the carrier frequency of the voice transmitter and frequency as the frequency of reception auxiliary sinusoidal signal, for each technique, the reception quality is evaluated and the technique with the best reception quality is selected.
При использовании в качестве передатчика голосовой связи передатчика с частотной модуляцией индекс модуляции устанавливают в пределах от 1,5 до 2,5.When using a transmitter with frequency modulation as a voice communication transmitter, the modulation index is set in the range from 1.5 to 2.5.
При использовании в качестве передатчика голосовой связи передатчика с амплитудной модуляцией глубину модуляции устанавливают близкой к 100%.When using a transmitter with amplitude modulation as a voice communication transmitter, the modulation depth is set close to 100%.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение передачи сообщений на расстояния, значительно превышающие возможности радиостанций при передаче голосовых сообщений. Для решения указанной задачи выбран метод повышения чувствительности приемника при приеме сообщений.The objective of the present invention is to provide message transmission over distances significantly exceeding the capabilities of radio stations for transmitting voice messages. To solve this problem, the method of increasing the sensitivity of the receiver when receiving messages is selected.
Чувствительность приемника определяется минимальным уровнем S сигнала, различимого на уровне шумов.The sensitivity of the receiver is determined by the minimum level S of the signal, distinguishable at the noise level.
Из радиотехники известно (например, из упомянутой выше монографии И.С.Гоноровского "Радиотехнические цепи и сигналы", Учебник для вузов, Москва, "Радио и связь", 1986 г.), что величину S можно подсчитать по формуле, обобщенный вид которой может быть представлен следующим образом:From radio engineering it is known (for example, from the above-mentioned monograph of I. S. Gonorovsky "Radio Technical Circuits and Signals", Textbook for Universities, Moscow, "Radio and Communications", 1986) that the value of S can be calculated by the formula, a generalized form of which can be represented as follows:
S=N·(F-1)kT0·Δf,S = N · (F-1) kT 0 · Δf,
где N - постоянный коэффициент - отношение сигнал/шум на входе приемника, которое необходимо обеспечить при приеме сигнала (для кодового сигнала эта величина должна быть в пределах от 5 до 10 дБ, для голосовой связи эта величина установлена равной 12 дБ);where N is a constant coefficient - the signal-to-noise ratio at the input of the receiver, which must be ensured when receiving a signal (for a code signal, this value should be in the range from 5 to 10 dB, for voice communication this value is set to 12 dB);
F - коэффициент шума приемника;F is the noise figure of the receiver;
k - постоянная Больцмана - 1,3806504(24)·10-23Дж/К;k is the Boltzmann constant - 1,3806504 (24) · 10 -23 J / K;
Т0 - температура окружающей среды (в градусах Кельвина);T 0 - ambient temperature (in degrees Kelvin);
Δf- полоса пропускания приемника.Δf is the receiver bandwidth.
В этой формуле все составляющие постоянны, либо (как температура) не зависят от пользователя, кроме полосы пропускания Δf.In this formula, all components are constant, or (as a temperature) are independent of the user, except for the passband Δf.
Таким образом, реальным путем повышения чувствительности приемника голосовой связи является сокращение полосы пропускания. Это ясно не только из анализа формулы, но и из простых рассуждений. Шум приемника близок к белому шуму. Поэтому интенсивность собственного шума приемника прямо пропорциональна выбранной для приема сообщений полосе частот. И чем уже полоса частот, тем меньше мощность шума в этой полосе частот и тем меньше требуется мощность сигнала, чтобы он был различим на фоне шума приемника.Thus, a real way to increase the sensitivity of a voice receiver is to reduce bandwidth. This is clear not only from the analysis of the formula, but also from simple reasoning. The noise of the receiver is close to white noise. Therefore, the intensity of the receiver noise floor is directly proportional to the frequency band selected for receiving messages. And the narrower the frequency band, the less noise power in this frequency band and the less signal power is required so that it is distinguishable from the background noise of the receiver.
Следовательно, значительное увеличение дальности приема сообщений может быть достигнуто при существенном сокращении полосы частот приемника.Therefore, a significant increase in the range of message reception can be achieved with a significant reduction in the frequency band of the receiver.
По сути дела, предлагаемый способ передачи сообщений по радиоэфиру сводится к обеспечению передачи полноценного сообщения при известной и очень узкой установленной полосе частот приемника.In fact, the proposed method of transmitting messages over the air is reduced to ensuring the transmission of a complete message with a known and very narrow installed frequency band of the receiver.
Суть изобретения поясняется на примере реализующей заявляемый способ системы передачи сообщений по радиоэфиру, блок-схема которой приведена на фиг.1 и фиг.2.The essence of the invention is illustrated by an example that implements the inventive method of a system for transmitting messages on the air, the block diagram of which is shown in figure 1 and figure 2.
На фиг.1 приведена блок-схема аппаратурной реализации передающей части системы.Figure 1 shows the block diagram of the hardware implementation of the transmitting part of the system.
На фиг.2 приведена блок-схема аппаратурной реализации приемной части системы.Figure 2 shows the block diagram of the hardware implementation of the receiving part of the system.
На фиг.1 и фиг.2 использованы следующие обозначения: 1 - формирователь сообщения; 2 - модулятор сообщения; 3 - синусоидальный генератор; 4 - модулятор передатчика; 5 - генератор несущей частоты; 6 - усилитель мощности; 7 - антенна передатчика; 8 - антенна приемника; 9 - усилитель высокой частоты; 10 - смеситель; 11 - гетеродин; 12 - фильтр промежуточной частоты; 13 - демодулятор сообщения; 14 - получатель сообщения.In figure 1 and figure 2, the following notation is used: 1 - message former; 2 - message modulator; 3 - sinusoidal generator; 4 - transmitter modulator; 5 - carrier frequency generator; 6 - power amplifier; 7 - transmitter antenna; 8 - receiver antenna; 9 - high frequency amplifier; 10 - mixer; 11 - local oscillator; 12 - intermediate frequency filter; 13 - message demodulator; 14 - message recipient.
Передающая часть системы, реализующей заявляемый способ (фиг.1), включает в свой состав формирователь 1 сообщения, подключенный через модулятор 2 сообщения ко входу синусоидального генератора 3. Выходы синусоидального генератора 3 и генератора 5 несущей частоты подключены к соответствующим входам модулятора 4 передатчика. Выход модулятора 4 передатчика через усилитель 6 мощности подключен к антенне 7 передатчика, выполненной с возможностью передачи сигналов на приемную часть системы.The transmitting part of the system that implements the inventive method (Fig. 1) includes a
В свою очередь, приемная часть системы, реализующей заявляемый способ (фиг.2), включает в свой состав антенну 8 приемника, выполненную с возможностью приема сигналов, передаваемых по радиоэфиру с передающей части на приемную часть системы. Антенна 8 приемника соединена с усилителем 9 высокой частоты, выход которого подключен к первому входу смесителя 10. Со вторым входом смесителя 10 соединен выход гетеродина 11.In turn, the receiving part of the system that implements the inventive method (figure 2) includes a receiver antenna 8, configured to receive signals transmitted over the air from the transmitting part to the receiving part of the system. The antenna 8 of the receiver is connected to a high-
Выход смесителя 10 через фильтр 12 промежуточной частоты соединен с демодулятором 13 сообщения, выполненным с возможностью выделения кода принятого сообщения. Получатель 14 сообщения подключен к выходу демодулятора 13 сообщения и выполнен с возможностью отработки принятого сообщения.The output of the
Описанная выше система передачи сообщений по радиоэфиру была реализована заявителями в виде опытного образца. Формирователь 1 сообщения в виде простой клавиатуры с несколькими кнопками и модулятор 2 сообщения, который подключен к формирователю 1 сообщения, являются стандартными частями многих радиобрелоков, используемых в противоугонных системах ТС. К таким системам можно отнести, например, противоугонную систему BLACK BUG SUPER BT-84L, в состав которой входят четырехкнопочные брелоки, содержащие клавиатуру, состоящую из четырех кнопок, и модулятор.The above-described system of transmitting messages over the air was implemented by the applicants in the form of a prototype. The
Работа синусоидального генератора 3, частота которого модулируется входными воздействиями, описана в ряде публикаций по радиотехнике, например в упомянутой выше монографии И.С.Гоноровского "Радиотехнические цепи и сигналы", Учебник для вузов, Москва, "Радио и связь", 1986 г.The operation of a
Такие функциональные элементы, как последовательно включенные генератор 5 несущей частоты, модулятор 4 передатчика и усилитель 6 мощности с антенной 7 передатчика, являются стандартными частями любого передатчика голосовой связи.Functional elements such as a carrier frequency generator 5, a
Усилитель 9 высокой частоты с антенной 8 приемника, смеситель 10, гетеродин 11 и фильтр 12 промежуточной частоты являются стандартными частями радиоприемника. Демодулятор 13 сообщения и получатель 14 сообщения входят в состав стандартного блока управления противоугонной системы ТС, например упомянутой выше противоугонной системы BLACK BUG SUPER BT-84L.A high-
Таким образом, возможность практической реализации системы, реализующей предлагаемый способ передачи сообщений по радиоэфиру, не вызывает сомнений.Thus, the possibility of practical implementation of the system that implements the proposed method of transmitting messages over the air is not in doubt.
Система, реализующая заявляемый способ передачи сообщений по радиоэфиру, работает следующим образом.A system that implements the inventive method of transmitting messages over the air, works as follows.
Пользователь системы на передающей стороне (фиг.1) с помощью формирователя 1 сообщения задает код передаваемого сообщения. Формирователь 1 сообщения может быть снабжен клавиатурой для задания кода сообщения. С помощью этой клавиатуры и выбирается передаваемое сообщение. Например, пусть пользователь может передавать шесть различных сообщений, тогда для выбора любого из них достаточно иметь блок с тремя кнопками и нажимать либо одну из них, либо одновременно две кнопки в соответствии со следующей таблицей.The user of the system on the transmitting side (figure 1) using the
В приведенной таблице знаком + отмечена нажимаемая кнопка.In the table above, the + button indicates the push button.
При нажатии кнопок модулятор 2 сообщения включает синусоидальный генератор 3 и в зависимости от выбранной в формирователе 1 сообщения комбинации нажатых кнопок задает определенную последовательность управляющих воздействий, с помощью которой осуществляется управление работой синусоидального генератора 3. По окончании заданной последовательности управляющих воздействий модулятор 2 сообщения выключает синусоидальный генератор 3.When the buttons are pressed, the
Включенный синусоидальный генератор 3 формирует синусоидальный сигнал с выбранной заранее частотой Ω. Частота этого сигнала должна лежать внутри диапазона модулирующих частот, используемых передатчиком голосовой связи. Управляющие воздействия модулятора 2 сообщения каким-либо выбранным методом модулируют сигнал синусоидального генератора 3. Таким методом может быть, например, амплитудная, частотная или фазовая модуляция, а также смешанные виды модуляции. Обязательным требованием здесь должно быть условие, чтобы полоса частот ΔF модулированного сигнала синусоидального генератора 3 была бы много меньше собственной частоты Ω сигнала синусоидального генератора 3.The included
Формирователь 1 сообщения, модулятор 2 сообщения и синусоидальный генератор 3 могут входить в состав некоего дополнительного блока, формирующего сигналы, модулирующие передатчик.
Эти сигналы, модулирующие передатчик, могут быть переданы на модулятор 4 передатчика различными методами. Может быть контактное подключение дополнительного блока к определенному соединителю передатчика, может быть звуковое или световое воздействие на передатчик (то есть бесконтактное воздействие).These transmitter modulating signals may be transmitted to
В модуляторе 4 передатчика осуществляется модуляция несущей частоты ω передатчика, вырабатываемой генератором 5 несущей частоты. При этом модуляция происходит в зависимости от выходных сигналов синусоидального генератора 3. Вид модуляции, осуществляемой модулятором 4 передатчика, может быть как ЧМ, так и AM.In the
Сигналы с выхода модулятора 4 передатчика усиливаются в усилителе 6 мощности и через антенну 7 передатчика поступают в радиоэфир.The signals from the output of the
Этот сигнал принимается на приемной части системы антенной 8 приемника и поступает на усилитель 9 высокой частоты.This signal is received at the receiving part of the system by the antenna 8 of the receiver and is fed to the high-
Работа приемной части системы (фиг.2) происходит в соответствии с традиционной работой супергетеродинного приемника. То есть с выхода усилителя 9 высокой частоты сигнал поступает на первый вход смесителя 10. На второй вход смесителя 10 поступает сигнал с выхода гетеродина 11, который представляет собой локальный маломощный генератор сигналов высокой частоты. На выходе смесителя 10, в частности, формируется сигнал разностной частоты сигналов усилителя 9 высокой частоты и гетеродина 11. Этот разностный сигнал выделяется фильтром 12 промежуточной частоты с полосой частот фильтрации, соответствующей полосе частот AF модулированного сигнала синусоидального генератора 3 на передающей стороне. Сигнал с выхода фильтра 12 промежуточной частоты поступает на демодулятор 13 сообщения.The work of the receiving part of the system (figure 2) occurs in accordance with the traditional operation of the superheterodyne receiver. That is, from the output of the high-
Демодулятор 13 сообщения формирует на своем выходе последовательность управляющих воздействий. При правильной работе системы эта последовательность должна соответствовать последовательности, сформированной на передающей стороне на выходе модулятора 2 сообщения. Указанная последовательность подается получателю 14 сообщения, который по ней определяет, какую команду задал потребитель системы с помощью формирователя 1 сообщения. Затем получатель 14 сообщения вырабатывает действия, соответствующие полученной команде. Например, если получателем 14 сообщения является противоугонная система ТС, а полученная команда была командой постановки под охрану, то противоугонная система ТС ставит ТС под охрану, запрещая снятие с охраны для всех владельцев радиобрелоков. То есть для возобновления пользования ТС должна поступить с передающей стороны одна из команд, разрешающих такое пользование.The message demodulator 13 generates at its output a sequence of control actions. With proper operation of the system, this sequence should correspond to the sequence formed on the transmitting side at the output of the
Остается только определить, на какую именно несущую частоту должна быть настроена приемная сторона системы.It remains only to determine which carrier frequency the receiving side of the system should be tuned to.
В соответствии с заявляемым способом эта несущая частота должна быть связана линейным преобразованием несущей частоты ω передатчика, вырабатываемой генератором 5 несущей частоты, и собственной (то есть не учитывающей воздействие модулятора 2 сообщения) частоты Ω сигнала синусоидального генератора 3.In accordance with the claimed method, this carrier frequency must be connected by linearly converting the carrier frequency ω of the transmitter generated by the carrier frequency generator 5 and the natural (i.e., not taking into account the effect of the message modulator 2) frequency Ω of the signal of the
Модулятор 4 передатчика может осуществлять AM. В этом случае выходной сигнал передатчика UAM(t) описывается выражением (И.С.Гоноровский. "Радиотехнические цепи и сигналы", Учебник для вузов, Москва, "Радио и связь", 1986 г., стр.76-81):
UAM(t)=UMcost+1/2UMMcos(ω+Ω)t+1/2UMMcos(ω-Ω)t, U AM (t) = U M cost + 1/2 U M Mcos (ω + Ω) t + 1/2 U M Mcos (ω-Ω) t,
где ω - частота несущей передатчика;where ω is the frequency of the carrier transmitter;
Ω - частота модулирующего сигнала;Ω is the frequency of the modulating signal;
UM - амплитуда сигнала;U M is the signal amplitude;
М - коэффициент модуляции (М≤1).M is the modulation coefficient (M≤1).
Спектр этого сигнала состоит из трех составляющих:The spectrum of this signal consists of three components:
- на несущей частоте ω амплитудой UM;- at a carrier frequency ω with an amplitude of U M ;
- на двух боковых частотах (ω+Ω) и (ω-Ω) амплитудой 1/2 UM М, которая достигает своего максимума (1/2 UМ) при М=1.- two side frequencies (ω + Ω) and (ω-Ω) amplitude half U M M, which reaches its maximum (half U M) for M = 1.
Коэффициент модуляции М, выраженный в процентах, называют глубиной модуляции.The modulation coefficient M, expressed as a percentage, is called the modulation depth.
В каждой боковой составляющей спектра при М=1 (то есть при глубине модуляции, равной 100%) будет сосредоточено 25% мощности передатчика. При уменьшении коэффициента модуляции мощность, сосредоточенная в боковых составляющих спектра, падает. Поэтому в рассматриваемом способе, если модулятор 4 передатчика осуществляет AM, то глубину модуляции устанавливают близкой к 100%.In each side component of the spectrum at M = 1 (that is, with a modulation depth of 100%), 25% of the transmitter power will be concentrated. As the modulation coefficient decreases, the power concentrated in the side components of the spectrum decreases. Therefore, in the considered method, if the
Каждая боковая составляющая спектра соответствует частоте, связанной линейным преобразованием несущей частоты ω передатчика, вырабатываемой генератором 5 несущей частоты, и частоты Ω сигнала синусоидального генератора 3, сигнал которого модулируется модулятором 2 сообщения. Для одной из боковых частот это линейное преобразование соответствует разности частот, а для другой боковой частоты - сумме частот.Each side component of the spectrum corresponds to a frequency associated with a linear transformation of the carrier frequency ω of the transmitter generated by the carrier frequency generator 5 and frequency Ω of the signal of the
Поэтому если в системе, соответствующей заявляемому способу, использовать ΔM, то приемник должен быть настроен на любую из боковых частот (ω+Ω) или (ω-Ω). В этом случае полоса частот приемника должна соответствовать полосе ΔF модуляции частоты Ω сигнала синусоидального генератора 3.Therefore, if ΔM is used in the system corresponding to the claimed method, then the receiver must be tuned to any of the side frequencies (ω + Ω) or (ω-Ω). In this case, the receiver frequency band should correspond to the frequency modulation band ΔF of the frequency Ω of the signal of the
Отношение полосы пропускания приемника, предназначенного для приема голосовой информации, к полосе модуляции ΔF определяет выигрыш в чувствительности приемника. Правда, кроме уменьшения частоты существует и уменьшение полной мощности сигнала в М 2/4 раза, так что на этот коэффициент необходимо уменьшить обеспечиваемое в заявляемом способе повышение чувствительности приемника.The ratio of the passband of the receiver for receiving voice information to the modulation band ΔF determines the gain in the sensitivity of the receiver. However, besides reducing the frequency and there is a decrease in the total power of the signal M 2/4-fold, so that this ratio should be reduced in the present method provided by increasing receiver sensitivity.
Например, при формировании сообщения со скоростью 25 бит/с и использовании AM вспомогательного синусоидального генератора 3, ширина спектра промодулированной боковой полосы частот составляет около 50 Гц. Такой сигнал можно принять и демодулировать с помощью обычного AM приемника для голосовой радиосвязи с полосой пропускания 6000 Гц (при этом потребуется дополнительный детектор), настроенного на частоту ω. Если же использовать методику заявляемого способа, то полосу пропускания можно будет сократить до 50 Гц. При этом приемник должен быть настроен на частоту (ω-Ω) или на частоту (ω+Ω). Полученный при этом выигрыш по чувствительности (четвертая часть отношения полос пропускания) составляет 0,25 6000/50=30.For example, when generating a message at a speed of 25 bit / s and using AM auxiliary
Известно, что дальность радиосвязи (в свободном пространстве) прямо пропорциональна квадратному корню из мощности передатчика и обратно пропорциональна квадратному корню из чувствительности приемника. Поскольку квадратный корень из 30 примерно равен 5,5, то использование заявляемого способа при AM позволяет более чем пятикратно увеличить дальность радиосвязи.It is known that the radio range (in free space) is directly proportional to the square root of the transmitter power and inversely proportional to the square root of the receiver sensitivity. Since the square root of 30 is approximately 5.5, the use of the proposed method with AM allows more than five times to increase the range of radio communications.
Аналогично можно показать, что при использовании ЧМ радиостанций для голосовой радиосвязи и модуляции их синусоидальным вспомогательным сигналом (вырабатываемым синусоидальным генератором 2) так же образуются боковые полосы частот, аналогичные AM.Similarly, it can be shown that when using FM radio stations for voice radio communication and modulating them with a sinusoidal auxiliary signal (generated by a sinusoidal generator 2), side bands similar to AM are also formed.
Как известно, спектр ЧМ колебания описывается формулой:As you know, the spectrum of FM vibrations is described by the formula:
UЧМ(t)=Um[J0(m)cos(ω0t)+J1(m)cos(ω0+Ω)t-J1(m)cos(ω0-Ω)+U FM (t) = U m [J 0 (m) cos (ω 0 t) + J 1 (m) cos (ω 0 + Ω) tJ 1 (m) cos (ω 0 -Ω) +
+J2(m)cos(ω0+2Ω)t-J2(m)cos(ω0-2Ω)t++ J 2 (m) cos (ω 0 + 2Ω) tJ 2 (m) cos (ω 0 -2Ω) t +
+J3(m)cos(ω0+3Ω)t-J3(m)cos(ω0-3Ω)t++ J 3 (m) cos (ω 0 + 3Ω) tJ 3 (m) cos (ω 0 -3Ω) t +
+J4(m)cos(ω0+4Ω)t-J4(m)cos(ω0-4Ω)t+…]+ J 4 (m) cos (ω 0 + 4Ω) tJ 4 (m) cos (ω 0 -4Ω) t + ...]
где J0(m)…Jn(m) - коэффициенты функции Бесселя;where J 0 (m) ... J n (m) are the coefficients of the Bessel function;
m - индекс частотной модуляции.m is the frequency modulation index.
Спектр ЧМ сигнала зависит от индекса m частотной модуляции (поскольку от этой величины зависят функции Бесселя). В частности, при m=2 функция Бесселя J0(m) близка к нулю, a J1(m) достигает максимума. Поэтому с точки зрения эффекта, обеспечиваемого заявляемым способом, оптимальным является индекс частотной модуляции около 2 (реально от 1,5 до 2,5) - в этом случае несущая существенно подавлена и около 50% всей мощности сосредоточено в двух боковых на частотах (ω-Ω) и (ω+Ω).The spectrum of the FM signal depends on the frequency modulation index m (since the Bessel functions depend on this value). In particular, for m = 2, the Bessel function J 0 (m) is close to zero, and J 1 (m) reaches a maximum. Therefore, from the point of view of the effect provided by the claimed method, the optimum is the frequency modulation index of about 2 (actually from 1.5 to 2.5) - in this case, the carrier is significantly suppressed and about 50% of all power is concentrated in two side frequencies (ω- Ω) and (ω + Ω).
Если отбросить из рассмотрения боковые составляющие более высоких порядков на гармониках частоты Ω, то спектр ЧМ сигнала становится очень похож на спектр AM сигнала, и, значит, все вышеизложенное для AM сигналов справедливо и для ЧМ сигналов.If we disregard the higher-order side components at the harmonics of the frequency Ω, then the spectrum of the FM signal becomes very similar to the spectrum of the AM signal, and, therefore, all of the foregoing for AM signals is also true for FM signals.
Из рассмотренных выше спектров AM и ЧМ сигналов видно, что они содержат по две одинаково промодулированных боковых полосы, которые могут быть приняты двумя одинаковыми и независимыми приемниками (при ЧМ модуляции спектр одной боковой будет инверсным по отношению к спектру другой боковой). Прием двумя независимыми приемниками повышает вероятность правильного приема, так как одна из боковых полос может быть поражена помехой.It can be seen from the above spectra of AM and FM signals that they contain two identically modulated sidebands that can be received by two identical and independent receivers (during FM modulation, the spectrum of one side will be inverse with respect to the spectrum of the other side). Reception by two independent receivers increases the likelihood of correct reception, since one of the side bands may be affected by interference.
Эффективность предлагаемого способа подтвердили испытания образцов систем передачи сигналов.The effectiveness of the proposed method was confirmed by testing samples of signal transmission systems.
Необходимо отметить, что рассмотренные в примере конкретного исполнения системы охраны ТС не являются единственно возможными. Предлагаемый способ может быть использован для широкого класса систем передачи данных. В перспективе предлагается использовать предлагаемый способ, например, для дистанционной передачи GPS-координат движущихся объектов (например - ТС), а также в ряде телеметрических систем.It should be noted that the vehicle security systems considered in the example of a specific implementation are not the only ones possible. The proposed method can be used for a wide class of data transmission systems. In the future, it is proposed to use the proposed method, for example, for remote transmission of GPS coordinates of moving objects (for example, a vehicle), as well as in a number of telemetry systems.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112295/11A RU2446480C1 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Method of sending messages by radio broadcast |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112295/11A RU2446480C1 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Method of sending messages by radio broadcast |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2446480C1 true RU2446480C1 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=46030984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112295/11A RU2446480C1 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Method of sending messages by radio broadcast |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446480C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2074826C1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ОРТ" | Method of and device for remote control of car antitheft system |
| RU2122239C1 (en) * | 1998-03-27 | 1998-11-20 | Закрытое акционерное общество "Гео Спектрум Интернэшнл" | Safety, navigation and monitoring system |
| RU2163871C1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-03-10 | Закрытое акционерное общество "Электрон-авто" | Method of and device for remote control of vehicle |
-
2011
- 2011-03-31 RU RU2011112295/11A patent/RU2446480C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2074826C1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ОРТ" | Method of and device for remote control of car antitheft system |
| RU2122239C1 (en) * | 1998-03-27 | 1998-11-20 | Закрытое акционерное общество "Гео Спектрум Интернэшнл" | Safety, navigation and monitoring system |
| RU2163871C1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-03-10 | Закрытое акционерное общество "Электрон-авто" | Method of and device for remote control of vehicle |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОНОРОВСКИЙ И.С. Радиотехнические цепи и сигналы, учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1986, с.7-12. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6211826B2 (en) | ||
| US9037107B2 (en) | Communication device with improved interference rejection and a method therof | |
| KR960702701A (en) | WIRELESS DATA TRANSCEIVER | |
| US20070054639A1 (en) | Apparatus and method for improving the reception of an information signal | |
| CN205490529U (en) | Anti -interference digit transmission device of VHF | |
| RU2446480C1 (en) | Method of sending messages by radio broadcast | |
| US4170757A (en) | Method of and apparatus for transmitting clandestine radio signals | |
| GB551472A (en) | Improvements in modulated high frequency carrier wave signalling systems | |
| CN112217528B (en) | Transmitter, communication system, and electronic device | |
| Costas | Synchronous communications | |
| US7236509B2 (en) | Method of communicating information between a transmitter and a receiver using ultrawideband signals | |
| CN100559725C (en) | The improvement project that relates to heterogeneous receiver | |
| RU2625806C1 (en) | Method of transmission of alarm messages on radio broadcast | |
| US2463505A (en) | Secret signaling system | |
| JP4854606B2 (en) | Multi-channel communication method | |
| US1911091A (en) | Signaling | |
| JP3652821B2 (en) | Band edge frequency detection device of predetermined bandwidth of filter, and SSB transmitter and SSB receiver using the device | |
| JP5160296B2 (en) | Railway vehicle communication system using leaky coaxial cable | |
| JP4383467B2 (en) | High frequency pulse modulation device for radio transmitter and high frequency radio device | |
| JP3594921B2 (en) | Amplitude modulation signal receiving circuit | |
| JPS601787B2 (en) | Wireless transmission method | |
| CN205265668U (en) | LED street lamp signal reception machine and wireless transmission system | |
| RU2222027C1 (en) | Device to determine coordinates of mobile objects, predominantly, collector vehicles | |
| Haddock | A radio frequency measurement technique utilizing audio distortion to access the instantaneous sensitivity of a security systems receiver | |
| RU23221U1 (en) | TELEMETRIC COMMUNICATION RADIO STATION FOR VEHICLE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190401 |