RU2452976C1 - Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system - Google Patents
Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452976C1 RU2452976C1 RU2010142029/28A RU2010142029A RU2452976C1 RU 2452976 C1 RU2452976 C1 RU 2452976C1 RU 2010142029/28 A RU2010142029/28 A RU 2010142029/28A RU 2010142029 A RU2010142029 A RU 2010142029A RU 2452976 C1 RU2452976 C1 RU 2452976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- transmitted
- navigation system
- data
- message
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области подводных исследований и может быть использовано в гидроакустических системах навигации.The invention relates to the field of underwater research and can be used in sonar navigation systems.
Известен (RU, патент №2313816 от 25.08.2005) способ адаптивного приема, анализа и передачи телеметрической информации и система для осуществления этого способа, в которых с целью расширения функциональных возможностей задают "n" уровней, распределенных равномерно в рабочем диапазоне датчика по амплитуде, с учетом рабочего диапазона датчика по частоте.Known (RU, patent No. 2313816 from 08.25.2005) is a method for adaptively receiving, analyzing and transmitting telemetric information and a system for implementing this method, in which, in order to expand the functionality, "n" levels are distributed uniformly in amplitude over the working range of the sensor, taking into account the operating range of the sensor in frequency.
Недостатком данного способа является то, что передаваемая информация обладает большой избыточностью.The disadvantage of this method is that the transmitted information has a large redundancy.
Известен (RU, патент №2342783 от 24.09.2007) способ передачи и приема телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты и устройство для его осуществления, в которых с целью увеличения пропускной способности радиоканала в ограниченной полосе частот с сохранением энергетического потенциала радиолинии передача информации проводится по нескольким синхронным потокам, в каждом из которых на тактовой частоте осуществляется разделение каналов во времени со скважностью Q=2, при этом каждый поток отделен от соседнего по несущей частоте на частотный интервал, равный Fтак*n и сдвинут по времени на половину такта; излучение радиосигналов в эфир осуществляется без разрыва фазы несущего колебания.Known (RU, patent No. 2342783 dated 09.24.2007) is a method for transmitting and receiving telemetric information with time-frequency compression of a radio channel and an analog-to-digital method of frequency (phase) modulation of a carrier frequency and a device for its implementation, in which, in order to increase the bandwidth of the radio channel in a limited frequency band while maintaining the energy potential of the radio link, information is transmitted over several synchronous streams, in each of which the channels are separated at a clock frequency in time with a duty cycle of Q = 2, with each stream separated from the adjacent carrier frequency by a frequency interval equal to F so * n and shifted in time by half a clock cycle; Radiation of radio signals into the air is carried out without breaking the phase of the carrier wave.
Недостатком данного способа является то, что передаваемая информация обладает большой избыточностью, и способ не может быть использован в водной среде ввиду использования радиоволн.The disadvantage of this method is that the transmitted information has a large redundancy, and the method cannot be used in the aquatic environment due to the use of radio waves.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение скорости передачи телеметрической информации для подводной навигационной системы за счет снижения избыточности при передаче без снижения точности (передаются только измененные десятичные разряды параметра), повышенная помехоустойчивость за счет использования сложных фазоманипулированных сигналов.The technical problem to which the invention is directed is to increase the transmission rate of telemetric information for an underwater navigation system by reducing redundancy in transmission without reducing accuracy (only modified decimal places of the parameter are transmitted), increased noise immunity due to the use of complex phase-shifted signals.
Для достижения указанной технической задачи предлагается следующий способ передачи телеметрической информации: телеметрическая информация передается при помощи информационного пакета, имеющего сложную структуру, состоящую из кадров, а каждый кадр содержит в себе пакеты данных - меньшие по объему структуры данных, которые в свою очередь формируются таким образом, чтобы в него входили разряды одного порядка (один разряд - одна десятичная цифра) нескольких параметров (параметр - десятичное число, состоящее из 3-4 цифр).To achieve this technical problem, the following method of transmitting telemetric information is proposed: telemetric information is transmitted using an information package that has a complex structure consisting of frames, and each frame contains data packets - smaller data structures, which in turn are formed in this way so that it includes digits of the same order (one digit is one decimal digit) of several parameters (parameter is a decimal number consisting of 3-4 digits).
Общая структура подводной гидроакустической навигационной системы представлена тремя элементами: 1) обеспечивающее судно с вывесной гидроакустической антенной; 2) автономный необитаемый подводный аппарата, оснащенный гидроакустическим приемо-передающим и навигационным оборудованием; 3) маяк гидроакустической системы навигации.The general structure of the underwater sonar navigation system is represented by three elements: 1) providing a vessel with a suspended sonar antenna; 2) an autonomous uninhabited underwater vehicle equipped with sonar transceiver and navigation equipment; 3) lighthouse sonar navigation system.
Для обмена информацией между всеми тремя элементами используется временное разделение: время функционирование системы разделено на равные навигационные интервалы времени ТН, а каждый навигационный интервал разделен на три периода:To exchange information between all three elements, time separation is used: the time the system operates is divided into equal navigation time intervals T N , and each navigation interval is divided into three periods:
1) в первый период происходит обмен данными между маяком гидроакустической системы навигации и автономным необитаемым подводным аппаратом для осуществления навигации;1) in the first period, data is exchanged between the beacon of the sonar navigation system and an autonomous uninhabited underwater vehicle for navigation;
2) во второй период времени автономный необитаемый подводный аппарат передает телеметрическую информацию обеспечивающему судну;2) in the second period of time, an autonomous uninhabited underwater vehicle transmits telemetry information to the supplying vessel;
3) в третьем периоде происходит передача данных от обеспечивающего судна автономному необитаемому подводному аппарату для передачи ему команд управления.3) in the third period, data is transferred from the supplying vessel to an autonomous uninhabited underwater vehicle for transmitting control commands to it.
Передача телеметрической информации осуществляется посредством информационного сообщения, содержащего непосредственно навигационные и другие данные, а также служебные маркеры. Информационное сообщение может занимать несколько навигационных интервалов в зависимости от объема передаваемых данных и длительности навигационного интервала, при этом информационное сообщение состоит из кадров. Кадр - структура данных в пределах одного навигационного интервала. Кадр состоит из служебных маркеров и пакетов. Пакет - структура данных, содержащая часть навигационных данных и идентификационный маркер. Служебные маркеры - это также структуры данных, но несущие лишь вспомогательную информацию, необходимую для приема и интерпретации всего сообщения.Telemetry information is transmitted by means of an information message containing directly navigation and other data, as well as service markers. An informational message may occupy several navigation intervals depending on the amount of transmitted data and the duration of the navigation interval, while the informational message consists of frames. Frame - data structure within the same navigation interval. A frame consists of service tokens and packets. A package is a data structure that contains part of the navigation data and an identification marker. Service markers are also data structures, but they carry only auxiliary information necessary for receiving and interpreting the entire message.
В начале каждого сообщения стоит стартовый маркер, а в конце сообщения маркер завершения сообщения. Также каждый из пакетов имеет свой уникальный маркер для точной идентификации на приемной стороне, этот маркер стоит в самом начале пакета, а за ним следуют непосредственно данные.At the beginning of each message is a starting marker, and at the end of the message is a message completion marker. Each of the packages also has its own unique marker for accurate identification on the receiving side, this marker is at the very beginning of the package, and immediately followed by data.
Информационные данные передаются в десятичной системе счисления, каждой цифре от 0 до 9 присвоен свой уникальный сложный фазоманипулированный сигнал, модулированный длинной псевдослучайной двоичной последовательностью. Десятичная система кодирования позволила сократить избыточность при передаче информации и упростить на системном уровне аппаратную реализацию системы. Для еще большего сокращения избыточности, а следовательно, снижения длительности передачи и повышения ее скорости передаются только те разряды и только тех параметров, которые претерпели изменение с момента последней передачи. Таким образом, в самом начале работы на обеспечивающее судно отправляются все данные, которые сохраняются в памяти, а затем транслируются только те разряды, которые подверглись изменению. Скорость передачи данных при этом повышается, ведь наиболее часто меняются лишь младшие разряды параметров. А каждый пакет содержит строго фиксированный набор разрядов данных навигации и телеметрии и обладает уникальным идентификатором.Information data is transmitted in decimal notation, each digit from 0 to 9 is assigned its own unique complex phase-shifted signal modulated by a long pseudo-random binary sequence. The decimal coding system allowed to reduce redundancy in the transmission of information and to simplify the system hardware implementation at the system level. To further reduce redundancy, and consequently, reduce the transmission time and increase its speed, only those bits and only those parameters that have changed since the last transmission are transmitted. Thus, at the very beginning of work, all the data that is stored in memory is sent to the supplying vessel, and then only those bits that have undergone change are transmitted. The data transfer speed increases, because only the least significant bits of the parameters change most often. And each package contains a strictly fixed set of bits of navigation and telemetry data and has a unique identifier.
Порядок передачи пакетов строго фиксирован, но при этом передаются лишь те пакеты, в которых содержатся изменившиеся данные. Для потери при передаче по каналу любого из пакетов необходимым и достаточным условием является потеря его идентификационного маркера. В случае наступления подобной ситуации, используя информацию о порядке следования пакетов и данных, содержащихся в каждом из них, приемник делает вывод достоверности тех или иных параметров, возможности их восстановления.The order in which packets are transmitted is strictly fixed, but only those packets that contain changed data are transmitted. For loss of any packet during transmission over the channel, a necessary and sufficient condition is the loss of its identification marker. In the event of a similar situation, using information about the sequence of packets and the data contained in each of them, the receiver concludes the reliability of certain parameters, the possibility of their recovery.
Передача данных должна осуществляться в полосе частот 10,5 - 13,5 кГц (ширина полосы 3 кГц) посредством сложных фазоманипулированных сигналов, их использование позволяет добиться повышенной помехоустойчивости при передаче данных. Сигналы модулируются каждый своей двоичной псевдослучайной последовательностью: десять М-последовательностей длительностью 127 символов кодируют числа от «0» до «9» десятичного представления данных; две М-последовательности длительностью 127 символов кодируют маркеры начала (S) и конца (F) информационного сообщения; различные последовательности Голда длительностью 127 символов кодируют идентификаторы пакетов.Data transmission should be carried out in the frequency band 10.5 - 13.5 kHz (bandwidth 3 kHz) through complex phase-shifted signals, their use allows to achieve increased noise immunity during data transmission. Each signal is modulated by its own binary pseudo-random sequence: ten M-sequences of 127 characters in length encode numbers from "0" to "9" of the decimal representation of the data; two 127-character M-sequences encode the start (S) and end (F) markers of the information message; various Gold sequences of 127 characters encode packet identifiers.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая структура подводной гидроакустической навигационной системы, состоящей из трех элементов: обеспечивающее судно 1 с вывесной гидроакустической антенной; автономный необитаемый подводный аппарат 2, оснащенный гидроакустическим приемо-передающим и навигационным оборудованием; маяк гидроакустической системы навигации 3.The invention is illustrated in the drawing, which shows the General structure of an underwater sonar navigation system, consisting of three elements: providing a vessel 1 with a suspended sonar antenna; Autonomous uninhabited underwater vehicle 2, equipped with sonar transceiver and navigation equipment; sonar navigation system lighthouse 3.
Примеры реализации способа передачи телеметрической информации.Examples of the implementation of the method of transmitting telemetric information.
В начале навигационного интервала в каждом модуле системы начинается отсчет первого временного периода. В этот период происходит обмен информацией между маяком гидроакустической системы навигации 3 и автономным необитаемым подводным аппаратом для осуществления навигации 2. Когда первый период закончен, начинается второй период, в котором происходит передача от автономного необитаемого подводного аппарата 2 на обеспечивающее судно 1. Излучатель автономного необитаемого аппарата 2 формирует новое информационное сообщение, если предыдущее информационное сообщение уже было передано или это начало работы навигационной системы и информационных сообщений еще не было передано. Если же в предыдущий навигационный интервал не было передано все сообщение, то излучатель занимается генерацией информации, которая не была передана за предыдущие навигационные интервалы. Информационное сообщение генерируется таким образом, что одинаковые разряды различных параметров группируются вместе одним пакетом по несколько десятичных цифр (не более пяти). Таким образом, в зависимости от количества передаваемых параметров будет зависеть количество пакетов. Так, если всего 10 параметров по 4 десятичных знака, то для каждой группы разрядов будет использоваться 2 пакета (5 десятичных цифр из разряда n-го порядка 5 параметров одной группы в одном пакете и 5 цифр в другом), и так как разрядов всего 4, то будет использоваться всего 8 различных пакетов. Далее при генерации информационного сообщения учитывается то, какие разряды изменились, а какие нет. Передаются лишь пакеты с теми разрядами, которые были изменены. Так, при первой передаче информационного сообщения передаются все 8 пакетов, а при дальнейшей передаче число передаваемых пакетов меньше, либо равно этому числу. Сообщение генерируется таким образом, что в начале сообщения стоит маркер начала, затем по порядку идут те пакеты, которые необходимы для передачи (с измененными числовыми разрядами), а в завершение всего сообщения стоит маркер конца. В каждом пакете в начале стоит уникальный маркер, который идентифицирует пакет, а затем идут десятичные цифры. Каждый маркер и десятичная цифра представлена своим, уникальным по форме сложным фазоманипулированным сигналом. Приемная сторона на обеспечивающем судне 1 принимает и декодирует сообщение. По окончании второго периода навигационного интервала передача сообщения завершается, даже если оно не было передано целиком (остальные части будут переданы в другие навигационные интервалы). Затем начинается третий период, в котором происходит передача данных от обеспечивающего судна 1 автономному необитаемому подводному аппарату 2 для передачи ему команд управления. По окончании третьего периода начинается новый навигационный интервал и цикл, описанный выше, повторяется.At the beginning of the navigation interval in each module of the system, the countdown of the first time period begins. During this period, information is exchanged between the beacon of the sonar navigation system 3 and the autonomous uninhabited underwater vehicle for navigating 2. When the first period is over, the second period begins, in which there is a transfer from the autonomous uninhabited underwater vehicle 2 to the supply vessel 1. The emitter of the autonomous uninhabited vehicle 2 generates a new information message if the previous information message has already been transmitted or this is the start of the navigation system and information GOVERNMENTAL messages have not yet been transferred. If, however, the entire message was not transmitted to the previous navigation interval, then the emitter is engaged in the generation of information that has not been transmitted for previous navigation intervals. An informational message is generated in such a way that the same bits of different parameters are grouped together in one packet of several decimal digits (no more than five). Thus, depending on the number of transmitted parameters, the number of packets will depend. So, if there are only 10 parameters with 4 decimal places, then for each group of digits 2 packets will be used (5 decimal digits from the n-th order digit 5 parameters of one group in one packet and 5 digits in another), and since there are only 4 digits , then only 8 different packages will be used. Further, when generating an informational message, which categories have changed and which are not. Only packets with those bits that have been changed are transmitted. So, during the first transmission of an informational message, all 8 packets are transmitted, and during further transmission the number of transmitted packets is less than, or equal to this number. The message is generated in such a way that the beginning marker is at the beginning of the message, then in order are the packets that are necessary for transmission (with changed numerical digits), and the end marker is at the end of the entire message. Each package has a unique marker at the beginning that identifies the package, and then decimal digits. Each marker and decimal digit is represented by its own, unique in form, complex phase-manipulated signal. The receiving side on the supply vessel 1 receives and decodes the message. At the end of the second period of the navigation interval, the transmission of the message ends even if it has not been transmitted in its entirety (the remaining parts will be transmitted to other navigation intervals). Then begins the third period in which data is transmitted from the supplying vessel 1 to an autonomous uninhabited underwater vehicle 2 for transmitting control commands to it. At the end of the third period, a new navigation interval begins and the cycle described above is repeated.
Таким образом, при реализации предложенного способа передачи телеметрической информации для гидроакустической навигационной системы обеспечивается повышенная скорость передачи телеметрической информации за счет передачи только тех разрядов и тех параметров, которые были изменены со времени предыдущей передачи, также обеспечивается повышенная помехоустойчивость передачи информации за счет использования сложных фазоманипулированных сигналов.Thus, when implementing the proposed method for transmitting telemetric information for a sonar navigation system, an increased transmission speed of telemetric information is provided due to the transmission of only those bits and those parameters that have been changed since the previous transmission, and an increased noise immunity of information transmission is provided due to the use of complex phase-shifted signals .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010142029/28A RU2452976C1 (en) | 2010-10-13 | 2010-10-13 | Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010142029/28A RU2452976C1 (en) | 2010-10-13 | 2010-10-13 | Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010142029A RU2010142029A (en) | 2012-04-20 |
| RU2452976C1 true RU2452976C1 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=46032307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010142029/28A RU2452976C1 (en) | 2010-10-13 | 2010-10-13 | Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2452976C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU440553A1 (en) * | 1972-05-03 | 1974-08-25 | Военная Инженерная Ордена Ленина, Октябрьской Революции И Суворова Академия Им.Ф.Э.Дзержинского | The method of building a telemetric message |
| SU504229A1 (en) * | 1975-01-15 | 1976-02-25 | Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) | Telemetry transmitter |
| SU1179406A1 (en) * | 1984-04-16 | 1985-09-15 | Предприятие П/Я В-2645 | Device for reducing data redundancy |
| RU2062482C1 (en) * | 1991-08-29 | 1996-06-20 | Владимир Николаевич Черников | System for determination of position of submersible vehicle |
| EP1727106A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-29 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Wireless telemetry |
| RU2351960C1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" | Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring |
| EP1275012B1 (en) * | 2000-03-03 | 2010-09-08 | Atlas Elektronik Gmbh | Methods and systems for navigating under water |
-
2010
- 2010-10-13 RU RU2010142029/28A patent/RU2452976C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU440553A1 (en) * | 1972-05-03 | 1974-08-25 | Военная Инженерная Ордена Ленина, Октябрьской Революции И Суворова Академия Им.Ф.Э.Дзержинского | The method of building a telemetric message |
| SU504229A1 (en) * | 1975-01-15 | 1976-02-25 | Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) | Telemetry transmitter |
| SU1179406A1 (en) * | 1984-04-16 | 1985-09-15 | Предприятие П/Я В-2645 | Device for reducing data redundancy |
| RU2062482C1 (en) * | 1991-08-29 | 1996-06-20 | Владимир Николаевич Черников | System for determination of position of submersible vehicle |
| EP1275012B1 (en) * | 2000-03-03 | 2010-09-08 | Atlas Elektronik Gmbh | Methods and systems for navigating under water |
| EP1727106A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-29 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Wireless telemetry |
| RU2351960C1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" | Method of generating data burst of wireless telemetric system measurements in process of well boring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010142029A (en) | 2012-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2012157363A (en) | TRANSMITTER (OPTIONS) AND METHOD FOR SIGNAL TRANSMISSION (OPTIONS) | |
| HUP0401806A2 (en) | Radio transmission system and method and transmission station apparatus and reception station apparatus used in the radio transmission system | |
| WO2006091499A3 (en) | Method, apparatus and system for power transmitssion | |
| AU2003301501A1 (en) | Method and multiple-antenna device for signal transmission | |
| ECSP045198A (en) | SPECTRUM COMMUNICATIONS SYSTEM SPREADED BY FREQUENCY JUMPS | |
| AR045556A1 (en) | MULTIPLEXING AND TRANSMISSION OF CURRENT MULTIPLES OF DATA IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM OF CARRIER MULTIPLES | |
| AU8032098A (en) | Underwater communication apparatus and communication network | |
| FR2751491B1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING MESSAGES, IN PARTICULAR FOR UPDATING DATA RECORDED IN ELECTRONIC LABELS | |
| AU2015332779A1 (en) | Fast radio frequency communication for sport timing applications | |
| CN111726317B (en) | Rowland C signal modulation method, device, equipment and storage medium | |
| EP1408620B8 (en) | Transmission method and transmitter for an ultra-wide bandwidth telecommunication system | |
| FR2815496B1 (en) | METHOD FOR TRANSMITTING MULTIPLE INFORMATION SYMBOLS | |
| ATE382228T1 (en) | METHOD FOR TRANSMITTING DATA USING CHAOTIC SIGNALS | |
| RU2007132480A (en) | IMPROVEMENTS IN TRANSMISSION SYSTEMS WITH AN EXTENDED SPECTRUM OR RELATED TO SUCH SYSTEMS | |
| RU2452976C1 (en) | Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system | |
| CN115695116B (en) | Tracking signaling control method and device based on time synchronization | |
| JP2013085183A (en) | Optical signal transmitting apparatus | |
| EP1578077A4 (en) | Data transmission system and data transmission device | |
| RU2005141510A (en) | ARCHITECTURE OF MULTISTATIC ACOUSTIC SYSTEM | |
| RU2685415C2 (en) | Multichannel system for controlling information channels of receiving-transmitting modules of active phased antenna array of radar station with code separation of channels | |
| JP2005502229A5 (en) | ||
| SU1290557A1 (en) | System for transmission and reception of digital information | |
| SU725247A1 (en) | System for remote monitoring of distributed objects | |
| SU698033A1 (en) | Information transmitting device | |
| RU2018113393A (en) | Method for transmitting information in a multi-channel sonar communication system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121014 |