RU2516704C2

RU2516704C2 - System for radio communication with mobile objects

Info

Publication number: RU2516704C2
Application number: RU2012122281/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кейстович
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012122281A

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: invention relates to data communication radio systems and can be used for communication between mobile objects, ground-based systems and transmitting HF stations. Through combined processing of HF radio signals received from a mobile object, ground-based systems and other radiation sources, the ground-based systems include a receiving phased antenna array and a unit for calculating the position of mobile objects, which facilitate dynamic control of communication resources.

EFFECT: high accuracy of predicting and selecting frequency, which is optimum at the present moment in time, for ground-based systems for servicing mobile objects.

4 dwg

Description

Изобретение относится к системам обмена данными и может быть использована для реализации информационного обмена между подвижными объектами (ПО) и источниками (получателями) информации через наземные комплексы (НК).The invention relates to data exchange systems and can be used to implement information exchange between moving objects (software) and sources (recipients) of information through ground-based systems (NK).

Известна система радиосвязи с подвижными объектами [1]. В этой системе во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом. Принимаемые наземным комплексом из канала «воздух-земля» сообщения через аппаратуру передачи данных поступают в вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ) на базе ПЭВМ, где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена, производится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, хранящимися в его памяти. При совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО и состоянии его датчиков выводится на экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ на базе ПЭВМ решается задача обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ПО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, необходимость ретрансляции сигналов определяется программно. Выбирается один из ПО, который назначается ретранслятором сообщений или используется канал ДКМВ диапазона. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ПО определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК за радиогоризонт выбранному подвижному объекту. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) ПО или канала ДКМВ диапазона, может быть доставлено N-му ПО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладываются номер ПО, назначенного ретранслятором в канале MB диапазона, и адреса подвижных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ПО сообщения анализируются в блоке анализа типа сообщений для решения вопроса о направлении данных по двунаправленной шине на систему управления объекта или ретрансляции их на соседний ПО.Known radio communication system with moving objects [1]. In this system, while moving, moving objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex. The messages received by the ground-based complex from the air-ground channel through the data transmission equipment are sent to a computer-based workstation computer (AWP), where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the address received in the message is identified with the addresses of the moving objects stored in his memory. If the address of the moving object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software and the state of its sensors is displayed on the monitor screen of the ground workstation. In the PC-based automated workstation computer, the problem of providing constant radio communication with all N software is solved. If at least one of the software products goes beyond the radio horizon or approaches the border of a stable radio communication zone, the need for signal relaying is determined by software. One of the software is selected, which is assigned by the message relay or the channel of the DKMV band is used. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining software, the optimal paths for delivering messages to the selected moving object remote from the satellite for the radio horizon are determined. A message from the SC through a serial chain consisting of (N-1) software or a channel of the DKMV range can be delivered to the N-th software. To do this, on the NK in the shaper of the type of relayed messages, the number of the software assigned by the relay in the MB channel of the range and the addresses of the moving objects that provide the specified message traffic are laid down in a predetermined category (header) of the transmitted codegram. Messages received by the software are analyzed in a message type analysis unit to resolve the issue of sending data via a bi-directional bus to the facility's control system or relaying them to neighboring software.

В обычном режиме, когда не требуется ретрансляция сигналов с НК, осуществляется адресный опрос ПО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображается на мониторе АРМ. На ПО после прохождения через антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал поступает в бортовой вычислитель, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного объекта. Далее сообщение передается в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где происходит дешифрация полученного заголовка (служебной части) сообщения и определяется, в каком режиме должна работать аппаратура ПО. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя и при необходимости выводится на экран блока регистрации данных. Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «оператор-пилот» взамен существующей речевой информации. Они предназначены для выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набора произвольного текста. Отображение набираемых и принятых сообщений осуществляется на блоке регистрации данных ПО и мониторе АРМ НК соответственно. Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОHACC/GPS записываются в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ПО обрабатываются в наземном вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.In normal mode, when relaying signals from the NK is not required, an address polling of the software is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message typed by the operator (dispatcher) is displayed on the AWP monitor. After passing through the antenna, radio station, data transmission equipment, the software enters the on-board computer, where the received address in the message is identified with its own address of the moving object. Further, the message is transmitted to the analysis unit of the type of relayed message, where the received header (service part) of the message is decrypted and it is determined in which mode the software hardware should work. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer and, if necessary, is displayed on the screen of the data recording unit. Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the channel "operator-pilot" instead of existing voice information. They are designed to select permission / information / request message elements that correspond to the accepted speech phraseology, and to set up arbitrary text. The display of dialed and received messages is carried out on the software data recording unit and the workstation monitor NK, respectively. Messages from the outputs of the receivers of signals of global navigation satellite systems GLOHACC / GPS are recorded in the memory of ground and airborne computers with reference to global time and are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each software. Accepted by the NK navigation messages from all software are processed in the ground computer and displayed on the workstation monitor screen.

Однако следует отметить следующие недостатки:However, the following disadvantages should be noted:

- отсутствует анализ состояния ионосферы и параметров каналов связи в ДКМВ диапазоне на данный момент времени и соответствующая оперативная коррекция планов связи с ПО. Поэтому существующее планирование связи малоэффективно, поскольку вместо постоянно меняющихся исходных данных о состоянии ионосферы используются среднестатистические данные, которые могут отличаться для конкретного времени суток и связь в ДКМВ диапазоне будет неустойчивой;- there is no analysis of the state of the ionosphere and parameters of communication channels in the DKMV range at a given time and the corresponding operational correction of communication plans with software. Therefore, existing communication planning is ineffective, because instead of constantly changing initial data on the state of the ionosphere, average statistics are used, which may differ for a particular time of day and communication in the DKMV range will be unstable;

- формирование плана связи, как правило, осуществляется на основе специализированных пакетов прикладных программ, включающих модели солнечного цикла и ионосферного распространения радиоволн с учетом параметров приемопередающей аппаратуры и антенн. Тем не менее, несмотря на совершенство самих программ, вероятность точного прогноза в реальном масштабе времени мала.- the formation of a communication plan, as a rule, is carried out on the basis of specialized application software packages, including models of the solar cycle and ionospheric propagation of radio waves, taking into account the parameters of transceiver equipment and antennas. Nevertheless, despite the perfection of the programs themselves, the likelihood of an accurate forecast in real time is small.

В известной системе радиосвязи с подвижными объектами [2], состоящей из М наземных комплексов, соединенных радиоканалами связи с N подвижными объектами, НК собой соединены двухсторонними связями с помощью наземной сети передачи данных. Наземный комплекс содержит наземные антенны и радиостанции MB и ДКМВ диапазонов. Управление обменом данными между НК и ПО осуществляется с помощью вычислителя АРМ. Общая синхронизация процессов обработки сигналов в системе обеспечивается тактовыми импульсами приемника сигналов навигационных спутниковых систем.In the known radio communication system with mobile objects [2], consisting of M ground complexes connected by radio channels to N mobile objects, NKs are connected by two-way communications using a land data network. The ground complex contains terrestrial antennas and radio stations MB and DKMV ranges. Management of data exchange between NK and software is carried out using the workstation calculator. General synchronization of signal processing processes in the system is provided by clock pulses of the signal receiver of navigation satellite systems.

В состав каждого из подвижных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, вход/выход которого соединен с входом блока регистрации данных и через последовательно соединенные бортовую аппаратуру передачи данных, бортовую радиостанцию подключен к бортовой антенне. Первый и второй входы/выходы бортовой радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам бортового вычислителя и бортовой аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к бортовой антенне ДКМВ диапазона. Передающие станции ДКМВ диапазона в количестве В штук подключены двухсторонними связями к наземной сети передачи данных, а по радиоканалам - к М наземным комплексам. В состав наземного комплекса системы входят: модуль сопряжения, подключенный двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземного вычислителя и наземной сети передачи данных, К направленных антенн ДКМВ диапазона с соответствующими К приемниками ДКМВ диапазона, соединенными с соответствующими К входами/выходами вычислителя автоматизированного рабочего места. Каждая из В передающих станций ДКМВ диапазона содержит антенну ДКМВ диапазона, подключенную через последовательно соединенные передатчик ДКМВ диапазона и формирователь сигналов к соответствующему входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места.Each of the moving objects includes on-board sensors, a signal receiver of navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the input of the data recording unit and through in series connected on-board data transmission equipment, the on-board radio station is connected to the on-board antenna. The first and second inputs / outputs of the DKMV on-board radio station are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the on-board computer and on-board data transmission equipment, respectively, and the third input / output is connected to the on-board antenna of the DKMV range. The transmitting stations of the DKMV range in the amount of pieces are connected by two-way communications to the ground-based data transmission network, and via radio channels to M ground-based complexes. The ground-based complex of the system includes: an interface module connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the ground computer and the ground data network, K directional antennas of the DKMV band with the corresponding K receivers of the DKMV range, connected to the corresponding K inputs / outputs of the computer of the workstation. Each of the B transmitting stations of the DKMV range contains an antenna of the DKMV range connected through a series-connected transmitter of the DKMV range and a signal conditioner to the corresponding input / output of the computer of the workstation.

В ситуации, когда одно или несколько ПО вышли за пределы прямой видимости соответствующего НК или не удается организовать с этими ПО обмен данными даже через цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО, осуществляется переход по взаимно увязанным во времени командам с бортового и наземного вычислителей на замену радиолинии связи MB диапазона на радиолинию связи ДКМВ диапазона, состоящую из бортовой радиостанции ДКМВ диапазона, бортовой антенны ДКМВ диапазона, наземной радиостанции ДКМВ диапазона, наземной антенны ДКМВ диапазона.In a situation when one or several softwares have gone beyond the line of sight of the corresponding NK or it is not possible to organize data exchange with these softwares even through a chain consisting of (N-1) -th software, a transition is carried out according to commands mutually linked in time from the onboard and ground computers for replacing the MB radio communication line with the DKMV radio communication line, consisting of the DKMV airborne radio station, the DKMV airborne antenna, the DKMV airborne radio station, and the DKMV airborne antenna.

С помощью модуля сопряжения с наземной сетью передачи данных для каждого из ПО, оборудованных ДКМВ радиостанцией, осуществляется передача (прием) пакетов данных на несколько наземных комплексов. В этом случае на ПО по принятым маркерам определяется НК, параметры радиосигналов которого принимаются наиболее устойчиво, и через него начинается обмен данными. В бортовом и наземном вычислителях хранятся предварительно заложенные таблицы со списками и параметрами НК, передающих станций ДКМВ диапазона и наборами назначенных им частот. В бортовом вычислителе заложены также координаты всех НК. Каждый НК периодически излучает сигналы управления/синхронизации/связи, используемые на ПО в качестве маркеров, на всех назначенных ему частотах. Принимаемые на ПО радиосигналы используются для оценки параметров канала связи ДКМВ диапазона. Для установления линии связи с НК в бортовом вычислителе автоматически анализируются принимаемые сигналы управления/синхронизации/связи от всех наземных комплексов на всех частотах и выбираются лучшие частоты (например, по отношению сигнал/шум или величине мощности принимаемого сигнала) и наземные комплексы для реализации известного принципа адаптации по частоте и пространству. По измеренному отношению сигнал/шум, в бортовом вычислителе выбирается скорость передачи данных, а также вид модуляции и кодирования. Оценка отношения сигнал/шум осуществляется всеми НК и ПО каждый раз при приеме информационного сообщения или сигнала управления/синхронизации/связи. Сведения об оптимальном на данный момент времени канале сообщаются на противоположную сторону в виде рекомендуемых частот и скорости передачи данных.Using the interface module with a ground-based data network for each of the software equipped with a DKMV radio station, data packets are transmitted (received) to several ground-based systems. In this case, based on the received markers, software is determined on the software based on the received markers, the radio signal parameters of which are received most stably, and data exchange begins through it. On-board and ground-based computers store pre-laid tables with lists and parameters of NK transmitting DKMV stations and sets of frequencies assigned to them. The onboard computer also contains the coordinates of all NK. Each NK periodically emits control / synchronization / communication signals used on the software as markers at all frequencies assigned to it. The received radio signals are used to evaluate the parameters of the DKMV communication channel. To establish a communication line with the NK in the on-board computer, the received control / synchronization / communication signals from all ground-based complexes at all frequencies are automatically analyzed and the best frequencies are selected (for example, signal-to-noise ratio or received signal strength) and ground-based systems to implement the well-known principle adaptation in frequency and space. Based on the measured signal-to-noise ratio, the data rate, as well as the type of modulation and coding, are selected in the on-board computer. Evaluation of the signal-to-noise ratio is carried out by all ND and software each time a data message or control / synchronization / communication signal is received. Information about the optimal channel at the given time is reported to the opposite side in the form of recommended frequencies and data transfer rates.

Однако аналогу присущи следующие недостатки:However, the analogue has the following disadvantages:

- анализ качества радиоканала связи на ПО осуществляется всего по одному каналу связи (с помощью приема и оценке сигнала на одной частоте), что не позволяет сделать прогноз по организации качественного канала радиосвязи;- analysis of the quality of the radio communication channel on the software is carried out through only one communication channel (using the reception and evaluation of the signal at one frequency), which does not allow predicting the organization of a high-quality radio communication channel;

- из-за негибкой неперестраиваемой структуры в системе могут быть определены оптимальные частоты только в одном конкретном направлении;- due to the inflexible non-tunable structure in the system, the optimal frequencies can be determined in only one specific direction;

- при сканировании ионосферы в системе вносятся помехи в приемники собственного НК и на входы приемников удаленных НК, находящихся в направлении главного лепестка диаграммы направленности передающей антенны;- when scanning the ionosphere in the system, interference is introduced into the receivers of their own NK and to the inputs of the receivers of the remote NK located in the direction of the main lobe of the radiation pattern of the transmitting antenna;

- не используются сигналы существующих зарубежных (с известными координатами) передающих станций ионосферного мониторинга и узлов системы HFDL, имеющих известное время формирования маркеров (зондирующих сигналов) и сетки номиналов выделенных частот;- signals of existing foreign (with known coordinates) transmitting stations of ionospheric monitoring and nodes of the HFDL system having a known time of formation of markers (probing signals) and a grid of nominal frequencies of the allocated frequencies are not used;

- отсутствует обмен данными об оптимальных частотах в конкретном направлении между разнесенными в пространстве наземными комплексами.- there is no exchange of data on optimal frequencies in a particular direction between spatially separated ground-based complexes.

Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [3], которая и принята за прототип. Система радиосвязи с подвижными объектами, состоящая из М наземных комплексов, соединенных радиоканалами связи с N подвижными объектами, а между собой подключенных двухсторонними связями наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, причем наземный комплекс содержит наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, первый и второй входы/выходы наземной радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземного вычислителя и наземной аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к наземной антенне ДКМВ диапазона, в состав каждого из подвижных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, бортовой вычислитель соединен с входом блока регистрации данных и через последовательно соединенные бортовую аппаратуру передачи данных, бортовую радиостанцию подключен к бортовой антенне, первый и второй входы/выходы бортовой радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам бортового вычислителя и бортовой аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к бортовой антенне ДКМВ диапазона. Передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого ПО, второго ПО и далее до N-го ПО, а передача данных с N-го ПО на НК осуществляется в обратном порядке, введены В передающие станции ДКМВ диапазона, подключенные двухсторонними связями к наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, а по радиоканалам - к М наземным комплексам, модуль сопряжения, подключенный двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземного вычислителя и наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, К направленных антенн, ДКМВ диапазона с соответствующими К приемниками ДКМВ диапазона, соединенными двухсторонними связями с соответствующими К входами/выходами, вычислителя автоматизированного рабочего места. Каждая из В передающих станций ДКМВ диапазона содержит антенну ДКМВ диапазона, подключенную через последовательно соединенные передатчик ДКМВ диапазона и формирователь сигналов к соответствующему входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места, первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, модуль сопряжения подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземного вычислителя и наземной сети передачи данных с входом/выходом системы. В состав каждого ПО системы введены L приемников ДКМВ диапазона, соединенные двухсторонними связями с соответствующими L входами/выходами бортового вычислителя. Входы L бортовых приемников ДКМВ диапазона подключены к бортовой антенне ДКМВ диапазона, а наземный комплекс имеет дополнительный вход для приема радиосигналов ДКМВ диапазона от источников излучения, не входящих в систему.The closest in purpose and most of the essential features is a radio communication system with moving objects [3], which is taken as a prototype. A radio communication system with mobile objects, consisting of M ground complexes connected by radio channels to N mobile objects, and interconnected by two-way communications of a terrestrial data network with the input / output of the system, and the ground-based complex contains a ground antenna, a radio station connected by two-way communications through equipment data transmission to the first input / output of a computer of a workstation (AWS), the first input of which is connected to a signal receiver of navigation satellite systems Ie, the second input is to the AWP control panel, and the output is to the AWP monitor, a relay type shaper connected to the corresponding input of the AWP computer, the first and second inputs / outputs of the DKMV terrestrial radio station are connected by two-way connections to the corresponding inputs / outputs of the ground computer and ground-based data transmission equipment, respectively, and the third input / output - to the ground-based antenna of the DKMV range, each of the moving objects includes on-board sensors, a receiver of navigation satellite signals systems, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the bi-directional bus of the control system of the moving object, the on-board computer is connected to the input of the data recording unit and through the serial-connected on-board data transmission equipment, the on-board radio station is connected to the on-board antenna, the first and second inputs / outputs of the on-board radio station DKMV range sub yucheny talkback to respective inputs / outputs of the onboard computer and on-board data communications equipment, respectively, and the third input / output - to an onboard antenna HF range. Data transmission from ND is provided through a chain of serially connected first software, second software, and then to the N-th software, and data is transmitted from the N-th software to the NK in the reverse order, entered into transmitting stations of the DCMV range connected by two-way communications to the ground network data transmission with system input / output, and via radio channels to M ground complexes, a pairing module connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of a ground computer and ground data network with system input / output, K ex antennas, DKMV range with the corresponding K receivers of the DKMV range, connected by two-way communications with the corresponding K inputs / outputs, computer workstation. Each of the B transmitting stations of the DKMV range contains an antenna of the DKMV range connected through a series-connected transmitter of the DKMV range and a signal conditioner to the corresponding input / output of the computer of the workstation, the first input of which is connected to the receiver of signals from navigation satellite systems, the second input is to the AWP control panel and the output is to the workstation monitor, the interface module is connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the ground computer and the ground network and data input / output system. The structure of each software system introduced L receivers DKMV range connected by two-way communications with the corresponding L inputs / outputs of the on-board computer. The inputs L of the on-board receivers of the DKMV range are connected to the on-board antenna of the DKMV range, and the ground complex has an additional input for receiving radio signals of the DKMV range from radiation sources not included in the system.

Однако прототипу присущи следующие недостатки:However, the prototype has the following disadvantages:

- не учитываются моменты времени, когда подвижный объект попадает в так называемые «мертвые зоны», в которых практически отсутствует связь в ДКМВ диапазоне;- time points are not taken into account when a moving object falls into the so-called "dead zones", in which there is practically no communication in the DKMV range;

- при анализе принимаемых радиосигналов от сопровождаемых ПО на соседних НК неизвестно точное время выдачи запросного сообщения с активного наземного комплекса и ответа на него с сопровождаемого подвижного объекта, как и неизвестно его местоположение;- when analyzing the received radio signals from the accompanying software at neighboring NKs, the exact time of issuing the request message from the active ground complex and the answer to it from the tracking mobile object, as well as its location is unknown;

- затруднена организация метода совместного частотного и пространственного разнесения при адаптации системы.- it is difficult to organize a method of joint frequency and spatial diversity when adapting the system.

Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение точности прогноза и выбора оптимальной на данный момент времени частоты для наземных комплексов при обслуживании подвижных объектов.Thus, the main technical problem to which the claimed utility model is directed is to increase the accuracy of the forecast and select the optimal frequency at the given time for ground systems when servicing moving objects.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, состоящую из М наземных комплексов, соединенных радиоканалами связи с N подвижными объектами, а между собой подключенных двухсторонними связями наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, причем наземный комплекс содержит наземную антенну MB диапазона, соединенную с радиостанцией MB диапазона, которая подключена двухсторонними связями через наземную аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места, первый вход которого подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, первый и второй входы/выходы наземной радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам вычислителя АРМ и наземной аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к наземной антенне ДКМВ диапазона, модуль сопряжения наземного комплекса, подключенный двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам вычислителя АРМ и наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, К приемников ДКМВ диапазона, соединенных двухсторонними связями с соответствующими К входами/выходами вычислителя автоматизированного рабочего места, в состав каждого из подвижных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, бортовой вычислитель соединен с входом блока регистрации данных и через последовательно соединенные бортовую аппаратуру передачи данных, бортовую радиостанцию подключен к бортовой антенне, первый и второй входы/выходы бортовой радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам бортового вычислителя и бортовой аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к бортовой антенне ДКМВ диапазона, L входов/выходов приемников ДКМВ диапазона соединены двухсторонними связями с соответствующими L входами/выходами бортового вычислителя, высокочастотные входы L бортовых приемников ДКМВ диапазона подключены также к бортовой антенне ДКМВ диапазона, причем передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого ПО, второго ПО и далее до N-го ПО, а передача данных с N-го ПО на НК осуществляется в обратном порядке, В передающие станции ДКМВ диапазона, подключенные двухсторонними связями к наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, а по радиоканалам - к М наземным комплексам, каждая из В передающих станций ДКМВ диапазона содержит антенну ДКМВ диапазона, подключенную через последовательно соединенные передатчик ДКМВ диапазона и формирователь сигналов к соответствующему входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места, первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, модуль сопряжения передающей станции ДКМВ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземного вычислителя и наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, в состав каждого НК системы дополнительно введены блок вычисления местоположения подвижных объектов, подключенный двухсторонними связями к вычислителю АРМ, и приемная фазированная антенная решетка ДКМВ диапазона, вход управления которой подключен к соответствующему выходу вычислителя АРМ, высокочастотные выходы - к входам соответствующих К приемников ДКМВ диапазона, а высокочастотный вход приемной фазированной антенной решетки ДКМВ диапазона является входом наземного комплекса для приема радиосигналов ДКМВ диапазона от источников излучения, не входящих в систему.The specified technical result is achieved by the fact that in a radio communication system with moving objects, consisting of M ground-based complexes connected by radio channels to N moving objects, and interconnected by two-way communications of a ground-based data network with the input / output of the system, and the ground-based complex contains a ground-based antenna MB range, connected to the MB range radio station, which is connected by two-way communications via ground-based data transmission equipment to the first input / output of the computer a workstation, the first input of which is connected to the signal receiver of global navigation satellite systems, the second input is to the AWP control panel, and the output is to the AWP monitor, a relay type shaper connected to the corresponding input of the AWP calculator, the first and second inputs / outputs of the ground DKMV radio stations are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the AWP computer and ground-based data transmission equipment, respectively, and the third input / output is connected to the DKMV terrestrial antenna a, the interface module of the ground complex, connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the workstation computer and the ground data network with the system input / output, K DKMV receivers connected by two-way communications with the corresponding To the inputs / outputs of the computer of the workstation, each mobile objects include airborne sensors, a receiver of signals of global navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages, and an airborne former of the retr type messages being sent, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the on-board computer is connected to the input of the data recording unit and through the on-board data transmission equipment, the on-board radio is connected to the on-board antenna, the first and second inputs / outputs of the DKMV on-board radio station are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the on-board radio For and on-board data transmission equipment, respectively, and the third input / output is to the onboard antenna of the DKMV range, the L inputs / outputs of the DKMV receivers are connected by two-way communications with the corresponding L inputs / outputs of the on-board computer, the high-frequency inputs L of the on-board receivers of the DKMV range are also connected to the onboard antenna DKMV range, moreover, the transmission of data from the NK is provided through a chain of serially connected first software, the second software and then to the N-th software, and data is transmitted from the N-th software to the NK m order, To transmitting stations of the DKMV range, connected by two-way communications to the ground data network with the input / output of the system, and via radio channels to the M ground complexes, each of the B transmitting stations of the DKMV range contains an antenna of the DKMV range connected through a series-connected transmitter of the DKMV range and signal shaper to the corresponding input / output of the computer of the workstation, the first input of which is connected to the signal receiver of navigation satellite systems, the second the move is to the AWP control panel, and the output is to the AWP monitor, the interface module of the transmitting station of the DCMV range is connected by two-way connections to the corresponding inputs / outputs of the ground computer and the ground data network with the input / output of the system, a calculation unit is additionally introduced into each NK system locations of moving objects, connected by two-way communications to the workstation computer, and the receiving phased antenna array of the DCMV range, the control input of which is connected to the corresponding output, calculate I ARM, high-frequency outputs - to the inputs of respective K receivers HF band, and high-frequency input receiving the phased array HF band is input for receiving ground-based radio HF band from radiation sources outside the system.

Заявленная модель поясняется чертежами. На фиг.1 представлена структурная схема системы радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:The claimed model is illustrated by drawings. Figure 1 presents the structural diagram of a radio communication system with moving objects, where indicated:

1 - наземный комплекс;1 - ground complex;

2 - подвижный объект;2 - moving object;

3 - наземная сеть передачи данных с входом/выходом 4 системы;3 - ground data network with input / output 4 of the system;

34 - вход для приема радиосигналов ДКМВ диапазона от источников излучения, не входящих в систему.34 - input for receiving radio signals DKMV range from radiation sources not included in the system.

На фиг.2, 3 и 4 представлены структурные схемы подвижного объекта 2, наземного комплекса 1 и передающей станции 30 ДКМВ диапазона, входящие в состав системы радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:Figure 2, 3 and 4 presents the structural diagrams of a moving object 2, a ground complex 1 and a transmitting station 30 DKMV range, which are part of a radio communication system with moving objects, where it is indicated:

5 - бортовой вычислитель;5 - on-board computer;

6 - бортовые датчики;6 - airborne sensors;

7 - бортовой приемник сигналов навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS;7 - an on-board receiver of signals of navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS;

8 - блок регистрации данных;8 - data recording unit;

9 - бортовая аппаратура передачи данных (АПД);9 - on-board data transmission equipment (ADF);

10 - бортовая радиостанция MB диапазона;10 - on-board radio station MB range;

11 - бортовая антенна MB диапазона;11 - onboard antenna MB range;

12 - наземная антенна MB диапазона;12 - ground antenna MB range;

13 - наземная радиостанция MB диапазона;13 - MB terrestrial radio station;

14 - наземная аппаратура передачи данных;14 - ground-based data transmission equipment;

15 - вычислитель АРМ на базе ПЭВМ;15 - PC based computer workstation;

16 - наземный приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем;16 - ground-based receiver of signals of global navigation satellite systems;

17 - монитор АРМ;17 - AWP monitor;

18 - пульт управления АРМ;18 - control panel AWP;

19 - анализатор типа принимаемых сообщений;19 is an analyzer of the type of received messages;

20 - двунаправленная шина системы управления подвижным объектом;20 - bidirectional bus control system of a moving object;

21 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;21 - airborne type relay relay messages;

22 - формирователь типа ретранслируемых сообщений;22 - shaper type relayed messages;

23 - бортовая радиостанция ДКМВ диапазона;23 - on-board radio station DKMV range;

24 - бортовая антенна ДКМВ диапазона;24 - onboard antenna DKMV range;

25 - наземная антенна ДКМВ диапазона;25 - ground antenna DKMV range;

26 - наземная радиостанция ДКМВ диапазона;26 - ground station DKMV range;

27 - модуль сопряжения;27 - interface module;

28 - К приемников ДКМВ диапазона;28 - K receivers DKMV range;

29 - приемная фазированная антенная решетка ДКМВ диапазона;29 - receiving phased antenna array DKMV range;

30 - В передающие станции ДКМВ диапазона;30 - To transmitting stations DKMV range;

31 - формирователь сигналов;31 - shaper signals;

32 - передатчик ДКМВ диапазона;32 - transmitter DKMV range;

33 - антенна ДКМВ диапазона;33 - antenna DKMV range;

35 - L бортовых приемников ДКМВ диапазона;35 - L airborne receivers DKMV range;

36 - блок вычисления местоположения подвижных объектов.36 is a block for calculating the location of moving objects.

Алгоритм работы системы радиосвязи с ПО 2 заключается в проведении непрерывного анализа во всех НК 1 и ПО 2 параметров принимаемых радиосигналов ДКМВ диапазона, как входящих в состав системы, так и работающих вне ее, совместной обработки их, расчета координат местоположения всех обслуживаемых подвижных объектов для оценки возможности их попадания в «мертвые зоны» и азимутальных направлений приема от них соответствующих радиосигналов, определении времени излучения радиосигналов с известных передающих наземных станций ДКМВ диапазона по заранее заданным таблицам, ориентировании максимума диаграмм направленности приемной фазированной антенной решетки 29 ДКМВ диапазона наземных комплексов к моменту времени излучения соответствующего радиосигнала на источник радиосигнала, формировании сообщения с координатами запрашиваемого подвижного объекта, упреждающего во времени ответные данные от этого ПО. При попадании обслуживаемого ПО 2 в «мертвые зоны» обмен данными с соответствующим НК 1 осуществляется в MB диапазоне и в зависимости от расстояния между НК 1 и выбранным ПО 2 изменяется мощность передаваемого радиосигнала, чем меньше расстояние, тем меньше мощность (адаптация по мощности). Кроме того, вырабатываются решения и выдаются на подвижные объекты и все наземные комплексы в следующих сообщениях номиналы рабочих частот с лучшими на данный момент времени параметрами. Анализ может быть проведен, например, по наибольшему отношению сигнал/шум при приеме радиосигналов с выбранного направления.The algorithm of the radio communication system with software 2 is to conduct continuous analysis in all NK 1 and software 2 of the parameters of the received DKMV radio signals, both included in the system and working outside it, their joint processing, calculation of the coordinates of the location of all serviced moving objects for evaluation the possibility of their falling into the "dead zones" and the azimuthal directions of receiving the corresponding radio signals from them, determining the time of emission of radio signals from known transmitting ground stations of the DKMV range by predefined tables, orienting the maximum radiation patterns of the receiving phased array antenna 29 DKMV range of ground-based complexes at the time of radiation of the corresponding radio signal to the radio signal source, forming a message with the coordinates of the requested moving object, time-based anticipation of response data from this software. If the serviced software 2 falls into the “dead zones”, data is exchanged with the corresponding NK 1 in the MB range and depending on the distance between the NK 1 and the selected software 2, the power of the transmitted radio signal changes, the smaller the distance, the lower the power (power adaptation). In addition, solutions are developed and issued to moving objects and all ground complexes in the following messages, the nominal frequencies of the operating frequencies with the best parameters at the given time. The analysis can be carried out, for example, by the highest signal-to-noise ratio when receiving radio signals from a selected direction.

Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Во время движения подвижные объекты 2, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются по радиолинии связи MB диапазона с наземным комплексом 1 навигационными данными и данными оценки каналов ДКМВ диапазона, полученными с помощью бортовых средств по радиосигналам (маркерам), принятым от разных НК 1, ПО 2 и удаленных станций наклонного зондирования ионосферы. Принимаемые наземной радиостанцией 13 из канала «воздух-земля» сообщения через наземную аппаратуру 14 передачи данных поступают в вычислитель 15 АРМ, который может быть выполнен на базе серийной ПЭВМ. В нем в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятых в сообщении координат местоположения и адреса ПО 2 с адресами подвижных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 15 АРМ. По принятым координатам в блоке 36 вычисления местоположения подвижных объектов оценивается возможность попадания обслуживаемых подвижных объектов в «мертвые зоны» радиостанций ДКМВ диапазона и азимутальных направлений приема относительно соответствующего НК 1 радиосигналов для выработки управляющего воздействия через вычислитель 15 АРМ на приемную фазированную антенную решетку 29 ДКМВ диапазона. В этом случае максимум диаграммы направленности приемной фазированной антенной решетки 29 ДКМВ диапазона наземных комплексов ориентируется на выбранный источник радиосигнала, обеспечивается его прием и обработка с привязкой к частоте, времени измерений и направлению. Полоса пропускания приемной фазированной антенной решетки 29 ДКМВ диапазона выбирается таким образом, чтобы она перекрывала все рабочие частоты, выделенные для организации системы радиосвязи.A radio communication system with moving objects operates as follows. During movement, movable objects 2 located within the radio horizon exchange on the MB radio link with the ground-based complex 1 navigation data and channel estimation data DKMV range obtained using on-board means for radio signals (markers) received from different NK 1, 2 and remote stations of oblique sounding of the ionosphere. The messages received by the ground radio station 13 from the air-to-ground channel through the ground-based data transmission equipment 14 are sent to the workstation calculator 15, which can be performed on the basis of a serial PC. In accordance with the exchange protocol adopted in the system, it identifies the location coordinates and software addresses 2 received in the message with the addresses of the moving objects stored in the memory of the computer 15 of the workstation. Based on the accepted coordinates in the unit 36 for calculating the location of moving objects, the possibility of getting serviced moving objects into the “dead zones” of DKMV radio stations and azimuthal directions of receiving relative to the corresponding NK 1 radio signals to generate a control action through the 15 AWP calculator on the phased antenna array 29 of the DKMV range is estimated. In this case, the maximum radiation pattern of the receiving phased array antenna 29 DKMV range of ground-based complexes is oriented to the selected source of the radio signal, it is received and processed with reference to the frequency, measurement time and direction. The passband of the receiving phased antenna array 29 DKMV range is selected so that it overlaps all operating frequencies allocated for the organization of the radio communication system.

При отключении обычно непрерывно работающих передающих средств наклонного зондирования ионосферы, не входящих в систему, определение оптимальной частоты на НК 1 осуществляется по радиосигналам с соседних наземных комплексов 1 и ответным радиосигналам с запрашиваемых ПО 2. Для этого в блоке 36 формируется сообщение, упреждающее запросные данные на время прохождения его по наземной сети 3 передачи данных и обработки в вычислителе 15 АРМ соседних НК 1. В сообщении передаются координаты или номер НК 1, запрашиваемого ПО 2, частоты, на которых должен производиться обмен данными и другие необходимые параметры. В блоке 36 вычисления местоположения подвижных объектов соседних наземных комплексов оценивается местоположение запрашиваемого ПО 2 и, если оно находится в зоне ответственности данного НК 1, то вырабатывается команда для ориентирования максимума диаграмм направленности приемной фазированной антенной решетки 29 ДКМВ диапазона наземных комплексов в заданном направлении к моменту времени излучения соответствующего радиосигнала сначала с запрашивающего НК 1, а затем - ответного радиосигнала с ПО 2. Для сокращения времени упреждения должна быть использована высокоскоростная наземная сеть 3 передачи данных, например, волоконно-оптическая - широко применяемая в настоящее время [4]. И эта процедура повторяется до окончания сеансов связи.When the normally continuously operating transmitting means of inclined sounding of the ionosphere, which are not included in the system, are turned off, the optimal frequency on the NK 1 is determined by the radio signals from neighboring ground complexes 1 and the response radio signals from the requested software 2. For this, a message is generated in block 36, which anticipates the request data for the time of its passage through the ground network 3 of data transmission and processing in the computer 15 of the workstation of neighboring NK 1. The message contains the coordinates or number of NK 1, requested by 2, the frequencies at which en to exchange data and other necessary parameters. In block 36 for calculating the location of moving objects of neighboring ground complexes, the location of the requested software 2 is estimated and, if it is in the area of responsibility of this NK 1, a command is generated to orient the maximum radiation patterns of the receiving phased array antenna 29 DKMV range of ground complexes in a given direction at a time radiation of the corresponding radio signal, first from the requesting NK 1, and then - the response radio signal from software 2. To reduce the lead time be used high-speed terrestrial network 3 data transmission, for example, fiber optic - widely used at the present time [4]. And this procedure is repeated until the end of communication sessions.

В вычислителе 15 АРМ по данным, полученным со всех источников радиосигналов ДКМВ диапазона в зоне связи, определяются оптимальные на данный момент времени частоты, которые назначаются радиостанциям 26 и 23. Этой процедурой в вычислителе 15 АРМ каждого НК 1 системы решаются задачи обеспечения постоянной устойчивой радиосвязи со всеми N ПО 2 и, на основе информации о местонахождении всех ПО 2 и параметрах их движения, оптимальных частотах, осуществляются операции запоминания этих сообщений в вычислителе 15 АРМ НК 1, оперативной коррекции плана связи и вывод необходимых данных на экран монитора 17 АРМ НК 1 в виде, удобном для восприятия оператора (диспетчера). Кроме того, в вычислителе 15 АРМ наземного комплекса 1 запоминаются координаты передающих станций ДКМВ диапазона, их координаты, мощность излучения, тип антенны 33 ДКМВ диапазона (ненаправленная или направленная по азимуту с заданным коэффициентом усиления), излучаемые частоты или группа частот.In the calculator 15 AWP according to the data received from all sources of radio signals of the DKMV range in the communication zone, the optimal frequencies are determined at the given time, which are assigned to the radio stations 26 and 23. With this procedure, the calculator 15 AWP of each NK 1 system solves the problem of ensuring constant stable radio communication with all N ON 2 and, based on information about the location of all ON 2 and their motion parameters, optimal frequencies, the operations of storing these messages are carried out in the calculator 15 AWP NK 1, operational correction plan zi and the output of the necessary data on the monitor screen 17 AWP NK 1 in a form convenient for the perception of the operator (dispatcher). In addition, the coordinates of the transmitting stations of the DKMV band, their coordinates, radiation power, type of antenna 33 of the DKMV band (omnidirectional or directionally in azimuth with a given gain), emitted frequencies, or a group of frequencies are stored in the computer 15 of the AWP of the ground complex 1.

Для организации процесса ретрансляции на НК 1 в формирователе 22 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладываются номер ПО 2, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных объектов 2_i, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ПО 2 сообщения обрабатываются в блоке 19 анализа - типа сообщений. Если сообщение предназначено для данного ПО 2, то после анализа решается вопрос о трансляции данных по двунаправленной шине 20 на систему управления ПО 2, не указанную на фиг.1, или в режиме ретрансляции - о передаче их на следующий по трафику подвижный объект 2_i. Загрузка в память бортового вычислителя 5 необходимых данных, в том числе плана связи, осуществляется в виде системной таблицы при предстартовой подготовке подвижного объекта 2 через вход/выход 4 аппаратуры наземной сети 3 передачи данных. План связи при ухудшении параметров радиоканала может быть скорректирован по результатам анализа в НК 1 радиосигналов передающей станции 30 ДКМВ диапазона или не входящей в систему передающей станции ДКМВ диапазона, находящейся в направлении местоположения ПО 2, с которым должен быть проведен сеанс связи и выбрана для обмена частота рабочего канала с лучшими на данный момент времени параметрами.To organize the relay process on NK 1 in the shaper 22 of the type of relayed messages, the number of the software 2 assigned by the relay and the addresses of the moving objects 2 _i providing the specified message traffic are laid down in predetermined bits of the transmitted codogram. Messages received on the software 2 are processed in the analysis unit 19 — a message type. If the message is intended for this software 2, then after analysis the issue of transmitting data via a bi-directional bus 20 to the control system of software 2, not shown in figure 1, or in relay mode, to transfer it to the next moving object 2 _i in traffic, is resolved. Downloading to the memory of the on-board computer 5 the necessary data, including the communication plan, is carried out in the form of a system table during the prelaunch preparation of the moving object 2 through the input / output 4 of the equipment of the terrestrial data transmission network 3. The communication plan in case of deterioration of the parameters of the radio channel can be adjusted according to the results of analysis in NK 1 of the radio signals of the transmitting station 30 DKMV range or not entering the system of the transmitting station DKMV range, located in the direction of the location of PO 2 with which the communication session should be conducted and the frequency selected for exchange working channel with the best parameters at the given time.

Принимаемая на ПО 2_i, информация отображается на экране бортового блока 8 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов, в виде точек и векторов или в другом виде.Received on the software 2 _i , the information is displayed on the screen of the on-board unit 8 for recording data in the form of alphanumeric characters, in the form of dots and vectors, or in another form.

Сообщения о местоположении ПО 2 и параметрах его движения, например, с выходов приемников 7 и 16 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS или с выходов инерциальных систем подвижных объектов 2 записываются в память вычислителей 5 и 15 и В передающих станций 30 ДКМВ диапазона с привязкой к глобальному времени. В вычислителях 5 и 15 эти данные используются для расчета навигационных характеристик, параметров движения каждого ПО, формирования передаваемых сигналов и оценки качества принимаемого в канале связи ДКМВ диапазона сигнала. В зависимости от выбранного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ПО 2 в бортовом вычислителе 5 в заданное время формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ПО 2. Это время используется в вычислителе 15 АРМ НК 1 для известной операции построения экстраполяционных отметок от ПО 2 при отсутствии информации о его местоположении [5]. В аппаратуре передачи данных 9 и 14 осуществляются известные операции: модуляции и демодуляции, кодирования и декодирования, сопряжения с узлами 5,10, 23 - на ПО 2 и с узлами 15, 13, 26 - на НК 1 и другие.Messages about the location of software 2 and its motion parameters, for example, from the outputs of the receivers 7 and 16 of the signals of global navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS or from the outputs of inertial systems of moving objects 2 are recorded in the memory of computers 5 and 15 and B of the transmitting stations 30 DKMV range with reference to global time. In computers 5 and 15, this data is used to calculate the navigation characteristics, the motion parameters of each software, the formation of transmitted signals and assess the quality of the signal range received in the DKMV communication channel. Depending on the selected time interval for the issuance of messages about the location of software 2 in the on-board computer 5 at the specified time, a corresponding message is generated with reference to the global time for measuring the coordinates of software 2. This time is used in the computer 15 AWP NK 1 for the known operation of constructing extrapolation marks from software 2 in the absence of information about its location [5]. In the data transmission equipment 9 and 14, well-known operations are carried out: modulation and demodulation, encoding and decoding, pairing with nodes 5,10, 23 - on software 2 and with nodes 15, 13, 26 - on NK 1 and others.

В ситуации, когда одно или несколько ПО 2 вышли за пределы прямой видимости с НК 1 или не удается организовать с этими ПО 2 обмен данными даже через цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО 2, осуществляется переход по взаимно увязанным во времени командам с бортового и наземного вычислителей 5 и 15 на замену радиолинии связи MB диапазона на радиолинию связи ДКМВ диапазона, состоящую из бортовой радиостанции 23 ДКМВ диапазона, бортовой антенны 24 ДКМВ диапазона, наземной радиостанции 26 ДКМВ диапазона, наземной антенны 25 ДКМВ диапазона. Привязка ко времени этих команд осуществляется с помощью меток глобального времени, поступающих в вычислители 5 и 15 с выходов приемников 7 и 16 сигналов навигационных спутниковых систем.In a situation where one or more software 2 has gone beyond line of sight with NK 1 or it is not possible to organize data exchange with these software 2 even through a chain consisting of (N-1) -th software 2, a transition is made according to mutually linked in time teams from on-board and ground computers 5 and 15 to replace the MB radio communication line with a DKMV radio communication line, consisting of an on-board radio station of 23 DKMV range, an on-board antenna of 24 DKMV range, a ground radio station of 26 DKMV range, and a ground antenna of 25 DKMV range. Binding to the time of these commands is carried out with the help of global time stamps received by computers 5 and 15 from the outputs of receivers 7 and 16 of the signals of navigation satellite systems.

Для повышения точности прогноза увеличивают надежность передачи данных на подвижные объекты, находящиеся за пределами прямой видимости с НК 1, при использовании радиолинии ДКМВ диапазоне. В вычислителях 5 и 15 и аппаратуре передачи данных 9 и 14 используются следующие известные технологии [4, 5, 6, 7]:To increase the accuracy of the forecast, the reliability of data transmission to moving objects located outside the line of sight with NK 1 is increased when using the DKMV radio line. In computers 5 and 15 and data transmission equipment 9 and 14, the following known technologies are used [4, 5, 6, 7]:

- расчет координат местоположения всех обслуживаемых подвижных объектов для оценки возможности их попадания в «мертвые зоны» и азимутальных направлений приема от них соответствующих радиосигналов;- calculation of the coordinates of the location of all serviced moving objects to assess the possibility of their falling into the "dead zones" and the azimuthal directions of receiving corresponding radio signals from them;

- определение времени излучения радиосигналов с известных передающих наземных станций ДКМВ диапазона;- determination of the time of emission of radio signals from known transmitting ground stations DKMV range;

- ориентирование максимума диаграмм направленности фазированной антенной решетки 29 ДКМВ диапазона наземных комплексов к моменту времени излучения соответствующего радиосигнала;- orientation of the maximum radiation patterns of the phased array antenna 29 DKMV range of ground-based complexes at the time of radiation of the corresponding radio signal;

- формирование сообщения с координатами запрашиваемого подвижного объекта, упреждающего во времени ответные данные от этого ПО и передача их на соседние наземные комплексы 1;- forming a message with the coordinates of the requested moving object, anticipating in time the response data from this software and transmitting them to neighboring ground complexes 1;

- анализ параметров радиосигналов, принимаемых с разнесенных в пространстве наземных НК 1, подвижных объектов 2, передающих станций 30 ДКМВ диапазона и других передающих средств ДКМВ диапазона в заданном секторе ответственности для определения наиболее оптимального на данный момент времени рабочего канала связи в выбранном направлении;- analysis of the parameters of radio signals received from space-borne ground NK 1, moving objects 2, transmitting stations 30 of the DKMV band and other transmitting means of the DKMV band in a given sector of responsibility to determine the most optimal working communication channel in the selected direction at the moment;

- адаптация системы радиосвязи к изменению условий распространения радиоволн по частоте и пространственному разнесению, местоположению выбранного для связи подвижного объекта;- adaptation of the radio communication system to changing the propagation conditions of radio waves in frequency and spatial diversity, the location of the selected mobile communication object;

- динамическое управление частотой для выделения канала с наиболее мощным радиосигналом;- dynamic frequency control to highlight the channel with the most powerful radio signal;

- адаптация системы радиосвязи по мощности, скорости передачи данных, видам модуляции и кодирования;- adaptation of the radio communication system in terms of power, data transfer rate, types of modulation and coding;

- использование методов решающей обратной связи при недостоверном приеме сообщений, компенсация задержки, многолучевости, сосредоточенных по спектру помех, доплеровских сдвигов частоты;- the use of decision feedback methods for inaccurate message reception, compensation for delay, multipath, concentrated on the spectrum of interference, Doppler frequency shifts;

- привязка операций обработки сообщений всех абонентов системы к единому глобальному времени.- linking message processing operations of all subscribers to the system to a single global time.

Для определения оптимальных частот ДКМВ диапазона в конкретном направлении используются, например, или наземная передающая направленная антенна с приводом, или приемные фазированные антенные решетки, управляемые командами с вычислителя 15 АРМ. Автоматическая (программная) установка главных лепестков диаграмм направленности наземной передающей и приемной антенн может быть использована для быстрого зондирования области воздушного пространства, в которой наиболее вероятно может находиться сопровождаемый ПО 2. Выбор по результатам зондирования ионосферы из нескольких рабочих точек оптимальной частоты для обмена радиосигналами в данный момент времени с ПО 2, находящегося в определенной точке воздушного пространства, обеспечивает повышение надежности связи в ДКМВ диапазоне. На основе анализа в вычислителе 15 АРМ наземного комплекса, определенного ведущим среди всех НК 1, рассчитывается текущее местоположение подвижных объектов 2, оптимальные на данный момент времени частоты для них, и наземные комплексы, направление с которых для выбранного ПО 2 позволяет обеспечить наибольшую величину надежности связи. В вычислителе 15 АРМ анализируются также радиосигналы ДКМВ диапазона, принимаемые с подвижных объектов 2 с одновременным определением их местоположения с помощью данных, находящихся в передаваемом сообщении. Полученная оценка параметров радиоканала на заданной частоте для определенного направления учитывается при общем распределении частот и организации связи в направлении «выбранный НК - конкретный ПО». Выбор оптимальной частоты в вычислителе 15 АРМ НК 1 осуществляется путем комплексирования измерений, полученных, в том числе, на основе зондирования ионосферы, обработки радиосигналов, например, с зарубежных станций зондирования ионосферы и системы HFDL, оценки результатов проверки качества радиолиний связи ДКМВ диапазона по ответным сигналам с подвижных объектов 2, находящихся в заданной области воздушного пространства.To determine the optimal frequencies of the DKMV band in a specific direction, for example, either a ground-based transmitting directional antenna with a drive, or phased receiving antenna arrays, controlled by commands from the calculator 15 AWP, are used. Automatic (software) installation of the main lobes of the radiation patterns of the ground transmitting and receiving antennas can be used to quickly probe the airspace in which the most likely software can be located 2. Select the optimal frequency for the exchange of radio signals from the ionosphere from several operating points a point in time with PO 2 located at a certain point in the airspace provides increased reliability of communication in the DKMV range. Based on the analysis in the computer 15 of the automated workstation of the ground complex, determined by the leader among all NK 1, the current location of the moving objects 2, the optimal frequencies for them at the given time, and the ground complexes, the direction from which for the selected software 2 allows to provide the greatest value of communication reliability are calculated . In the calculator 15 AWP also analyzes the DKMV radio signals received from the moving objects 2 with the simultaneous determination of their location using the data in the transmitted message. The obtained estimate of the parameters of the radio channel at a given frequency for a certain direction is taken into account in the general distribution of frequencies and the organization of communication in the direction of "selected NK - specific software." The choice of the optimal frequency in the calculator 15 AWP NK 1 is carried out by combining measurements obtained, including on the basis of sounding of the ionosphere, processing of radio signals, for example, from foreign stations of sounding of the ionosphere and the HFDL system, evaluating the results of checking the quality of radio communication lines of the DCMV range by response signals with movable objects 2 located in a given area of airspace.

В системе используется комбинированный множественный доступ к каналу связи с частотным и временным разделением. Частотное разделение осуществляется с помощью назначения различным наземным комплексам 1 активных частот разных номиналов, а временное - с помощью деления времени использования каждого активного частотного канала на временные интервалы. Дополнительные входы 34 на НК 1 соответствуют нескольким входам (в зависимости от числа выбранных для анализа источников излучения в ДКМВ диапазоне) одновременно работающих К радиосредств 28 и фазированной антенной решетки 29. При приеме на НК 1 (вход 34) сигналов других передающих станций ДКМВ диапазона, не входящих в систему, например, с зарубежных станций зондирования ионосферы и системы HFDL, непосредственно в системе потребуется меньше передатчиков с направленными антеннами, стоимость которых, в основном, определяет затраты на развертывание системы.The system uses combined multiple access to the communication channel with frequency and time division. Frequency separation is carried out by assigning to various ground-based complexes 1 active frequencies of different denominations, and time separation by dividing the time of use of each active frequency channel into time intervals. Additional inputs 34 to NK 1 correspond to several inputs (depending on the number of radiation sources selected for analysis in the DKMV range) of simultaneously operating K radio facilities 28 and a phased antenna array 29. When NK 1 (input 34) receives signals from other transmitting stations of the DKMV range, outside the system, for example, from foreign ionosphere sounding stations and the HFDL system, the system itself will require fewer transmitters with directional antennas, the cost of which mainly determines the costs of deployed e system.

В вычислителе 15 АРМ НК 1 прогнозируются системные характеристики (задержка передачи пакета) на каждом выделенном частотном канале и выставляется флаг занятости канала в маркере, когда критическое число ПО 2 зарегистрировалось на канале, чтобы прекратить доступ к нему новых корреспондентов и гарантировать заданные системные характеристики (задержку передачи пакета не более допустимой).In the calculator 15 AWP NK 1, system characteristics are predicted (packet transmission delay) on each selected frequency channel and the channel busy flag is set in the marker when a critical number of software 2 is registered on the channel to stop new correspondents from accessing it and guarantee the specified system characteristics (delay packet transmission is not more than acceptable).

Для устранения помех на приемниках собственного НК 1 и на входах приемников удаленных НК, например, находящихся в направлении главного лепестка диаграммы направленности передающей антенны 12, с вычислителя 15 передающей станции 30 вводится запрет на время зондирования на соответствующих рабочих частотах. Это обеспечивается вводом плановых данных по рабочим частотам всех НК 1 с привязкой ко времени с вычислителя 15 ведущего наземного комплекса через соответствующие блоки и наземную сеть 3 передачи данных, коррекцией их с клавиатуры АРМ собственного НК 1. Кроме того, в вычислителе 15 АРМ рассчитываются частоты, комбинационные составляющие которых могут находиться в полосе частот приема собственного НК 1, и формируется команда запрета зондирования на этих частотах. Соединение по наземной сети 3 передачи данных всех НК 1 и передающих станций 30 ДКМВ диапазона с вычислителями 15 в их составе необходимо для исключения излучения на частотах, которые используются в данный момент времени для обмена данными. Передающие станции 30 ДКМВ диапазона, используемые для наклонного зондирования ионосферы, пространственно удалены от приемных средств НК 1 для устранения приема радиоизлучений, мешающих процессу связи.To eliminate interference at the receivers of their own NK 1 and at the inputs of the receivers of the remote NK, for example, located in the direction of the main lobe of the radiation pattern of the transmitting antenna 12, a ban on sounding time at the corresponding operating frequencies is introduced from the transmitter 15 of the transmitting station 30. This is ensured by entering the planned data on the operating frequencies of all NK 1 with reference to the time from the calculator 15 of the leading ground complex through the corresponding blocks and the terrestrial data transmission network 3, correcting them from the keyboard of the workstation of the own NK 1. In addition, the frequencies are calculated in the calculator 15 AWP combinational components of which can be in the frequency band of receiving own NK 1, and a command to prohibit sensing at these frequencies is formed. A ground network connection 3 of the data transmission of all NK 1 and transmitting stations 30 of the DKMV range with computers 15 in their composition is necessary to exclude radiation at frequencies that are currently used for data exchange. Transmitting stations 30 of the DKMV range used for oblique sounding of the ionosphere are spatially removed from the receiving means of the NK 1 to eliminate the reception of radio emissions that interfere with the communication process.

На подвижном объекте 2 по принятым маркерам определяется НК 1, параметры радиосигналов которого принимаются наиболее устойчиво, и через него начинается обмен данными. В бортовом и наземном вычислителях 5 и 15 хранятся предварительно заложенные таблицы со списками и параметрами наземных комплексов 1, передающих станций ДКМВ диапазона и наборами назначенных им частот. В бортовом вычислителе 5 заложены также координаты всех НК 1 и станций 30. Каждый НК 1 периодически излучает сигналы управления/синхронизации/связи, используемые на ПО 2 в качестве маркеров, на всех назначенных ему частотах. Принимаемые на ПО 2 эти радиосигналы используются для оценки параметров каналов связи на разных частотах ДКМВ диапазона. Для установления линии связи с НК 1 в бортовом вычислителе 5 подвижного объекта 2 автоматически анализируются принимаемые сигналы управления/ синхронизации/связи от всех наземных комплексов 1 и радиосигналы от станций 30 на всех заранее известных частотах и выбираются лучшие частоты (например, по отношению сигнал/шум или величине мощности принимаемого сигнала) и наземные комплексы 1 для реализации известного принципа адаптации по частоте и пространству. По измеренному отношению сигнал/шум, в бортовом вычислителе 5 ПО 2 выбирается скорость передачи данных, а также вид модуляции и кодирования. Оценка отношения сигнал/шум осуществляется всеми НК 1 и ПО 2 каждый раз при приеме информационного сообщения или сигнала управления/ синхронизации/связи. Сведения об оптимальном на данный момент времени канале сообщаются на противоположную сторону в виде рекомендуемых частоте и скорости передачи данных. В аппаратуре передачи данных 9 и 14 при работе на радиостанцию ДКМВ диапазона могут быть использованы известные алгоритмы, например, высокоскоростных адаптивных модемов, рассчитанных на работу в каналах с многолучевостью. Для повышения достоверности приема информации может быть использован помехоустойчивый код, например, циклический. Программное обеспечение вычислителя 15 АРМ представляет собой многозадачный комплекс, в котором задачи планирования связи и обмена данными решаются следующим образом. После запуска в НК 1 вычислителя 15 АРМ осуществляется идентификация наземной аппаратуры передачи данных 14. После успешной идентификации в АПД 14 загружается текущее время и плановые данные по связи. Регистрация данных информационного обмена с АПД 14 (служебные и информационные части сообщений, контрольные запросы состояний составных частей АПД 14, коды текущих событий и их словесные интерпретации) осуществляется в базе данных вычислителя 15 АРМ НК 1. В этой базе данных сохраняются данные информационного обмена НК 1 с ПО 2.At the moving object 2, the NK 1 is determined by the received markers, the radio signal parameters of which are received most stably, and through it the data exchange begins. Onboard and ground computers 5 and 15 stored pre-laid tables with lists and parameters of ground complexes 1, transmitting stations DKMV range and sets of frequencies assigned to them. The on-board computer 5 also contains the coordinates of all NK 1 and stations 30. Each NK 1 periodically emits control / synchronization / communication signals used on PO 2 as markers at all frequencies assigned to it. These radio signals received at PO 2 are used to evaluate the parameters of communication channels at different frequencies of the DKMV band. To establish a communication line with the NK 1 in the on-board computer 5 of the moving object 2, the received control / synchronization / communication signals from all ground complexes 1 and the radio signals from stations 30 at all previously known frequencies are automatically analyzed and the best frequencies are selected (for example, signal-to-noise ratio or the magnitude of the power of the received signal) and ground-based systems 1 to implement the well-known principle of adaptation in frequency and space. According to the measured signal-to-noise ratio, in the on-board computer 5 software 2 selects the data transfer rate, as well as the type of modulation and coding. Evaluation of the signal-to-noise ratio is carried out by all NK 1 and ON 2 each time a message is received or a control / synchronization / communication signal. Information about the optimal channel at the given time is reported to the opposite side in the form of the recommended frequency and data rate. In the equipment for transmitting data 9 and 14, when operating on a DKMV radio station, well-known algorithms can be used, for example, high-speed adaptive modems designed to work in multipath channels. To increase the reliability of information reception, a noise-resistant code, for example, cyclic, can be used. The software of the calculator 15 AWP is a multitask complex in which the tasks of communication planning and data exchange are solved as follows. After starting the computer 15 of the AWP in the NK 1, the identification of the ground data transmission equipment is carried out 14. After successful identification, the ADF 14 loads the current time and the planned communication data. Registration of information exchange data with the APD 14 (service and information parts of messages, control requests of the status of the ADP 14 components, codes of current events and their verbal interpretation) is carried out in the database of the computer 15 of the workstation NK 1. In this database, the data of information exchange NK 1 with software 2.

В режиме управления ПО 2 с НК 1 из базы данных выбираются сформированные плановые данные по связи для загрузки в АПД 14. В вычислителе 15 АРМ НК 1 обеспечивается многосторонний анализ функционирования АПД 14, контроль передающих и приемных трактов на соответствие плановым данным по связи и состояния тракта («исправен», «неисправен»). Программно обеспечивается: информационный обмен с ПО 2 формализованными сообщениями, которые реализуют функции проверки связи, изменение рабочей частоты радиостанций 10 и 23, загрузку плановых данных по связи в бортовой вычислитель 5.In the control mode of software 2 with NK 1, the generated communication plan data is selected from the database for loading into the ADF 14. In the calculator 15 of the NK 1 automated workstation, a multilateral analysis of the operation of the ADF 14 is provided, and the transmit and receive paths are checked for compliance with the planned communication data and path condition (“Good”, “faulty”). Software is provided: information exchange with software 2 formalized messages that implement the functions of checking communications, changing the operating frequency of radio stations 10 and 23, downloading planned communication data to the on-board computer 5.

В вычислителе 15 АРМ НК 1 выполняются операции переформатирования кодограммы из формата канала «воздух-земля» в формат наземной сети 3 передачи данных с запоминанием в базе данных и из формата наземной сети передачи данных 3 в формат канала «воздух-земля» с запоминанием в базе данных, обеспечивается взаимодействие с модулем сопряжения 27 по передаче/приему кодограмм в формате наземной сети 3 передачи данных и формируется управляющий сигнал завершения передачи или приема кодограммы. Радиосигналы с В передающих станций 30 ДКМВ диапазона через приемную фазированную антенную решетку 29 ДКМВ диапазона поступают на входы К приемников 28 НК 1 и L приемников ПО 2. Число К и L выбирается таким образом, чтобы обеспечить связь с любым ПО 2, находящимся в зоне по азимуту, равному 360 градусов или в заданном секторе обслуживания. Число каналов в каждом из К приемников 28 ДКМВ диапазона зависит от числа рабочих частот В передающих станций 30 ДКМВ диапазона. В вычислителе 15 АРМ всех НК 1 осуществляется непрерывный анализ радиосигналов передающих станций 30 ДКМВ диапазона, совместная обработка их, выработка решения и выдача в следующих сообщениях (при необходимости) на подвижные объекты 2 номинала частоты рабочего канала с лучшими на данный момент времени параметрами, а также данных контроля их работоспособности. Анализ может быть проведен, например, по наиболее мощному из принятых в данный момент радиосигналов или величине отношения сигнал/шум.In the calculator 15 AWP NK 1, operations are performed on reformatting the codogram from the format of the air-ground channel to the format of the terrestrial data network 3 with storing in the database and from the format of the ground-based data network 3 to the format of the air-ground channel with storing in the database data, interaction with the interface module 27 for transmitting / receiving codograms in the format of the terrestrial data network 3 is provided, and a control signal for completing the transmission or reception of the codogram is generated. Radio signals from B transmitting stations 30 of the DKMV range through the phased receiving antenna array 29 of the DKMV range are fed to the inputs of the K receivers 28 of the NK 1 and L receivers of PO 2. The number K and L is selected in such a way as to ensure communication with any PO 2 located in the azimuth equal to 360 degrees or in a given service sector. The number of channels in each of the K receivers 28 DKMV range depends on the number of operating frequencies In the transmitting stations 30 DKMV range. In the computer calculator 15 AWP of all NK 1, the radio signals of the transmitting stations of the 30 DKMV range are continuously analyzed, processed together, worked out and issued in the following messages (if necessary) to moving objects 2 nominal frequencies of the working channel with the best parameters at the given time, as well as data monitoring their performance. The analysis can be carried out, for example, by the most powerful of the currently received radio signals or the value of the signal-to-noise ratio.

Каждая из В передающих станций 30 ДКМВ диапазона содержит вычислитель 15 АРМ, выполненный, например, на базе ПЭВМ. Операции, осуществляемые с узлами 16, 17, 18 и 27 аналогичны приводимым в вычислителе 15 АРМ в НК 1. Формирователь сигналов 31 осуществляет формирование видеосигналов, передаваемых на вход передатчика 32 ДКМВ диапазона. Форма видеосигналов зависит от управляющего сообщения с вычислителя 15 АРМ передающей станции 30 ДКМВ диапазона, например, пачка одиночных импульсов, линейно-частотно-модулированный сигнал и другие. В передатчике 32 ДКМВ диапазона видеосигнал модулируется. Полученный радиосигнал усиливается по мощности и через антенну 33 ДКМВ диапазона излучается в пространство. Управление рабочей частотой передатчика 32 ДКМВ диапазона и контроль его работоспособности осуществляется вычислителем 15 АРМ передающей станции 30 ДКМВ диапазона. Тип антенны: направленная или ненаправленная выбирается в зависимости от задач, выполняемых каждой из В передающих станций 30 ДКМВ диапазона.Each of the B transmitting stations 30 DKMV range contains a computer 15 AWP made, for example, based on a PC. The operations carried out with the nodes 16, 17, 18 and 27 are similar to those given in the calculator 15 AWP in NK 1. The signal shaper 31 generates video signals transmitted to the input of the transmitter 32 DKMV range. The shape of the video signals depends on the control message from the computer calculator 15 AWP transmitting station 30 DKMV range, for example, a packet of single pulses, a linear frequency-modulated signal and others. In the transmitter 32 DKMV range video signal is modulated. The received radio signal is amplified by power and radiated into space through the antenna 33 of the DKMV range. Management of the operating frequency of the transmitter 32 DKMV range and control of its performance is carried out by the calculator 15 AWP transmitting station 30 DKMV range. Antenna type: directional or non-directional is selected depending on the tasks performed by each of the B transmitting stations of 30 DKMV range.

Таким образом, каждый из ПО 2 может выходить поочередно на связь на нескольких рабочих частотах, известных всем участникам движения. Списки выделенных частот меняются в зависимости от времени года, с учетом сезонных ионосферных изменений. При движении ПО 2 выходит на связь, выбирая для связи тот НК 1, условия распространения радиоволн для связи с которым в данный момент времени являются оптимальными. Сведения о канале связи и выбранном НК 1 формируются в одном из НК 1, назначенным ведущим в системе. Составленный таким образом канал связи между ПО 2 и получателем (источником) информации, как правило, будет включать канал связи ДКМВ диапазона, АПД 14, вычислитель 15, модуль сопряжения 27 (в составе НК 1) и наземную сеть 3 передачи данных с входом/выходом 4 системы, к которому двусторонними связями подключен получатель (источник) информации. С помощью бортового вычислителя 5 ПО 2 и вычислителя 15 АРМ НК 1 постоянно будет выбираться оптимальная рабочая частота на основании построенных моделей ионосферы и распространения радиоволн по данным измерений параметров канала связи и анализа в наземных комплексах 1 радиосигналов передающих станций 30 ДКМВ диапазона, поступающих с подвижных объектов 2. По результатам измерений определяется оптимальная на данный момент времени частота, величина которой передается на все ПО 2, находящиеся в этом районе. Этим обеспечивается повышение достоверности передачи данных с подвижных объектов 2, находящихся на расстояниях от НК 1 от нескольких сотен до нескольких тысяч километров.Thus, each of PO 2 can communicate in turn at several operating frequencies, known to all participants in the movement. The lists of allocated frequencies change depending on the time of the year, taking into account seasonal ionospheric changes. When moving, software 2 communicates, choosing the NK 1 for communication, the conditions for the propagation of radio waves for communication with which at a given moment in time are optimal. Information about the communication channel and the selected NK 1 are formed in one of the NK 1, appointed as the leader in the system. The communication channel thus constructed between software 2 and the recipient (source) of information, as a rule, will include a communication channel of the DKMV range, APD 14, calculator 15, interface module 27 (as a part of NK 1) and a terrestrial data transmission network 3 with input / output 4 systems to which the recipient (source) of information is connected by two-way communications. Using the on-board computer 5 software 2 and computer 15 AWP NK 1, the optimal operating frequency will be constantly selected based on the constructed models of the ionosphere and radio wave propagation according to measurements of the parameters of the communication channel and analysis in ground-based complexes of 1 radio signals of transmitting stations of 30 DKMV range coming from mobile objects 2. Based on the measurement results, the optimum frequency at the given time is determined, the value of which is transmitted to all software 2 located in this area. This provides an increase in the reliability of data transmission from mobile objects 2 located at distances from NK 1 from several hundred to several thousand kilometers.

Кроме анализа параметров радиосигналов, для повышения точности прогноза используются методы изменения диапазона рабочих частот, увеличения мощности передатчика радиостанций 23 и 26 и снижения уровня шумов их приемников, известные методы разнесения по частоте, пространственного и временного разнесения, разнесения многолучевости, адаптивного выравнивания, кодирования с прямой коррекцией ошибок, перемежения для борьбы с эффектами многолучевости, замираниями, импульсными шумами. Достоверность передачи данных и надежность связи определяются свойствами ионосферы над районом организации связи, ее корреляционными характеристиками по пространству, частоте и времени. Чем менее коррелированы радиосигналы, имеющие разные пути разнесения, тем выше надежность связи. Радиус пространственной корреляции по квазирегулярным параметрам ионосферы (энергетике сигнала, многолучевости) обычно составляет 300 - 600 км. Поэтому НК 1 и передающие станции 30 ДКМВ диапазона разносятся в пространстве на расстояние, превышающее эту величину. Ведущий НК 1, кроме рассмотренных выше операций, выполняет функцию управления процессами, происходящими в системе. К функциям управления ведущего НК 1 добавляются операции управления частотами, таблицей состояния и регистрации ПО 2, системной таблицей, конфигурацией системы, качеством передачи данных, обработкой сигналов тревоги и дистанционной диагностики. С вычислителя 15 АРМ НК 1 через модуль сопряжения 27, вход/выход 4 наземной сети 3 передачи данных обеспечивается интерфейс с расположенными на земле источниками (получателями) информации системы и программирование бортовых вычислителей 5 ПО 2. Синхронизация работы наземной сети 3 передачи данных осуществляется на основе использования всеми абонентами системы единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от соответствующих приемников глобальной навигационной спутниковой системы.In addition to analyzing the parameters of radio signals, methods of changing the operating frequency range, increasing the transmitter power of radio stations 23 and 26 and reducing the noise level of their receivers, known methods of frequency diversity, spatial and temporal diversity, multipath diversity, adaptive equalization, direct coding are used to increase the forecast accuracy. error correction, interleaving to combat the effects of multipath, fading, impulse noise. Reliability of data transmission and reliability of communication are determined by the properties of the ionosphere over the area of communication organization, its correlation characteristics in space, frequency and time. The less correlated are radio signals having different diversity paths, the higher the reliability of communication. The radius of spatial correlation in the quasi-regular parameters of the ionosphere (signal energy, multipath) is usually 300 - 600 km. Therefore, the NK 1 and the transmitting station 30 DKMV range are distributed in space at a distance exceeding this value. Leading NK 1, in addition to the operations discussed above, performs the function of controlling the processes occurring in the system. The control functions of the master NK 1 are supplemented by the operations of frequency control, status table and registration software 2, system table, system configuration, data transfer quality, alarm processing and remote diagnostics. From the calculator 15 AWP NK 1 through the interface module 27, the input / output 4 of the terrestrial data network 3, an interface is provided with the system information sources (receivers) located on the ground and the onboard computers 5 software are programmed 2. The operation of the terrestrial network 3 data is synchronized based on the use by all subscribers of the system of uniform global universal coordinated time (UTC) received from the respective receivers of the global navigation satellite system.

Для взаимодействия наземных комплексов 1, передающих станций 30 ДКМВ диапазона, оконечных пользователей и ПО 2 используется наземная сеть 3 передачи данных. Она может быть реализована различными известными способами, например, при межсетевой работе НК 1 через центры коммутации пакетов в соответствии с протоколом Х.25 [4]. Соединения между НК 1 и центрами коммутации пакетов Х.25 (маршрутизаторами) могут обеспечиваться через специально выделенные или арендуемые каналы связи. Они позволят транслировать сообщение, адресованное пользователем определенному ПО 2 на тот наземный комплекс 1, на котором данный ПО 2 «зарегистрирован», и где в данный момент времени обеспечиваются оптимальные условия приема. Система радиосвязи с ПО 2 может работать в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенных при планировании связи.For the interaction of ground-based complexes 1, transmitting stations 30 DKMV range, end users and software 2 uses a terrestrial data network 3. It can be implemented in various known ways, for example, during the interworking of NK 1 through packet switching centers in accordance with the X.25 protocol [4]. Connections between NK 1 and X.25 packet switching centers (routers) can be provided through specially allocated or leased communication channels. They will allow broadcasting the message addressed by the user to a specific software 2 to the ground complex 1 where this software 2 is “registered” and where optimal reception conditions are provided at a given time. A radio communication system with software 2 can operate in automatic mode without operator intervention at selected frequencies from the list of frequencies assigned during communication planning.

Для повышения надежности связи в системе используются метод борьбы с нестационарностью ионосферы над районом организации связи за счет применения в качестве излучаемых подвижными объектами, передающими станциями 30 ДКМВ диапазона и наземными комплексами радиосигналов. Принимаемые по ДКМВ радиолиниям радиосигналы или сообщения об оптимальном на данный момент времени канале несколькими наземными комплексами обрабатываются для определения наибольшего отношения сигнал/шум в соответствующем канале связи, и, следовательно, для выбора канала связи для обеспечения устойчивости связи. Данные о результатах обработки затем используются для комплексирования измерений и выбора наиболее оптимального на данный момент времени канала связи с ПО [4, 7].To increase the reliability of communication in the system, a method is used to combat the non-stationary ionosphere over the communication area due to the use of 30 DKMV bands and ground-based radio signals as emitted by mobile objects. The radio signals received on the DKMV radio links or messages about the channel that is currently optimal for several terrestrial complexes are processed to determine the highest signal-to-noise ratio in the corresponding communication channel, and, therefore, to select a communication channel to ensure communication stability. Data on the processing results are then used to combine measurements and select the most optimal communication channel with software at the given time [4, 7].

Повышение точности прогноза оптимальной частоты достигается за счет функционирования пяти контуров адаптации параметров системы к изменениям характеристик радиоканала.Improving the accuracy of predicting the optimum frequency is achieved through the functioning of five loops of adaptation of the system parameters to changes in the characteristics of the radio channel.

Первый контур управления частотами - это адаптация к медленным изменениям параметров ионосферы (с периодом 1-2 часа) за счет использования технологии ионосферного мониторинга (частотной диспетчеризации), которая обеспечивает квалифицированное назначение рабочих частот всем радиосредствам ДКМВ диапазона наземных комплексов 1 и обслуживаемых системой подвижных объектов 1 на базе прогнозирования условий распространения радиоволн. Частотная диспетчеризация осуществляется по данным разнесенных в пространстве НК 1 на основе наклонного зондирования ионосферы сигналами станций 30, например, с линейной частотной модуляцией.The first frequency control loop is adaptation to slow changes in the ionosphere parameters (with a period of 1-2 hours) through the use of ionospheric monitoring technology (frequency scheduling), which provides qualified assignment of operating frequencies to all DKMV radio equipment in the range of ground-based complexes 1 and mobile objects serviced by the system 1 based on predicting the propagation conditions of radio waves. Frequency scheduling is carried out according to the data of the spacecraft 1 distributed on the basis of oblique sounding of the ionosphere by signals of stations 30, for example, with linear frequency modulation.

Второй контур многопараметрической адаптации радиолинии на конкретном радиоканале начинает функционировать при автоматическом составлении канала связи и ведении связи по каналу «НК-ПО». Он предназначен для адаптации системы к более быстрым изменениям параметров канала, в частности, отношения сигнал/шум, с периодом 5-10 минут и реализуется с помощью оценивания эффективного отношения сигнал/шум при приеме каждого пакета сообщения всеми радиосредствами ДКМВ диапазона наземных комплексов 1 и ПО 2. По величине отношения сигнал/шум определяется рекомендуемая максимальная скорость передачи данных в канале, величина которой передается на противоположную сторону. Она используется при реализации алгоритмов многопараметрической адаптации по частоте, скорости передачи данных, видам модуляции и кодирования. Вычислителем 15 АРМ программно выбирается минимальная скорость для передачи заданного объема сообщения в пакете, как обеспечивающая максимальную помехоустойчивость (надежность связи). Эта скорость не должна превышать рекомендуемую.The second circuit of the multi-parameter adaptation of the radio line on a particular radio channel begins to function with the automatic compilation of the communication channel and maintaining communication on the NK-PO channel. It is designed to adapt the system to faster changes in the channel parameters, in particular, the signal-to-noise ratio, with a period of 5-10 minutes and is implemented by evaluating the effective signal-to-noise ratio when each message packet is received by all radio channels of the DKMV range of ground complexes 1 and software 2. The recommended maximum data rate in the channel, the value of which is transmitted to the opposite side, is determined by the signal-to-noise ratio. It is used in the implementation of multi-parameter adaptation algorithms in frequency, data transfer rate, types of modulation and coding. The calculator 15 AWP programmatically selects the minimum speed for transmitting a given amount of message in the packet, as providing maximum noise immunity (reliability of communication). This speed should not exceed recommended.

Третий контур адаптации к мгновенным изменениям (с периодом 0,01-0,1 с) таких параметров канала, как частота, фаза, амплитуда, время прихода каждого луча принимаемого сигнала обеспечивается адаптивным приемником со слежением за изменяющимися параметрами канала для реализации компенсации межсимвольных искажений из-за многолучевости, квазикогерентного приема фазоманипулированных сигналов, обеспечивающего близкую к потенциальной помехоустойчивость. Для операций модуляции-демодуляции, кодирования-декодирования могут быть использованы, например, три вида многопозиционной фазовой манипуляции (2-PSK, 4-PSK и 8-PSK), сверточное кодирование со скоростями ½ и ¼ для прямой коррекции случайных ошибок, перемежение-деперемежение для борьбы с пакетированием ошибок, скремблирование-дескремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала, мягкое декодирование по алгоритму Витерби. В этом случае вероятность ошибки на выходе демодулятора-декодера не более 10^-5 при вероятности ошибки на выходе ДКМВ канала 10^-2-10^-3. Обнаружение с помощью операций кодирования-декодирования циклического кода на канальном уровне ошибок, не исправленных модемом, и процедура автоматического запроса повторения при недостоверном приеме позволит обеспечить достоверность связи не хуже 10^-6 [4, 7].The third adaptation circuit to instantaneous changes (with a period of 0.01-0.1 s) of channel parameters such as frequency, phase, amplitude, time of arrival of each beam of the received signal is provided by an adaptive receiver tracking the changing channel parameters to implement intersymbol distortion compensation from - due to multipath, quasicoherent reception of phase-shifted signals, providing close to potential noise immunity. For modulation-demodulation, coding-decoding operations, for example, three types of multiposition phase shift keying (2-PSK, 4-PSK and 8-PSK), convolutional coding with speeds of ½ and ¼ for direct correction of random errors, interleaving-deinterleaving can be used to combat error packaging, scrambling-descrambling data to align the spectrum of the transmitted signal, soft decoding according to the Viterbi algorithm. In this case, the probability of an error at the output of the demodulator-decoder is no more than 10 ^-5 with the probability of an error at the output of the DCMV channel 10 ^-2 -10 ^-3 . Detection of the errors not corrected by the modem using the encoding-decoding operations of the cyclic code at the channel level, and the procedure for automatically requesting repetition with unreliable reception will ensure reliable communications no worse than 10 ^-6 [4, 7].

Четвертый контур адаптации обеспечивается с помощью алгоритма управления протоколом множественного доступа к каналу, осуществляемый каждым НК 1 с учетом приоритетов сообщений и гарантированием заданных системных характеристик. Высокая эффективность использования ограниченного частотного ресурса достигается, например, за счет комбинированного протокола множественного доступа к каналу с частотным и временным разделением и адаптивного динамического управления этим протоколом в реальном масштабе времени. Вычислителем 15 АРМ каждого НК 1 в начале каждого кадра осуществляется назначение слотов доступа к каналу в режиме резервированного по запросу или случайного доступа в зависимости от реальной загрузки канала и приоритетов, оцениваются прогнозируемые задержки передачи пакета и выставляется флаг занятости канала в сигналах управления (маркерах), когда эти задержки превышают заданный порог, чтобы прекратить приток новых пользователей в перегруженный канал.The fourth adaptation loop is provided using the control algorithm of the protocol for multiple access to the channel, carried out by each NK 1 taking into account message priorities and guaranteeing given system characteristics. High efficiency of using a limited frequency resource is achieved, for example, due to the combined protocol of multiple access to the channel with frequency and time division and adaptive dynamic control of this protocol in real time. The calculator 15 AWP of each NK 1 at the beginning of each frame assigns the channel access slots in the redundant on demand or random access mode depending on the actual channel load and priorities, estimates the predicted transmission delay of the packet and sets the channel busy flag in control signals (markers), when these delays exceed a predetermined threshold in order to stop the influx of new users into the congested channel.

Пятый контур адаптации - пространственное разнесение наземных комплексов. Он обеспечивается тем, что каждый ПО 2 системы в любое время имеет возможность выбрать любой НК 1 и зарегистрироваться на нем. И, благодаря обмену информацией между наземными комплексами 1, информация о новом ПО 2 будет известна всем абонентам системы. Пространственное разнесение НК 1 является важнейшим, а порой единственным средством борьбы с нарушениями связи типа «авроральных поглощений» в периоды ионосферных возмущений на северных трассах.The fifth adaptation loop is the spatial diversity of ground-based complexes. It is ensured by the fact that each software 2 of the system at any time has the opportunity to select any NK 1 and register on it. And, thanks to the exchange of information between ground systems 1, information about the new software 2 will be known to all subscribers of the system. Spatial separation of NK 1 is the most important, and sometimes the only way to deal with communication disruptions such as "auroral absorption" during periods of ionospheric disturbances on the northern routes.

Число L выбирается с учетом требуемого качества адаптации. Обычно L=(3-6).The number L is selected taking into account the required quality of adaptation. Usually L = (3-6).

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования и соответствующее программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы 1-28, 30-35 одинаковые с прототипом. Вводимые приемная фазированная антенная решетка 29 и блок вычисления местоположения подвижных объектов 36 могут быть выполнены на полуволновых вибраторах с управляемыми фазовращателями, используемыми в загоризонтных радиолокационных станциях РЛС [4, 5], и программным методом соответственно.At the time of application submission, functioning algorithms and corresponding software of the claimed radio communication system have been developed. Nodes 1-28, 30-35 are the same with the prototype. Introduced receiving phased array antenna 29 and the unit for calculating the location of moving objects 36 can be performed on half-wave vibrators with controlled phase shifters used in horizontal radar stations [4, 5] and the software method, respectively.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент РФ №52290 U1. М. кл. Н04В 7/26, 2006.1. RF patent №52290 U1. M. cl. HB04 7/26, 2006.

2. Патент РФ №82971 U1. М. кл. Н04В 7/26, 2009.2. RF patent No. 82971 U1. M. cl. HB04 7/26, 2009.

3. Патент РФ №103046 U1. М. кл. Н04В 7/26, 2010 (прототип).3. RF patent No. 103046 U1. M. cl. HB04 7/26, 2010 (prototype).

4. Б.И.Кузьмин. Сети и системы цифровой электросвязи. Часть 1, «Концепция» ИКАО CNS/ATM. Москва, Санкт-Петербург: ОАО «НИИЭР», 1999, 206 с.4. B.I. Kuzmin. Networks and digital telecommunication systems. Part 1, The ICAO CNS / ATM Concept. Moscow, St. Petersburg: NIIER OJSC, 1999, 206 p.

5. Д.С.Конторов, Ю.С.Голубев-Новожилов. Введение в радиолокационную системотехнику. - М., Сов. Радио, 1971, 367 с.5. D.S. Kontorov, Yu.S. Golubev-Novozhilov. Introduction to radar systems engineering. - M., Sov. Radio, 1971, 367 pp.

6. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.6. GPS - a global positioning system. - M .: PRIN, 1994, 76 p.

7. Руководство по ВЧ-линии передачи данных (Doc9741-AN/962). Издание первое. - ICAO, 2000, 148 с.7. Guidance on the HF data link (Doc9741-AN / 962). First edition. - ICAO, 2000, 148 p.

Claims

A radio communication system with moving objects (PO), consisting of M ground-based complexes (SC), connected by radio channels to N moving objects (PO), and interconnected by two-way communications of a ground-based data transmission network with the input / output of the system, and the ground-based complex contains ground an MB band antenna connected to a MB band radio station, which is connected by two-way communications via ground-based data transmission equipment to the first input / output of a workstation calculator (AWP), the first input of which connected to the signal receiver of global navigation satellite systems, the second input to the AWP control panel, and the output to the AWP monitor, relay type transformer connected to the corresponding input of the AWP calculator, the first and second inputs / outputs of the DKMV terrestrial radio station are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the workstation computer and ground-based data transmission equipment, respectively, and the third input / output - to the ground antenna of the DKMV range, the interface module of the ground-based complex CA connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the workstation calculator and the ground data network with the system input / output, To DKMV receivers of the range, connected by two-way communications to the corresponding To the inputs / outputs of the computer of the automated workstation, each of the moving objects includes onboard sensors, a receiver of signals of global navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which x is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the on-board computer is connected to the input of the data recording unit and through the on-board data transmission equipment connected in series, the on-board radio station is connected to the on-board antenna, the first and second inputs / the outputs of the DKMV on-board radio station are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the on-board computer and on-board data transmission equipment x, respectively, and the third input / output is to the onboard antenna of the DKMV range, the L inputs / outputs of the receivers of the DKMV range are connected by two-way communications with the corresponding L inputs / outputs of the on-board computer, the high-frequency inputs L of the on-board receivers of the DKMV range are also connected to the onboard antenna of the DKMV range, data transmission from the ND is provided through a chain of serially connected first software, the second software and then to the N-th software, and data is transmitted from the N-th software to the NK in the reverse order, to the transmitting stations DKMV di a range connected by two-way communications to a ground-based data network with system input / output, and via radio channels to M ground-based complexes, each of the B transmitting stations of the DKMV range contains an antenna of the DKMV range connected through a series-connected transmitter of the DKMV range and the signal conditioner to the corresponding input / to the output of the computer of the automated workstation, the first input of which is connected to the receiver of signals of navigation satellite systems, the second input is to the AWP control panel, and the output is to the automated workstation monitor, the interface module of the transmitting station of the DKMV range is connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the ground computer and the ground data network with the input / output of the system, characterized in that the composition of the location of moving objects connected to the two-way communications is additionally included in each NK system to the AWP computer, and the receiving phased antenna array of the DKMV range, the control input of which is connected to the corresponding output of the AWP computer, is high-frequency the different outputs are to the inputs of the corresponding K receivers of the DKMV range, and the high-frequency input of the receiving phased antenna array of the DKMV range is the input of the ground complex for receiving DKMV radio signals from radiation sources that are not included in the system.