RU2518014C2 - System for radio communication with mobile objects - Google Patents

System for radio communication with mobile objects Download PDF

Info

Publication number
RU2518014C2
RU2518014C2 RU2012133589/07A RU2012133589A RU2518014C2 RU 2518014 C2 RU2518014 C2 RU 2518014C2 RU 2012133589/07 A RU2012133589/07 A RU 2012133589/07A RU 2012133589 A RU2012133589 A RU 2012133589A RU 2518014 C2 RU2518014 C2 RU 2518014C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
software
radio
input
board
output
Prior art date
Application number
RU2012133589/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012133589A (en
Inventor
Алексей Владимирович Комяков
Александр Владимирович Кейстович
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority to RU2012133589/07A priority Critical patent/RU2518014C2/en
Publication of RU2012133589A publication Critical patent/RU2012133589A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518014C2 publication Critical patent/RU2518014C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in systems for data communication between mobile objects, ground-based systems and other system subscribers. An on-board radio system determines the direction of a noise source and corrects the beam shape of the receiving antenna according to said determination. The on-board radio system includes n phase changers connected via two-way communication to corresponding inputs/outputs of n on-board broadband radio-frequency receiving-transmitting modules and to n inputs/outputs of a channel level module; control inputs/outputs of n phase changers are connected by two-way communication to corresponding n inputs/outputs of an on-board computer.
EFFECT: high noise immunity of the system and longer stable communication range.
3 dwg

Description

Изобретение относится к системам обмена данными и может быть использовано для реализации информационного обмена через наземные комплексы (НК) между источниками (получателями) информации, расположенными на воздушных подвижных объектах (ПО), и получателями (источниками) информации, расположенными на Земле.The invention relates to data exchange systems and can be used to implement information exchange through ground-based systems (SC) between sources (recipients) of information located on air moving objects (PO) and receivers (sources) of information located on Earth.

В системе радиосвязи с подвижными объектами [1] во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом связи с помощью всенаправленного излучения бортовой антенной радиосигналов передатчика. Принимаемые наземным комплексом связи из канала «Воздух-Земля» сообщения через аппаратуру передачи данных (АПД) поступают в вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора, 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 непрерывной радиосвязи со всеми N ПО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи определяют программно один из ПО, который назначается ретранслятором сообщений. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ПО определяют оптимальные пути доставки сообщений к удаленному от НК за радиогоризонт ПО. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) ПО, может быть доставлено N-му ПО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладывают номер ПО, назначенного ретранслятором, и адреса воздушных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые с помощью всенаправленной бортовой антенны на подвижном объекте сообщения анализируют в блоке анализа типа сообщений. После анализа решают вопрос о направлении данных по двунаправленной шине в систему управления подвижного объекта или ретрансляции их на соседний ПО.In a radio communication system with moving objects [1] while moving, moving objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based communication complex using the omnidirectional radiation of the on-board antenna of the transmitter’s radio signals. Messages received by the ground-based communication complex from the Air-to-Earth channel through data transmission equipment (ADF) are sent to the operator's computer workstation (AWP), where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the address received in the message is identified with the addresses of 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 PC workstation, the task of providing continuous radio communication with all N software is solved. When at least one of the software leaves the radio horizon or approaches the border of a stable radio communication zone, one of the software that is assigned by the message relay is determined programmatically. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining software, the optimal paths for message delivery to the remote one from the satellite for the software horizon are determined. The message from the NC through a serial chain consisting of (N-1) software 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 and the addresses of the air objects that provide the specified message traffic are laid down in a predetermined category (header) of the transmitted codegram. Messages received using an omnidirectional on-board antenna on a moving object are analyzed in a message type analysis unit. After the analysis, the issue of sending data via a bi-directional bus to the control system of a moving object or relaying them to neighboring software is resolved.

В обычном режиме, когда не требуется ретрансляция сигналов с НК, осуществляют адресный опрос ПО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображают на мониторе АРМ. На ПО после прохождения через антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал подают в бортовой вычислитель, где производят идентификацию принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного объекта. Далее сообщение передают в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где производят дешифрацию полученного заголовка (служебной части) сообщения и определяют, в каком режиме должна работать аппаратура ПО. Информационную часть сообщения записывают в память бортового вычислителя и при необходимости выводят на экран блока регистрации данных.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 signal is fed to the software in the on-board computer, where the address received in the message is identified with its own address of the moving object. Next, the message is transmitted to the analysis unit of the type of relayed message, where the decryption of the received header (service part) of the message is carried out and it is determined in what 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, displayed on the screen of the data recording unit.

Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «оператор-пилот» (CPDLC) 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 осуществляют на блоке регистрации данных ПО и мониторе АРМ НК соответственно.Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the channel "operator-pilot" (CPDLC) 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.

Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS записывают в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используют для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ПО обрабатывают в вычислителе и выводят на экран монитора АРМ.Messages from the outputs of the receivers of signals of global navigation satellite systems GLONASS / GPS are recorded in the memory of ground and airborne computers with reference to global time and used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each software. Received on the NK navigation messages from all software are processed in the calculator and displayed on the AWP monitor screen.

Однако указанной выше системе присущи недостатки, связанные с круговой формой диаграммы направленности по азимуту бортовой антенны, вследствие чего резко снижается помехозащищенность и уменьшается дальность устойчивой связи.However, the aforementioned system has inherent disadvantages associated with the circular beam pattern in the azimuth of the airborne antenna, as a result of which the noise immunity sharply decreases and the range of stable communication decreases.

Кроме того, оборудование системы состоит из аппаратных блоков с низкой аппаратурной надежностью, которое во время полета может выходить из строя и влиять на безопасность полетов.In addition, the equipment of the system consists of hardware units with low hardware reliability, which during the flight can fail and affect flight safety.

Известна система радиосвязи с подвижными объектами [2]. Она отличается от упомянутой выше системы тем, что в ней дополнительно введены резервные наземные и бортовые средства связи, в том числе радиостанции ДКМВ дальней связи. Система радиосвязи с подвижными объектами [2] имеет в своем составе N подвижных объектов (ПО), связанных каналами MB радиосвязи «Воздух-Воздух» между собой, связанных каналами MB радиосвязи «Воздух-Земля» и каналами ДКМВ радиосвязи «Воздух-Земля» с М территориально разнесенными наземными комплексами, которые соединены между собой и с соответствующими диспетчерскими пунктами управления воздушным движением и авиалиниями через наземную сеть передачи данных.Known radio communication system with moving objects [2]. It differs from the above-mentioned system in that it additionally introduces redundant ground and airborne communications equipment, including DKMV long-distance radio stations. The radio communication system with mobile objects [2] includes N mobile objects (PO) connected by MB air-to-air radio channels MB, connected by MB air-to-earth radio channels MB and air-to-earth DKMV radio channels with M geographically dispersed ground-based complexes that are interconnected and with the corresponding control centers of air traffic control and airlines through a ground-based data network.

В состав наземного комплекса связи входят наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов, связанные соответственно с радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места, второй вход/выход которого подключен в управляющему входу радиостанции ДКМВ, третий вход/выход подключен к входу/выходу наземной системы связи, первый вход подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС/GPS), второй вход подключен к пульту управления АРМ, третий вход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, а выход - к монитору АРМ.The ground-based communication complex includes the ground antennas of the MB and DKMV bands, respectively connected with the MB and DKMV radio stations connected by two-way communications through the data transmission equipment to the first input / output of the computer of the workstation, the second input / output of which is connected to the control input of the DKMV radio station , the third input / output is connected to the input / output of the terrestrial communication system, the first input is connected to the receiver of signals of navigation satellite systems (GLONASS / GPS), the second input is connected to the remote workstation control, the third input - to the builder type retransmitted messages, and the output - to the workstation monitor.

Подвижный объект оснащен бортовым комплексом связи, в состав которого входят всенаправленные бортовые антенны MB и ДКМВ диапазонов, подключенные к радиостанциям MB и ДКМВ диапазонов, соответственно, которые соединены двухсторонними связями через бортовую аппаратуру передачи данных с первым входом/выходом бортового вычислителя, второй вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, третий вход/выход - к анализатору типа принимаемых сообщений, четвертый вход/выход - к управляющему входу/выходу радиостанции ДКМВ диапазона, входы - к бортовым датчикам, формирователю типа ретранслируемых сообщений, приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, выход - к блоку регистрации данных.The mobile unit is equipped with an on-board communication complex, which includes omnidirectional on-board antennas of the MB and DKMV bands connected to MB and DKMV radio stations, respectively, which are connected by two-way communications via the on-board data transmission equipment with the first input / output of the on-board computer, the second input / output which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the third input / output - to the analyzer of the type of received messages, the fourth input / output - to the control input / output DKMV radio stations, inputs to airborne sensors, relay type transmitter, signal receiver for navigation satellite systems, output to the data recording unit.

Недостатки аналога также связаны с круговой формой диаграммы направленности по азимуту бортовых антенн, вследствие чего резко снижается помехозащищенность и уменьшается дальность устойчивой связи.The disadvantages of the analogue are also associated with the circular beam pattern in the azimuth of the airborne antennas, as a result of which noise immunity sharply decreases and the range of stable communication decreases.

Кроме того, малый жизненный цикл бортовых радиостанций в условиях непрерывного повышения требований со стороны ИКАО к наращиванию функциональных возможностей систем связи, включенных в интегрированную систему связи, навигации, наблюдения для организации воздушного движения (CNS/ATM), обусловлен аппаратурным исполнением основных функций, включая частоты настройки радиосредств, полосы, спектральные маски фильтрации сигналов, физические уровни режимов передачи данных. Всякое новое требование к изменению функций или незначительная коррекция параметров вызывают необходимость аппаратурной и конструктивной переработки радиостанции, что дорого обходится как для разработчиков авионики, так и для ее эксплуатантов.In addition, the small life cycle of airborne radio stations in the face of a continuous increase in ICAO's requirements for enhancing the functionality of communication systems included in the integrated communication, navigation and surveillance system for air traffic management (CNS / ATM) is due to the hardware performance of basic functions, including frequencies radio settings, bands, spectral signal filtering masks, physical levels of data transmission modes. Any new requirement for changing functions or insignificant correction of parameters necessitates hardware and constructive processing of the radio station, which is expensive for both avionics developers and its operators.

Наиболее близкой по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [3], которая принята за прототип. В системе радиосвязи с подвижными объектами, имеющей в своем составе М территориально разнесенных наземных комплексов и N подвижных объектов, связанных между собой каналами связи «Воздух-Воздух» MB диапазона, а с помощью каналов радиосвязи «Воздух-Земля» MB и ДКМВ диапазонов - с М наземными комплексами, НК связаны между собой через наземную сеть передачи данных, через которую обеспечивается непрерывный обмен данными. Каждый подвижный объект содержит бортовой вычислитель, первый вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом. В наземном комплексе содержатся наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов, связанные соответственно с наземными радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, которые подключены двухсторонними связями через наземную аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места. Второй вход/выход АРМ подключен к входу/выходу НК для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, первый вход подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС/GPS), второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ. На каждом подвижном объекте имеются b пар соединенных между собой бортовых всенаправленных широкодиапазонных антенно-фидерных устройств и широкодиапазонных радиочастотных модулей, входы/выходы которых в соответствии с эталонной моделью взаимодействия открытых систем двусторонними связями подключены к модулю физического уровня (МФУ). Входы/выходы МФУ подключены к вычислительному модулю связи, состоящему из последовательно соединенных двунаправленными связями модуля канального уровня, модуля маршрутизатора (ММ) и модуля интерфейса (МИ). Входы МИ подключены к бортовым датчикам, приемнику навигационной спутниковой системы, выход - к блоку регистрации данных, а первый вход/выход - к бортовому анализатору типа принимаемых сообщений, второй вход/выход - к бортовому формирователю типа ретранслируемых сообщений, третий вход/выход - к бортовому вычислителю. Кроме того, в каждом наземном комплексе четвертый вход/выход вычислителя автоматизированного рабочего места подключен к первому управляющему входу наземной радиостанции ДКМВ диапазона, а пятый вход/выход вычислителя автоматизированного рабочего места подключен к первому управляющему входу наземной радиостанции MB диапазона, где b - необходимое для получения заданных показателей надежности число пар соединенных между собой бортовых всенаправленных широкодиапазонных антенно-фидерных устройств и широкодиапазонных радиочастотных модулей.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. In a radio communication system with mobile objects, which includes M geographically dispersed ground-based complexes and N mobile objects interconnected by air-to-air communication channels of the MB range, and using air-to-Earth radio channels of MB and DKMV ranges, with M ground-based complexes, NK are interconnected through a ground-based data network, through which continuous data exchange is provided. Each moving object contains an on-board computer, the first input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system. The ground complex contains the ground antennas of the MB and DKMV bands, respectively associated with the terrestrial radio stations of the MB and DKMV bands, which are connected by two-way communications via the ground data transmission equipment to the first input / output of the computer of the workstation. The second input / output of the workstation is connected to the input / output of the NK for the terrestrial data network, the third input / output is connected to the shaper of the type of relayed messages, the first input is connected to the receiver of signals from navigation satellite systems (GLONASS / GPS), the second input is connected to the control panel of the workstation , and the output is to the workstation monitor. Each moving object has b pairs of interconnected airborne omnidirectional wide-range antenna feeder devices and wide-range radio frequency modules, the inputs / outputs of which are connected to the physical layer module (MFP) in accordance with the reference model for the interaction of open systems with two-way communications. The inputs / outputs of the MFP are connected to a computational communication module, consisting of channel-level module, router module (MM), and interface module (MI) connected in series with bi-directional communications. The MI inputs are connected to the on-board sensors, the receiver of the navigation satellite system, the output to the data recording unit, and the first input / output to the on-board analyzer of the type of received messages, the second input / output to the on-board driver of the type of relayed messages, the third input / output to the on-board computer. In addition, in each ground complex, the fourth input / output of the computer of the automated workstation is connected to the first control input of the ground radio station of the DKMV range, and the fifth input / output of the computer of the automated workstation is connected to the first control input of the ground radio station of the MB range, where b is necessary to obtain set reliability indicators the number of pairs of interconnected onboard omnidirectional wide-range antenna-feeder devices and wide-range radio frequency modes lei.

Недостатки прототипа также связаны с круговой формой диаграммы направленности по азимуту бортовых широкодиапазонных антенно-фидерных устройств, вследствие чего резко снижается помехозащищенность и уменьшается дальность устойчивой связи по сравнению с прямой (оптической) видимостью.The disadvantages of the prototype are also associated with the circular shape in the azimuth of the onboard wide-range antenna-feeder devices, as a result of which noise immunity is sharply reduced and the range of stable communication is reduced compared with direct (optical) visibility.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение помехозащищенности системы и увеличение дальности устойчивой связи, а именно создание бортовой радиотехнической системы, определяющей направление на источник помех и корректирующей в соответствии с этим форму диаграммы приемной антенны в направлениях на помехоноситель и вызываемого абонента.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the noise immunity of the system and increase the range of stable communications, namely, the creation of an on-board radio engineering system that determines the direction to the source of interference and corrects the shape of the diagram of the receiving antenna in the directions to the carrier and the called subscriber.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе радиосвязи с подвижными объектами, состоящей из М территориально разнесенных наземных комплексов связи и N подвижных объектов, связанных между собой каналами связи «Воздух-Воздух» MB диапазона, а каналами радиосвязи «Воздух-Земля» MB и ДКМВ диапазонов - с М наземными комплексами, которые соединены между собой и с внешними абонентами через наземную сеть передачи данных, каждый подвижный объект содержит n бортовых широкодиапазонных антенн, соединенных непосредственно с n бортовыми широкодиапазонными радиочастотными приемо-передающими модулями, модуль физического уровня подключен двухсторонними связями через последовательно соединенные модуль канального уровня, модуль маршрутизатора и модуль интерфейсов к бортовому вычислителю, имеющему двунаправленный интерфейс бортовой системы управления подвижным объектом, входы модуля интерфейсов подключены к бортовым датчикам, приемнику сигналов навигационной спутниковой системы, выход модуля интерфейсов подключен к блоку регистрации данных, второй вход/выход модуля интерфейсов подключен к бортовому анализатору типа принимаемых сообщений, третий вход/выход - к бортовому формирователю типа ретранслируемых сообщений, а каждый наземный комплекс содержит наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов, связанные соответственно с наземными радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через наземную аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен к входу/выходу НК для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, четвертый и пятый входы/выходы - к вторым входам/выходам наземных радиостанций MB и ДКМВ диапазонов соответственно, первый вход вычислителя АРМ подключен к наземному приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, на каждом ПО введены n фазовращателей, подключенных двухсторонними связями как к соответствующим входам/выходам n бортовых широкодиапазонных радиочастотных приемо-передающих модулей, так и к n входам/выходам модуля физического уровня, управляющие входы/выходы n фазовращателей подключены двухсторонними связями к соответствующим n входам/выходам бортового вычислителя.The specified technical result is achieved by the fact that in the known radio communication system with mobile objects, consisting of M geographically spaced ground-based communication complexes and N mobile objects interconnected by air-to-air communication channels of the MB band, and air-to-ground radio communication channels of MB and DKMV ranges - with M ground-based complexes that are interconnected and with external subscribers through a land-based data network, each moving object contains n wide-band onboard antennas connected directly with n airborne wide-range radio-frequency transceiver modules, the physical layer module is connected by two-way communications through a serial link channel module, the router module and the interface module to the on-board computer having a bi-directional interface of the on-board moving object control system, the inputs of the interface module are connected to the on-board sensors, receiver signals of the navigation satellite system, the output of the interface module is connected to the data recording unit, the second input d / output of the interface module is connected to the on-board analyzer of the type of received messages, the third input / output is connected to the on-board shaper of the type of relayed messages, and each ground complex contains terrestrial antennas of MB and DKMV bands connected respectively to terrestrial radio stations of MB and DKMV bands connected by two-way communications through ground-based data transmission equipment to the first input / output of the computer of the automated workstation (AWP), the second input / output of which is connected to the input / output of the SC for ground data transmission networks, the third input / output - to the shaper of the type of relayed messages, the fourth and fifth inputs / outputs - to the second inputs / outputs of the terrestrial radio stations MB and DKMV bands, respectively, the first input of the workstation calculator is connected to the ground receiver of signals from navigation satellite systems, the second input - to the AWP control panel, and the output to the AWS monitor, n phase shifters are introduced on each software, connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of n onboard wide-band radio-frequency transceivers their modules and to the n inputs / outputs a physical layer module, control inputs / outputs n phase shifters are connected to the respective talkback n inputs / outputs board calculator.

Структурная схема заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами представлена на фиг.1, где введены обозначения:The structural diagram of the inventive radio communication system with moving objects is presented in figure 1, where the notation is introduced:

1 - наземный комплекс связи (НК);1 - ground communication complex (NK);

2 - вход/выход НК 1 для наземной сети передачи данных;2 - input / output NK 1 for a terrestrial data network;

3 - подвижный объект (ПО), оснащенный новым бортовым комплексом связи, структурная схема которого приведена на фиг.2;3 - a moving object (PO), equipped with a new on-board communication complex, the structural diagram of which is shown in figure 2;

4 - вход/выход наземной сети передачи данных, которая условно показана на фиг.1 в виде линии.4 - input / output terrestrial data network, which is conventionally shown in figure 1 in the form of a line.

Система радиосвязи с ПО содержит М территориально разнесенных наземных комплексов 1, структурная схема которых приведена на фиг.3, и N подвижных (воздушных) объектов 3, оснащенных бортовыми комплексами связи, структурная схема которых представлена на фиг.2, связанных между собой каналами 32 связи «Воздух-Воздух» MB диапазона, а с помощью каналов 30 радиосвязи «Воздух-Земля» MB диапазона и каналов 31 ДКМВ диапазона - с М наземными комплексами 1, которые объединены между собой и наземными пользователями, не указанными на фиг.1, с помощью своих входов/выходов 2 НК и входов/выходов 4 наземной сети передачи данных.A radio communication system with software contains M geographically dispersed ground-based complexes 1, the structural diagram of which is shown in FIG. 3, and N mobile (air) objects 3 equipped with airborne communication complexes, the structural diagram of which is shown in FIG. 2, interconnected by communication channels 32 "Air-Air" MB range, and using channels 30 of the radio communication "Air-Earth" MB range and channels 31 DKMV range with M ground complexes 1, which are interconnected and ground users not shown in figure 1, using their inputs / Exit NK 2 and I / O 4 terrestrial data transfer network.

Структурная схема бортового оборудования подвижного объекта 3 заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами, приведена на фиг.2, где введены обозначения:The structural diagram of the onboard equipment of a moving object 3 of the inventive radio communication system with moving objects, is shown in figure 2, where the notation is introduced:

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

6 - бортовые датчики;6 - airborne sensors;

7 - бортовой приемник сигналов глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS с антенной;7 - an on-board receiver of signals of a global navigation satellite system GLONASS / GPS with an antenna;

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

9 - бортовой анализатор типа принимаемых сообщений;9 - on-board analyzer of the type of received messages;

10 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;10 - airborne type relay relay messages;

11 - вычислительный модуль связи (ВМС);11 - computing communication module (IUD);

12 - модуль интерфейсов с бортовым оборудованием (МИ);12 - module interfaces with on-board equipment (MI);

13 - модуль маршрутизации (MM);13 - routing module (MM);

14 - модуль канального уровня (МКУ);14 - channel level module (MCU);

15 - модуль физического уровня (МФУ) (цифровой обработки сигналов);15 - module physical layer (MFP) (digital signal processing);

16 - n бортовых широкодиапазонных радиочастотных приемопередающих модулей (ШД РППМ);16 - n airborne wide-range radio-frequency transceiver modules (SD RPPM);

17 - n бортовых широкодиапазонных антенн (ШД А);17 - n airborne wide-range antennas (SD A);

18 - двунаправленная шина системы управления подвижным объектом;18 - bidirectional bus control system of a moving object;

19 - n фазовращателей.19 - n phase shifters.

На фиг.2 приведены для примера 3 из n связанных между собой узлов 16, 17 и 19.Figure 2 shows for example 3 of n interconnected nodes 16, 17 and 19.

Причем, n ШДА 17 подключены непосредственно (без антенно-фидерного тракта) к n ШД РППМ 16, которые через n фазовращателей связаны с соответствующими входами/выходами модуля 15 физического уровня. МФУ 15 имеет двухсторонний цифровой интерфейс с модулем 14 канального уровня, связанным двухсторонним цифровым интерфейсом с модулем 13 маршрутизации, подключенным двухсторонним цифровым интерфейсом к модулю 12 интерфейсов, входы которого подключены к бортовым датчикам 6, приемнику 7 сигналов навигационной спутниковой системы. Выход МИ 12 подключен к блоку 8 регистрации данных, второй вход/выход его подключен к бортовому анализатору 9 типа принимаемых сообщений, третий вход/выход к бортовому формирователю 10 типа ретранслируемых сообщений, четвертый вход/выход к бортовому вычислителю 5, связанному с помощью двунаправленного интерфейса 18 с бортовой системой управления ПО 3, не показанной на фиг.2.Moreover, n SDA 17 are connected directly (without an antenna-feeder path) to n SD RPM 16, which are connected via n phase shifters to the corresponding inputs / outputs of module 15 of the physical layer. The MFP 15 has a two-way digital interface with a channel level module 14, connected by a two-way digital interface with a routing module 13, connected by a two-way digital interface to the interface module 12, the inputs of which are connected to the on-board sensors 6, the receiver 7 of the signals of the navigation satellite system. MI 12 output is connected to the data recording unit 8, its second input / output is connected to the on-board analyzer 9 of the type of received messages, the third input / output to the on-board driver 10 of the type of relayed messages, the fourth input / output to the on-board computer 5 connected via a bi-directional interface 18 with an on-board control system software 3 not shown in FIG.

Структурная схема наземного комплекса 1 заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами представлена на фиг.3, где обозначено:The structural diagram of the ground complex 1 of the inventive radio communication system with moving objects is presented in figure 3, where it is indicated:

20 - наземная радиостанция MB диапазона;20 - MB terrestrial radio station;

21 - наземная антенна ДКМВ диапазона;21 - ground antenna DKMV range;

22 - наземная радиостанция ДКМВ диапазона;22 - ground radio station DKMV range;

23 - наземная аппаратура передачи данных (АПД);23 - ground-based data transmission equipment (ADF);

24 - вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ);24 - computer workstation (AWP);

25 - наземный приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;25 - ground-based receiver of signals of global navigation satellite systems with an antenna;

26 - формирователь типа ретранслируемых сообщений;26 - shaper type relayed messages;

27 - монитор АРМ;27 - monitor workstation;

28 - пульт управления АРМ;28 - AWP control panel;

29 - наземная антенна MB диапазона;29 - ground antenna MB range;

2 - вход/выход НК 1 для наземной сети передачи данных.2 - input / output NK 1 for a terrestrial data network.

В НК 1 наземные антенны 29 MB и 21 ДКМВ диапазонов связаны соответственно с радиостанциями 20 MB и 22 ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных 23 к первому входу/выходу вычислителя 24 автоматизированного рабочего места, второй вход/выход которого подключен к входу/выходу 2 НК 1 для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю 26 типа ретранслируемых сообщений, четвертый вход/выход - к радиостанции 22 ДКМВ диапазона, пятый вход/выход - к радиостанции 20 MB диапазона, первый вход вычислителя АРМ подключен к приемнику 25 сигналов навигационных спутниковых систем, например ГЛОНАСС/GPS, второй вход - к пульту 28 управления АРМ, а выход - к монитору 27 АРМ.In NK 1, ground antennas of 29 MB and 21 DKMV bands are connected respectively to radio stations of 20 MB and 22 DKMV bands connected by two-way communications via data transmission equipment 23 to the first input / output of the computer 24 of the workstation, the second input / output of which is connected to the input / output 2 NK 1 for the terrestrial data network, the third input / output - to the shaper 26 of the type of relayed messages, the fourth input / output - to the radio station 22 DKMV range, the fifth input / output - to the radio station 20 MB range, calculate the first input For the AWP, 25 signals of navigation satellite systems, for example GLONASS / GPS, are connected to the receiver, the second input to the AWP control panel 28, and the output to the AWP 27 monitor.

Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Передачу данных в MB диапазоне с НК 1 осуществляют по цепочке последовательно соединенных первого ПО 3, второго ПО 3 и далее до N-го ПО 3, а передачу данных с N-го ПО 3 на НК 1 осуществляют в обратном порядке. Передачу данных в ДКМВ диапазоне с ПО 3 осуществляют на тот наземный комплекс 1, качество приема маркера которого является наилучшим или приемлемым для данного подвижного объекта 3. Наземную сеть передачи данных подключают двухсторонними интерфейсами 2 к каждому из М разнесенных территориально НК 1. Таким образом, наземной сетью передачи данных по информационному взаимодействию объединяют между собой все НК 1 и обеспечивают соединение каждого НК 1 с наземными пользователями системы радиосвязи.A radio communication system with moving objects operates as follows. Data transmission in the MB range with NK 1 is carried out through a chain of serially connected first software 3, second software 3 and further to the N-th software 3, and data transmission from the N-th software 3 to the NK 1 is carried out in the reverse order. Data transmission in the DKMV band with software 3 is carried out to that ground-based complex 1, the marker reception quality of which is the best or acceptable for the given mobile object 3. The ground-based data transmission network is connected by two-way interfaces 2 to each of M territorially spaced NK 1. Thus, the ground-based the data transmission network for information interaction unites all the NK 1 and provide a connection of each NK 1 with terrestrial users of the radio communication system.

При отсутствии помех алгоритм обмена данными в заявляемой системе радиосвязи с ПО заключается в том, что в ней проводят следующие операции:In the absence of interference, the data exchange algorithm in the inventive radio communication system with software is that it carries out the following operations:

- назначают каждому НК 1 на временной интервал длительностью 1-2 часа активную ДКМВ частоту из набора разрешенных частот ДКМВ связи из общего списка частот, оптимальную по условиям распространения радиоволн и электромагнитной совместимости для данного временного интервала, отличающуюся от активных частот всех других НК 1 системы связи. Доводят номер активной частоты вместе с интервалом времени ее активизации до каждого НК 1 через наземную сеть передачи данных, реализуя, таким образом, протокол множественного доступа с частотным разделением (FDMA);- assign each NK 1 for a time interval of 1-2 hours the active DKMV frequency from the set of allowed frequencies of the DKMV communication from the general list of frequencies, optimal according to the conditions of propagation of radio waves and electromagnetic compatibility for a given time interval, different from the active frequencies of all other NK 1 communication systems . Bring the number of the active frequency along with the time interval of its activation to each NK 1 through the terrestrial data network, thus realizing the frequency division multiple access (FDMA) protocol;

- определяют каждой разрешенной ДКМВ частоте свой временной сдвиг первого кадра протокола множественного доступа к каналу с временным разделением (TDMA) относительно ведущего кадра, привязанного, например, к 00 час: 00 мин: 00 сек универсального координированного времени UTC для того, чтобы сигналы маркеров на разных частотах излучались НК 1 в разнесенных временных слотах для уменьшения времени анализа качества маркеров, проводимого каждым подвижным объектом 3;- determine for each allowed DKMV frequency its time offset of the first frame of the time division multiple access protocol (TDMA) relative to the leading frame, tied, for example, to 00: 00 min: 00 sec universal coordinated time UTC so that the marker signals on different frequencies were emitted by NK 1 in spaced time slots to reduce the time of analysis of the quality of the markers conducted by each moving object 3;

- разрабатывают системную таблицу ДКМВ связи, в которой указывают список М наземных комплексов связи 1 с их адресами, координатами, поддерживаемыми ими режимами работы и набором разрешенных частот с указанными сдвигами первого кадра каждой частоты;- develop a system table DKMV communication, which indicate a list of M ground-based communication systems 1 with their addresses, coordinates, supported by their operating modes and a set of allowed frequencies with the indicated offsets of the first frame of each frequency;

- доводят системную таблицу ДКМВ связи до всех НК 1 и всех ПО 3 по наземной сети передачи данных и радиоканалам связи;- bring the system table DKMV communication to all NK 1 and all software 3 over the terrestrial data network and radio channels;

- разрабатывают для обеспечения передачи данных по MB каналу список частотной поддержки MB связи, в котором указывают список М наземных комплексов связи 1 с их адресами, координатами, поддерживаемыми ими режимами работы в MB канале связи, наборами разрешенных для каждого НК 1 частот MB связи, доводят список частотной поддержки до каждого ПО 3 через систему наземной связи и радиоканалам связи;- develop to ensure data transfer on the MB channel, the list of frequency support for MB communication, which indicates a list of M ground-based communication systems 1 with their addresses, coordinates, the modes of operation supported by them in the MB communication channel, sets of frequencies MB of communication allowed for each NK 1, bring a list of frequency support up to each software 3 through the terrestrial communication system and radio communication channels;

- осуществляют на каждом НК 1 обмен пакетными данными через наземную сеть передачи данных с пользователями системы, а также с другими (М-1) НК1;- carry out on each NK 1 the exchange of packet data through a ground-based data network with users of the system, as well as with other (M-1) NK1;

- реализуют в наземной аппаратуре передачи данных 23 протоколы обмена данными в ДКМВ и MB каналах физического уровня (модемов-кодеков), канального и сетевого уровня, например, в соответствии с ARINC 618, 631, 635, 750, DO-224, ED-108 в режимах HFDL, VDL-1 (ACARS), VDL-2, VDL-4;- implement in the ground equipment for data transmission 23 data exchange protocols in DKMV and MB channels of the physical layer (codec modems), channel and network layer, for example, in accordance with ARINC 618, 631, 635, 750, DO-224, ED-108 in HFDL, VDL-1 (ACARS), VDL-2, VDL-4 modes;

- разбивают для обеспечения ДКМВ связи время использования каждого ДКМВ частотного канала на временные кадры для реализации протокола множественного доступа к каналу с временным разделением (TDMA). В первом слоте каждого кадра излучают сигнал маркера, содержащий, например, квитанции на все сообщения, принятые НК 1 от разных ПО 3 в предыдущих двух кадрах, активные частоты двух соседних НК 1, версию базы данных (системной таблицы), назначения использования слотов с 4-го по 13-тый текущего кадра и слотов 2-го и 3-го следующего кадра, а также флаг занятости канала. В конце каждого кадра для каждого слота следующего кадра производят, например, назначение его использования для передачи с НК 1 или для передачи с конкретного борта (ПО 3) по его предварительному запросу слота доступа, или для передачи с любого борта ПО 3 в режиме случайного доступа;- the time of use of each DKMV frequency channel is divided into time frames for providing a DKMV communication for implementing a time division multiple access (TDMA) protocol. In the first slot of each frame, a marker signal is emitted, containing, for example, receipts for all messages received by SC 1 from different software 3 in the previous two frames, active frequencies of two adjacent SC 1, database version (system table), purpose of using slots with 4 on the 13th of the current frame and slots of the 2nd and 3rd of the next frame, as well as the channel busy flag. At the end of each frame, for each slot of the next frame, for example, it is assigned to be used for transmission from NK 1 or for transmission from a specific board (software 3) upon its preliminary request for an access slot, or for transmission from any board software 3 in random access mode ;

- осуществляют обмен пакетными данными «Воздух-Земля» на каждом активном ДКМВ канале с множественным доступом подвижных объектов 3 при заданной интенсивности потока сообщений;- exchange air-to-Earth packet data on each active DKMV channel with multiple access of moving objects 3 at a given message flow intensity;

- производят излучение сигналов маркеров с заданным периодом для обеспечения MB связи на каждом НК 1 на каждой разрешенной MB частоте. Сигналы маркеров разносят во времени, чтобы на ПО 3 можно было раздельно оценить качество сигналов разных НК 1 и выбрать НК 1 для связи;- emit marker signals with a predetermined period to provide MB communications on each NK 1 at each authorized MB frequency. The signals of the markers are spread in time, so that software 3 can separately evaluate the quality of the signals of different NK 1 and select NK 1 for communication;

- выбирают лучшую частоту связи и регистрируют ПО 3 на выбранных частотах MB и ДКМВ каналов на каждом ПО 3 по результатам оценки качества принятых сигналов маркеров разных НК 1 для каждого диапазона волн;- choose the best communication frequency and register PO 3 at the selected frequencies of MB and DKMV channels on each PO 3 according to the results of assessing the quality of received marker signals of different NK 1 for each wavelength range;

- осуществляют в MB диапазоне обмен пакетными данными «Воздух-Земля» на активном MB канале, например, в режиме множественного доступа к каналу с прослушиванием несущей (CSMA) или на активном канале «Воздух-Воздух» и «Воздух-Земля» в режиме множественного доступа к каналу с временным разделением и с самоорганизацией (STDMA);- carry out in the MB range the exchange of packet data "Air-Earth" on the active MB channel, for example, in the mode of multiple access to the channel with listening to the carrier (CSMA) or on the active channel "Air-Air" and "Air-Earth" in multiple mode access to the channel with time division and self-organization (STDMA);

- инициируют в ДКМВ диапазоне на каждом подвижном объекте процедуру поиска частоты при включении оборудования или после разъединения линии, если ПО 3 не может больше обнаружить маркеры от наземного комплекса 1 на текущей частоте. После автовыбора частоты и регистрации на новом канале производят обмен пакетными данными в режиме TDMA с НК 1, на котором ПО 3 зарегистрирован, до тех пор пока качество ДКМВ радиоканала «Воздух-Земля» превышает допустимый уровень. При ухудшении качества ДКМВ радиоканала ниже допустимого уровня выбирают новый ДКМВ радиоканал и соответствующий ему НК 1, независимо от местоположения НК 1 и регистрируют ПО 3 на новом ДКМВ радиоканале;- initiate in the DKMV range on each moving object a frequency search procedure when the equipment is turned on or after disconnecting the line, if PO 3 can no longer detect markers from ground complex 1 at the current frequency. After auto-selecting the frequency and registering on the new channel, packet data is exchanged in TDMA mode with NK 1, on which PO 3 is registered, until the quality of the air-to-air DKMV channel exceeds the permissible level. If the quality of the DKMV radio channel is below the acceptable level, the new DKMV radio channel and its corresponding NK 1 are selected, regardless of the location of the NK 1, and software 3 is registered on the new DKMV radio channel;

- инициируют в MB диапазоне на каждом подвижном объекте процедуру поиска частоты при включении оборудования или после разъединения линии, если ПО 3 не может больше обнаружить пакеты сообщений от наземного комплекса 1 на текущей частоте или если подуровень управления протоколом доступа к каналу (MAC) индицирует, что текущая частота перегружена. При этом настраивают ШД РППМ на альтернативную (резервную) частоту, используя данные из списка частотной поддержки, и если качество сигналов маркеров на новой частоте удовлетворительно, регистрируют ПО 3 на новой частоте;- initiate the frequency search procedure in the MB range on each moving object when the equipment is turned on or after the line is disconnected, if SW 3 can no longer detect message packets from the ground complex 1 at the current frequency or if the control sublayer of the channel access protocol (MAC) indicates that current frequency is overloaded. At the same time, the RPM RP is tuned to an alternative (standby) frequency using the data from the frequency support list, and if the quality of the marker signals at the new frequency is satisfactory, register software 3 at the new frequency;

- реализуют в ПО 3 и НК 1 следующие процедуры управления связностью линии передачи данных MB диапазона:- implement in PO 3 and NK 1 the following procedures for managing the connectivity of the MB data line:

- идентификацию НК 1;- identification of NK 1;

- начальную установку линии;- initial installation of the line;

- модификацию параметров линии;- modification of the line parameters;

- «хэндофф», инициируемый ПО 3;- "handoff" initiated by software 3;

- «хэндофф», инициируемый НК 1 по запросу ПО 3;- “handoff” initiated by NK 1 at the request of PO 3;

- «хэндофф», инициируемый НК 1;- “handoff” initiated by NK 1;

- «хэндофф», инициируемый ПО 3 по запросу НК 1;- "handoff" initiated by software 3 at the request of NK 1;

- широковещательный «хэндофф» по запросу НК 1;- broadcast "handoff" at the request of NK 1;

- автонастройку;- auto-tuning;

- формируют в бортовых конечных системах ПО 3 (5, 18) пакетное сообщение, содержащее адрес получателя и адрес отправителя (адрес ПО 3), и передают через модуль 12 интерфейса в бортовой модуль 13 маршрутизатора, где его упаковывают в виде пакета ISO 8208 и затем передают в модуль 14 канального уровня, где его преобразуют в пакет канального уровня сети передачи данных, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC). Полученные сообщения передаются в модуль 15 физического уровня, где осуществляют, например, операции:- form a batch message in the on-board end systems of software 3 (5, 18) containing the address of the recipient and the address of the sender (address of software 3), and transmit it through the interface module 12 to the on-board module 13 of the router, where it is packaged in the form of an ISO 8208 packet and then passed to the module 14 of the channel level, where it is converted into a packet of the channel level data network containing the verification sequence calculated using the redundant cyclic code (CRC). Received messages are transmitted to the module 15 of the physical layer, where they carry out, for example, operations:

- сверточное кодирование данных для прямой коррекции ошибок;- convolutional data coding for direct error correction;

- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний;- interleaving data to combat packetization errors due to fading;

- преобразование последовательности из трех или двух или одного бита (в зависимости от скорости передачи данных и вида модуляции, например 2-ФМн, 4-ФМн или 8-ФМн, соответственно) в значения фазы сигнала поднесущей выбранной частоты;- converting a sequence of three or two or one bit (depending on the data transfer rate and the type of modulation, for example 2-PSK, 4-PSK or 8-PSK, respectively) into phase values of the subcarrier signal of the selected frequency;

- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала;- scrambling data to align the spectrum of the transmitted signal;

- формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора, и информацию о скорости передачи данных и глубине перемежения;- the formation of a key synchronization sequence and preamble containing a known sequence for training an adaptive demodulator, and information about the data transfer rate and the depth of interleaving;

- формирование коротких обучающих последовательностей, которые вставляют в поток передаваемых данных пользователя, для реализации адаптивных методов приема сообщения;- the formation of short training sequences that are inserted into the stream of transmitted user data to implement adaptive methods for receiving messages;

- формирование заданной формы огибающей каждого символа для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала;- the formation of a given shape of the envelope of each symbol to provide a given spectral mask of the emitted signal;

- формирование ДКМВ сигнала, например, с верхней боковой полосой с подавленной несущей с классом излучения 2K80J2DEN.- formation of a DKMV signal, for example, with an upper sideband with a suppressed carrier with a radiation class of 2K80J2DEN.

Сформированный для передачи ДКМВ сигнал, например, многопозиционной фазовой манипуляции (M-PSK, М=2, 4 или 8) с выхода модуля 15 физического уровня с требуемой фазой, заданной соответствующим узлом 19, подают на входы n ШД РППМ 16, где его усиливают до требуемого уровня мощности, затем на n широкодиапазонных антенн 17 и по ДКМВ радиоканалу 31 передают на наземный комплекс 1, на котором зарегистрирован ПО 3. При наличии помехи проводятся следующие процедуры:The signal formed, for example, of multi-position phase shift keying (M-PSK, M = 2, 4, or 8) generated from the output of the physical layer module 15 with the required phase specified by the corresponding node 19 is supplied to the inputs n of the RPM 16, where it is amplified to the required power level, then on n wide-band antennas 17 and on the DKMV radio channel 31 is transmitted to the ground-based complex 1, where software 3 is registered. If there is interference, the following procedures are carried out:

- определяется направление на источник помех путем сканирования пространства с помощью управляющих сигналов бортового вычислителя, узлов 19, 16 и 17 в интервалах времени, когда отсутствует обмен данными;- the direction to the interference source is determined by scanning the space using the control signals of the on-board computer, nodes 19, 16 and 17 in time intervals when there is no data exchange;

- определяются координаты и параметры движения источника помех с помощью известных в радиолокации методов [4] и передаются соответствующие сообщения на НК (через него и наземную сеть передачи данных на другие НК и подвижные объекты);- coordinates and parameters of the interference source motion are determined using methods known in radar [4] and the corresponding messages are transmitted to the NK (through it and the ground data network to other NK and moving objects);

- если позволяет ситуация, то осуществляется перевод узлов 15 на другую резервную рабочую частоту или включается режим формирования псевдослучайной рабочей частоты;- if the situation allows, then the nodes 15 are transferred to another standby operating frequency or the pseudorandom operating frequency generation mode is activated;

- одновременно с помощью управляющих сигналов бортового вычислителя 5 корректируется форма диаграммы направленности антенной решетки с обеспечением минимального усиления в направлении на источник помех;- at the same time using the control signals of the on-board computer 5, the shape of the antenna array radiation pattern is adjusted to ensure minimum gain in the direction of the interference source;

- для повышения достоверности передачи данных с помощью узлов 5, 11, 16, 17 и 19 формируется луч узконаправленной (игольчатой) формы в направлении абонента, с которым проводится или предстоит провести сеанс связи.- to increase the reliability of data transmission using nodes 5, 11, 16, 17 and 19, a beam of narrowly directed (needle) shape is formed in the direction of the subscriber with whom a communication session is being conducted or is to be held.

На НК 1 ДКМВ сигнал от ДКМВ антенны 21 подают на наземную радиостанцию 22 ДКМВ диапазона, работающую, например, в симплексном режиме в соответствии с указанным протоколом TDMA. С выхода радиостанции 22 сообщение подают на вход аппаратуры 23 передачи данных, где его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок, проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок. В случае отсутствия ошибок сообщение упаковывают в пакет, например, в соответствии с ISO 8208 и выдают на вход вычислителя АРМ 24, где его упаковывают в пакет, предназначенный для передачи, например, по протоколу Х.25 по наземной сети передачи данных потребителям информации.At NK 1 DKMV, the signal from the DKMV antenna 21 is fed to a ground-based radio station 22 of the DKMV band, operating, for example, in simplex mode in accordance with the specified TDMA protocol. From the output of the radio station 22, the message is sent to the input of the data transmission apparatus 23, where it is demodulated, descrambled, deinterleaved, decoded with direct error correction, and checked for errors not corrected by the decoder. In the absence of errors, the message is packaged in a packet, for example, in accordance with ISO 8208 and issued to the input of the computer AWP 24, where it is packaged in a packet intended for transmission, for example, according to the X.25 protocol over a land data network for information consumers.

При передаче пакета по протоколу Х.25 по наземной сети передачи данных в обратном направлении (от потребителя информации) через НК 1 к ПО 3 вначале его обрабатывают в вычислителе АРМ 24 наземного комплекса 1, где из него формируют пакет, например, по ISO 8208, необходимый для передачи в линии передачи данных «Воздух-Земля». С выхода вычислителя АРМ 24 сообщение передают в аппаратуру передачи данных 23, где его упаковывают в пакет канального уровня, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC), и осуществляют кодирование, перемежение данных, модуляцию, скремблирование данных, формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора, и информацию о скорости передачи данных и глубине перемежения, а также формирование коротких обучающих последовательностей, которые вставляют в поток передаваемых данных пользователя для реализации адаптивных методов приема сообщения, формирование заданной формы огибающей каждого символа типа приподнятого косинуса для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала.When a packet is transmitted using the X.25 protocol over a terrestrial data transmission network in the opposite direction (from an information consumer) through a data transmission system 1 to software 3, it is first processed in the APM 24 computer of the ground complex 1, where a packet is formed from it, for example, according to ISO 8208, necessary for transmission in the Air-to-Earth data line. From the output of the AWP computer 24, the message is transmitted to the data transmission equipment 23, where it is packed into a data link packet containing verification sequences calculated using a redundant cyclic code (CRC), and encoding, data interleaving, modulation, data scrambling, and key synchronization are performed sequences and preambles containing a known sequence for training the adaptive demodulator, and information about the data transfer rate and the depth of interleaving, as well as Table of short training sequences, which are inserted in the transmitted user data flow for implementing adaptive methods receiving the message, forming a predetermined envelope shape of each character type raised cosine for a given spectral mask the emitted signal.

Сформированный в АПД 23 сигнал подают на вход ДКМВ радиостанции 22, где его используют для формирования ДКМВ радиосигнала, усиливают до требуемого уровня мощности, затем через ДКМВ антенну 21 передают по ДКМВ радиоканалу 31 на ПО 3.The signal generated in the ADF 23 is fed to the input of the DKMV radio station 22, where it is used to generate the DKMV radio signal, amplified to the required power level, then through the DKMV antenna 21 is transmitted via the DKMV radio channel 31 to PO 3.

На ПО 3 ДКМВ радиосигнал через ШД А 17 поступает на ШД РППМ 16. Затем через фазовращатель 19 сообщение подают на соответствующий вход МФУ 15, где его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок и выдают в МКУ 14, где его проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок и в случае отсутствия ошибок упаковывают, например, в пакет ISO 8208 и выдают на вход ММ 13 для преобразования в пакет, предназначенный для передачи через МИ 12 к бортовым пользователям (блокам 5, 8, 9 или на шину 18).On PO 3 DKMV, the radio signal through SD A 17 is fed to the RPM RPM 16. Then, through the phase shifter 19, the message is sent to the corresponding input of the MFP 15, where it is demodulated, descrambled, deinterleaved, decoded with direct error correction and output to MKU 14, where it is checked for the presence of errors not corrected by the decoder and, in the absence of errors, be packaged, for example, in an ISO 8208 package and output to input MM 13 for conversion into a package intended for transmission via MI 12 to on-board users (blocks 5, 8, 9 or to bus 18) .

В процессе обмена пакетными данными в MB диапазоне с наземными пользователями на каждом ПО 3 пакетное сообщение формируют в бортовой конечной системе (18, 5). Сообщение, содержащее адрес получателя и адрес отправителя (адрес ПО 3), передают от бортового вычислителя 5 через модуль 12 интерфейса в модуль 13 маршрутизатора, где его упаковывают, например, в пакет ISO 8208 сетевого (пакетного) уровня. Затем сообщение передают в модуль 14 канального уровня, где его упаковывают в пакет канального уровня, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC), и передают в модуль 15 физического уровня, где осуществляют известные операции:In the process of exchanging packet data in the MB band with terrestrial users on each software 3, a packet message is generated in the on-board end system (18, 5). A message containing the recipient address and the sender address (software address 3) is transmitted from the on-board computer 5 through the interface module 12 to the router module 13, where it is packaged, for example, in an ISO 8208 packet of a network (packet) level. Then the message is transmitted to the channel layer module 14, where it is packaged in a channel layer packet containing verification sequences calculated using a redundant cyclic code (CRC), and passed to the physical layer module 15, where known operations are performed:

- кодирование данных, например кодом Рида-Соломона для прямой коррекции ошибок;- data coding, for example, a Reed-Solomon code for direct error correction;

- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех;- interleaving data to combat packetization errors due to fading and impulse noise;

- преобразование последовательности, например, трех бит данных в значение фазы символа сигнала, относительное кодирование фазы соседних символов для реализации относительной 8-ми позиционной фазовой манипуляции (D8PSK);- converting a sequence of, for example, three data bits into a phase value of a signal symbol, relative phase encoding of neighboring symbols to implement relative 8-position phase shift keying (D8PSK);

- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала;- scrambling data to align the spectrum of the transmitted signal;

- формирование ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора;- the formation of a key synchronization sequence and preamble containing a known sequence for training an adaptive demodulator;

- формирование заданной формы огибающей каждого символа, например, типа приподнятого косинуса с α=0,6 для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала;- the formation of a given shape of the envelope of each symbol, for example, such as a raised cosine with α = 0.6 to provide a given spectral mask of the emitted signal;

- формирование MB сигнала, наример, с классом излучения 14KOG1DE - с полосой, занимаемой сигналом 14 кГц, фазовой модуляцией (G) несущей одного цифрового канала без поднесущей, передачей данных (D) и многоусловным кодированием (Е).- formation of an MB signal, for example, with a radiation class of 14KOG1DE - with a band occupied by a 14 kHz signal, phase modulation (G) of a carrier of one digital channel without a subcarrier, data transmission (D) and multi-condition coding (E).

Сформированный для передачи радиосигнал, например, 8-ми позиционной относительной фазовой манипуляции (D8PSK) с выхода модуля 15 через n фазовращателей 19 подают на входы n широкодиапазонных радиочастотных приемо-передающих модулей 16, где его усиливают до требуемого уровня мощности и через n широкодиапазонных антенн 17 и MB радиоканал 30 передают на наземный комплекс 1, на котором зарегистрирован ПОЗ.Formed radio signal, for example, 8-position relative phase shift keying (D8PSK) from the output of module 15 through n phase shifters 19 is fed to the inputs of n wide-band radio frequency transceiver modules 16, where it is amplified to the required power level and through n wide-band antennas 17 and MB radio channel 30 is transmitted to the ground-based complex 1, which registered REF.

На каждом НК 1 MB радиосигнал от MB антенны 29 подают на наземную радиостанцию 20 MB диапазона, затем сообщение подают на вход аппаратуры 23 передачи данных, где демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок, проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок. В случае отсутствия ошибок из него формируют, например, пакет ISO 8208 и выдают на вход вычислителя 24 АРМ, где его упаковывают в пакет, предназначенный для передачи по наземной сети передачи данных потребителям, например по протоколу Х.25.On each NK 1 MB, the radio signal from the MB antenna 29 is fed to a terrestrial radio station of the 20 MB range, then the message is sent to the input of the data transmission apparatus 23, where it is demodulated, descrambled, deinterleaved, decoded with direct error correction, and checked for errors not corrected by the decoder. In the absence of errors, an ISO 8208 packet is formed from it, for example, and issued to the input of a 24 AWP calculator, where it is packed into a packet designed for transmission over a land data network to consumers, for example, using the X.25 protocol.

При передаче пакета в обратном направлении (от потребителей к ПО 3) сообщение по входу/выходу 2 НК 1 передают в вычислитель 24 АРМ НК 1, где формируют пакет, например, в соответствии с ISO 8208, который передают в аппаратуру передачи данных 23, где его упаковывают в пакет канального уровня, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC), и осуществляют стандартные рассмотренные в МФУ 15 процедуры.When transferring the packet in the opposite direction (from consumers to software 3), the message at the input / output 2 of the NK 1 is transmitted to the computer 24 AWP NK 1, where the packet is formed, for example, in accordance with ISO 8208, which is transmitted to the data transmission apparatus 23, where it is packaged in a data link packet containing verification sequences calculated using a redundant cyclic code (CRC), and the standard procedures described in MFP 15 are carried out.

Сформированный для передачи, например, сигнал 8-ми позиционной относительной фазовой манипуляции (D8PSK) с выхода АПД 23 подают на вход радиостанции 20, где его усиливают до требуемого уровня мощности и через антенну 29 передают по радиоканалу в направлении на выбранного абонента с помощью сформированной узлами 5, 11, 16, 17 и 19 диаграммы направленности.Formed, for example, the signal of 8-position relative phase shift keying (D8PSK) from the ADF output 23 is fed to the input of the radio station 20, where it is amplified to the required power level and transmitted through the antenna 29 through the radio channel in the direction to the selected subscriber using the generated nodes 5, 11, 16, 17 and 19 radiation patterns.

На ПО 3 MB сигнал от ШД А 17 поступает на ШД РППМ 16, с выхода которого сообщение через фазовращатель 19 подают на вход МФУ 15, где его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок, и затем выдают в МКУ 14, где его проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок. В случае отсутствия ошибок сообщение упаковывают в пакет, например, в соответствии с ISO 8208 и выдают на вход ММ 13, где его формируют для передачи через МИ 12 бортовым пользователям (блокам 5, 8, 9 или на шину 18).On 3 MB software, the signal from the SD A 17 is fed to the RPPM 16 SD, from which the message is sent through the phase shifter 19 to the input of the MFP 15, where it is demodulated, descrambled, deinterleaved, decoded with direct error correction, and then output to the MCU 14, where it is checked for errors not fixed by the decoder. In the absence of errors, the message is packaged in a packet, for example, in accordance with ISO 8208 and issued to the input MM 13, where it is formed for transmission via MI 12 to on-board users (blocks 5, 8, 9 or to bus 18).

В системе разрабатывают системную таблицу связи, содержащую координаты НК 1, их адреса, режимы передачи данных, которые они поддерживают в MB и ДКМВ диапазонах, разрешенные частоты связи для разных режимов обмена данными MB и ДКМВ диапазонов, временное расписание излучения сигналов маркеров на каждой частоте и доводят до каждого НК 1 и ПО 3 (во время предполетной подготовки) по наземной сети передачи данных.The system develops a communication system table containing the coordinates of NK 1, their addresses, the data transfer modes that they support in the MB and DKMV bands, the allowed communication frequencies for different modes of data exchange in the MB and DKMV bands, a time schedule for the emission of marker signals at each frequency and Bring to each NK 1 and PO 3 (during pre-flight preparation) via a ground data network.

Частоты связи MB диапазона, заданные в списке частотной поддержки, являются активными. На каждом НК 1 на активной частоте связи излучают сигналы маркеров в с заданным интервалом, согласно протоколу работы линии передачи данных. В сигналы маркеров ДКМВ вводят информацию о версии системной таблицы (версии базы данных), об активных частотах двух соседних НК 1, назначения слотов для нового кадра, квитанции на все сообщения от ПО 3, принятые в предыдущем кадре, флаг занятости канала. Первый слот отводят под излучение маркера с НК 1.The communication frequencies of the MB range specified in the frequency support list are active. At each NK 1, at the active communication frequency, marker signals are emitted at a given interval, according to the protocol of the data line. Information about the version of the system table (database version), the active frequencies of two neighboring NK 1, the slot assignment for the new frame, the receipt for all messages from software 3 received in the previous frame, the channel busy flag are entered into the DKMV marker signals. The first slot is assigned to the radiation of the marker with NK 1.

На ПО 3 начинают анализировать сигналы маркеров MB и ДКМВ диапазонов, находясь на стоянке в зоне аэропорта после включения питания и проведения автоматического встроенного контроля технической исправности. Независимо от функционирования канала связи MB диапазона ПО 3 постоянно поддерживает канал связи ДКМВ диапазона с тем НК 1, качество канала с которым является наилучшим или приемлемым.At software 3, they begin to analyze the signals of markers MB and DKMV ranges, being parked in the airport zone after turning on the power and automatic automatic control of technical health. Regardless of the functioning of the communication channel of the MB band, the software 3 constantly maintains the communication channel of the DKMV band with that NK 1, the channel quality with which is the best or acceptable.

Во время полета на каждом ПО 3 обеспечивают автоматический выбор рабочей частоты из списка разрешенных частот, регистрацию на НК 1 на выбранном канале, случайный и резервированный доступ к каналу связи в режиме множественного доступа с временным разделением, обмен данными с территориально разнесенными наземными комплексами 1, объединенными с помощью наземной сети передачи данных в единую систему.During the flight, each software 3 provides automatic selection of the operating frequency from the list of allowed frequencies, registration on the NK 1 on the selected channel, random and redundant access to the communication channel in multiple access mode with time division, data exchange with geographically separated ground-based complexes 1, combined using a terrestrial data network in a single system.

В системе радиосвязи ведут обмен навигационными и другими данными по радиолинии связи MB диапазона между наземным комплексом 1 и подвижными объектами 3, находящимися в пределах радиогоризонта НК 1. Принимаемые наземной радиостанцией 22 из канала «Воздух-Земля» сообщения через аппаратуру 23 передачи данных подают в наземный вычислитель 24 АРМ, который может быть выполнен на базе серийной ПЭВМ. В нем в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводят идентификацию (сравнение) принятого в сообщении адреса ПО 3 с адресами подвижных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 24 АРМ. При совпадении адреса подвижного объекта 3 с хранящимся в списке адресом информацию о местоположении, параметрах движения ПО 3 и состоянии его датчиков запоминают в вычислителе 24 АРМ. По запросу с ПО 3 с НК 1 могут быть на него переданы сведения о местоположении, параметрах движения выбранного для связи подвижного объекта 3. При отсутствии обмена данными с помощью управляющих сигналов бортового вычислителя 5 и узлов 16, 17 и 19 обеспечивается сканирование в рабочем диапазоне частот лучами диаграммы направленности антенной решетки, созданной из узлов 17, для определения направления на источники сигналов и помех. При обнаружении помехи с помощью управляющих сигналов бортового вычислителя 5 и узлов 16, 17 и 19 автоматически в этом направлении формируется минимум коэффициента усиления антенной решетки. В режиме симплексной связи в узле 16 приемное устройство на время передачи блокируется, а в режиме дуплексной связи работа системы осуществляется на разных частотах. В наземном вычислителе 24 АРМ решают задачи обеспечения постоянной устойчивой радиосвязи со всеми N ПО 3, и на основе информации о точном местонахождении всех ПО 3 и параметрах их движения осуществляют операции запоминания сообщений в наземном вычислителе 24 АРМ и вывод необходимых данных на экран монитора 27 АРМ НК 1 в виде, удобном для восприятия оператором (диспетчером).In the radio communication system, navigation and other data are exchanged over the MB range radio link between the ground complex 1 and mobile objects 3 located within the radio horizon of the NK 1. The messages received by the ground radio station 22 from the Air-to-Earth channel through the data transmission apparatus 23 are sent to the ground computer 24 workstation, which can be performed on the basis of a serial PC. In it, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, identification (comparison) of the software address 3 received in the message with the addresses of the moving objects stored in the memory of the computer 24 of the workstation is carried out. If the address of the moving object 3 coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software 3 and the state of its sensors are stored in the computer 24 arm. Upon request with software 3 with NK 1, information about the location, motion parameters of the movable object 3 selected for communication can be transmitted to it. In the absence of data exchange using the control signals of the on-board computer 5 and nodes 16, 17 and 19, scanning is provided in the operating frequency range beams of the radiation pattern of the antenna array, created from nodes 17, to determine the direction of the sources of signals and interference. If interference is detected using the control signals of the on-board computer 5 and nodes 16, 17 and 19, a minimum of the antenna array gain is automatically generated in this direction. In simplex communication mode at node 16, the receiving device is blocked for the duration of transmission, and in duplex communication, the system operates at different frequencies. In the ground-based computer 24 AWP solve the problem of ensuring a constant stable radio communication with all N 3 software, and based on the information about the exact location of all software 3 and the parameters of their movement carry out the operation of storing messages in the ground-based computer 24 AWP and the necessary data are displayed on the monitor screen 27 AWP NK 1 in a form convenient for perception by an operator (dispatcher).

При выходе за пределы радиогоризонта НК 1 хотя бы одного из ПО 3 или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи наземный комплекс 1 определяет программно один из ПО 3, которого назначает первым ретранслятором сообщений. При постоянном изменении дальности между ПО 3 и НК 1 в качестве ретранслятора в течение определенного времени может быть назначен любой из N ПО 3, местоположение которого известно и оптимально по отношению к НК 1 и всем остальным ПО 3. По анализу местоположения и параметров движения остальных ПО 3 определяют оптимальные пути доставки сообщений к удаленному от НК 1 за радиогоризонт подвижному объекту 3 - получателю сообщения с использованием узкой формы диаграммы направленности антенной решетки. Сообщение от НК 1 через последовательную цепочку, состоящую при необходимости из нескольких (от 1 до (N-1)) ПО 3, может быть доставлено к требуемому ПО 3 - получателю. Для этого на НК 1 в формирователе 26 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладывают адрес ПО 3, назначенного первым ретранслятором, при необходимости адреса других подвижных объектов 3 - ретрансляторов, обеспечивающих заданный трафик сообщения, и адрес ПО 3 - получателя. Принятые и обработанные на ПО 3 в устройствах 17, 16, 19, 15, 14, 13, 12 сообщения передают в блок 9 анализа типа сообщений. Если сообщение предназначено для данного ПО 3, то после анализа решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине 18 на систему управления ПО 3 или о передаче сообщения в режиме ретрансляции к соседнему ПО 3 путем формирования в пространстве соответствующей формы диаграммы направленности. Для исключения коллизий минимизируют число разрядов в передаваемом сообщении и осуществляют ретрансляцию данных последовательно во времени.When leaving at least one of PO 3 beyond the radio horizon NK 1 or approaching the boundary of a stable radio communication zone, the ground complex 1 determines software one of PO 3, which it appoints as the first relay of messages. With a constant range change between PO 3 and NK 1, for a certain time, any of N N 3, whose location is known and optimal with respect to NK 1 and all other software 3, can be assigned as a relay for a certain time. By analyzing the location and motion parameters of the remaining software 3 determine the optimal paths for message delivery to the mobile object 3 remote from the NK 1 beyond the radio horizon — the receiver of the message using a narrow antenna array pattern. A message from NK 1 through a sequential chain, which if necessary consists of several (from 1 to (N-1)) software 3, can be delivered to the desired software 3 - the recipient. To do this, on NK 1 in the shaper 26 of the type of relayed messages, in the predetermined bits of the transmitted codogram, the address of the software 3 assigned by the first relay is laid, if necessary, the addresses of other mobile objects 3 - relay devices that provide the specified message traffic, and the address of the software 3 - recipient. Messages received and processed on software 3 in devices 17, 16, 19, 15, 14, 13, 12 are transmitted to message type analysis unit 9. If the message is intended for this software 3, then after analysis, the question is solved about sending data via a bi-directional bus 18 to the control system of software 3 or about transmitting a message in relay mode to neighboring software 3 by forming an appropriate radiation pattern in space. To avoid collisions, the number of bits in the transmitted message is minimized and data is relayed sequentially in time.

Для каждого ПО 3 траектории движения соседних ПО 3 при необходимости отображают на экране бортового блока 8 регистрации данных, а на экране монитора 27 АРМ - траектории всех ПО 3 в районе действия НК 1 с помощью характеризующих предыдущее местоположение ПО 3 отметок, формируемых вычислителями 5 и 24. По мере движения ПО 3 устаревшие отметки стираются. Во время предполетной подготовки каждого подвижного объекта 3 с помощью интерфейса 18 осуществляют загрузку в память бортового вычислителя 5 необходимых данных в виде системной таблицы, содержащей списки адресов, координат наземных комплексов и назначенных им частот связи. В НК 1 системные таблицы загружаются с помощью входа/выхода 2 НК 1 для наземной сети передачи данных.For each software 3, the motion paths of neighboring software 3, if necessary, are displayed on the on-board unit 8 of data recording, and on the monitor screen 27 AWP, the trajectories of all software 3 in the area of NK 1 using the marks marking the previous location of software 3 generated by calculators 5 and 24 As software 3 moves, obsolete marks are erased. During the preflight preparation of each moving object 3, using the interface 18, the necessary data is loaded into the memory of the on-board computer 5 in the form of a system table containing lists of addresses, coordinates of ground complexes and the communication frequencies assigned to them. In NK 1, system tables are loaded using the input / output 2 of NK 1 for a terrestrial data network.

Принимаемую на ПО 3 информацию отображают на экране блока 8 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов или в виде точек и векторов. Сообщения в соответствии с протоколом обмена ставят в очередь соответствующей категории срочности. В вычислителях 5 и 24 определяют время «старения» информации, и если сообщение в течение промежутка времени, равного времени «старения», не было передано в канал связи, то его «стирают» и посылают запрос на передачу нового сообщения.The information received by the software 3 is displayed on the screen of the data recording unit 8 in the form of alphanumeric characters or in the form of dots and vectors. Messages in accordance with the exchange protocol queue the corresponding category of urgency. In computers 5 and 24, the time of “aging” of information is determined, and if the message has not been transmitted to the communication channel for a period of time equal to the time of “aging”, then it is “erased” and a request is sent to send a new message.

Для того чтобы минимизировать вероятность коллизий случайного доступа, не создавать помех текущей передаче сообщения, применяют процедуры, например, как в режиме VDL-2, а именно реализуют протокол множественного доступа к каналу с прослушиванием несущей (CSMA). Для этого в АПД 23, вычислителе 24 НК 1 и модулях 15 физического уровня и 14 канального уровня ПО 3 перед передачей каждого сообщения осуществляют прослушивание канала (контроль занятости несущей) на предмет обнаружения преамбулы, заголовка или полезной части сообщений. Подготовленное сообщение с ПО 3 передают только в том случае, когда радиоканал свободен. Для того чтобы разнести во времени моменты выхода на связь разных подвижных объектов 3 и НК 1, когда после занятости канала все корреспонденты обнаружили, что радиоканал свободен, в вычислителе 24 НК 1 и в модуле 14 канального уровня ПО 3 формируют псевдослучайные задержки передачи сообщений от подвижных объектов 3 (для каждого ПО 3 своя) и от НК 1. На каждом из ПО 3 время окончания сигнала несущей частоты в радиоканале и импульсы синхронизации используют для инициализации расчета в модуле 14 канального уровня интервала времени собственной передачи и внутри этого интервала с помощью модуля 15 физического уровня, узлов 19, 16 и 17 ПО 3 осуществляют передачу собственного пакета данных.In order to minimize the likelihood of random access collisions and not interfere with the current message transmission, apply procedures, for example, as in the VDL-2 mode, namely, implement the Carrier Listening Multiple Access Protocol (CSMA). To do this, in the ADF 23, the calculator 24 NK 1 and the modules 15 of the physical level and 14 channel level software 3 before transmitting each message, the channel is monitored (control of carrier occupancy) to detect the preamble, header or useful part of the messages. A prepared message with software 3 is transmitted only if the radio channel is free. In order to spread in time the contact times of different mobile objects 3 and NK 1, when after the channel was busy all the correspondents found that the radio channel is free, pseudo-random message transmission delays from the mobile ones are generated in the calculator 24 NK 1 and in the module 14 of the channel level software 3 objects 3 (for each software 3 own) and from NK 1. On each of software 3, the end time of the carrier frequency signal in the radio channel and synchronization pulses are used to initiate the calculation in module 14 of the channel level of the self-transmission time interval and inside this interval with a module 15 of the physical layer, nodes 19, 16 and 17 ON 3 transmit their own data packet.

Часть слотов кадра отводят для случайного доступа. Если передают пакет с ПО 3 в слоте случайного доступа и в маркере следующего кадра не обнаруживают положительной квитанции на эту передачу, то принимают решение о том, что произошла коллизия случайного доступа и инициируют на ПО 3 алгоритм выхода из коллизии, при котором вводят псевдослучайную задержку повторной передачи пакета с борта, выраженную в слотах. Это приводит к уменьшению вероятности повторной коллизии.Part of the frame slots is reserved for random access. If a packet with software 3 is transmitted in a random access slot and a positive receipt for this transmission is not found in the next frame marker, then they decide that a random access collision has occurred and initiate a collision avoidance algorithm on software 3, in which a pseudo-random delay of repeated packet transmission from the board, expressed in slots. This reduces the likelihood of re-collision.

Сообщения о местоположении ПО 3 и параметрах его движения с выходов приемников 7 и 25 сигналов навигационных спутниковых систем, например ГЛОНАСС/GPS, записывают в память вычислителей 5 и 24 с привязкой к глобальному времени [3, 5, 6]. Точная синхронизация слотов, используемых для обмена данными между абонентами системы, и их запланированное использование для передачи известно каждому пользователю по отношению к окружающим пользователям с известными координатами. Управление протоколом доступа к каналу на каждом подвижном объекте 3 осуществляют в модуле 14 канального уровня, а на НК 1 - в аппаратуре передачи данных 23 и вычислителе АРМ 24.Messages about the location of software 3 and its motion parameters from the outputs of the receivers 7 and 25 of the signals of navigation satellite systems, for example GLONASS / GPS, are recorded in the memory of computers 5 and 24 with reference to global time [3, 5, 6]. The exact synchronization of the slots used for data exchange between subscribers of the system, and their planned use for transmission is known to each user in relation to surrounding users with known coordinates. The control of the channel access protocol on each movable object 3 is carried out in the channel level module 14, and on the NK 1 - in the data transmission apparatus 23 and the AWP 24 computer.

Время вхождения в связь каждого ПО 3 можно сократить, если предусмотреть передачу специальных сообщений от НК 1, содержащих информацию о свободных слотах доступа в зоне его обслуживания. Поскольку НК 1 постоянно наблюдает за каналом, он имеет полную информацию о динамике протокола доступа к каналу. Назначение слотов для ПО 3 наземным комплексом 1 позволит полностью избежать коллизий случайного доступа, а также уменьшить временные и вычислительные затраты ПО 3 на выбор слотов доступа к каналу. Если НК 1 зарезервирует несколько слотов в начале каждого кадра для передачи на ПО 3 информации о свободных слотах, то при заданном интервале слежения за ПО 3 НК 1 может обслуживать без взаимных помех большее число подвижных объектов.The communication time of each software 3 can be reduced if the transmission of special messages from NK 1 containing information about free access slots in its service area is provided. Since NK 1 constantly monitors the channel, it has complete information about the dynamics of the channel access protocol. The assignment of slots for software 3 by ground complex 1 will completely avoid random access collisions, as well as reduce the time and computational costs of software 3 for choosing channel access slots. If NK 1 reserves several slots at the beginning of each frame for transmitting information about free slots to software 3, then for a given monitoring interval for software 3, NK 1 can serve a larger number of moving objects without mutual interference.

В вычислителях 5 и 24 данные о местоположении ПО 3 используют для расчета навигационных характеристик и параметров движения выбранного для связи ПО 3. В зависимости от заданного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ПО 3 в вычислителе 5 формируют соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ПО 3. Это время используют в вычислителе 24 НК 1 для известной операции построения экстраполяционных отметок от ПО 3 [4]. Благодаря наземной сети передачи данных с входами/выходами 4, которая объединяет между собой все М НК 1, информация от удаленного на большие расстояния (до 4-6 тысяч км и более) ПО 3, оборудованного устройствами 14, 15, 16, 17 и 19 с функцией управления ДКМВ радиолинией, даже в сложной помеховой обстановке доводится до всех НК 1 системы радиосвязи, хотя удаленный ПО 3 держит связь только с одним НК 1, качество маркеров которого является наилучшим для ПО 3 на данный момент времени.In calculators 5 and 24, the location data of software 3 is used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of software 3 selected for communication. Depending on the specified time interval for sending messages about location of software 3 to NC 1 in calculator 5, a corresponding message is generated with reference to global time measurements of coordinates of software 3. This time is used in the computer 24 NK 1 for the well-known operation of constructing extrapolation marks from software 3 [4]. Thanks to the ground-based data network with inputs / outputs 4, which combines all M NK 1, information from remote over long distances (up to 4-6 thousand km or more) software 3 equipped with devices 14, 15, 16, 17 and 19 With the DKMV radio link control function, even in difficult interference conditions it is brought to all NK 1 radio communication systems, although the remote software 3 keeps in touch with only one NK 1, the quality of which markers is the best for software 3 at the given time.

В модулях 14 и 15 ПО 3 и бортовом вычислителе 5 (через модули 13, 12 вычислительного модуля 11 связи) ПО 3 автоматически анализируются принимаемые сигналы маркеров от всех наземных комплексов 1 на всех частотах и выбирают лучшую частоту, например, по критерию максимума измеряемого демодулятором при приеме всего пакета отношения сигнал/помеха. По измеренному на выбранной частоте в модуле 15 отношению сигнал/помеха в модуле 14 вычислительного модуля 11 связи ПО 3 выбирают максимально допустимую скорость передачи данных, а также вид модуляции и кодирования. Оценка отношения сигнал/помеха осуществляется всеми НК 1 и ПО 3 системы каждый раз при приеме любого пакета сообщения. Величина выбранной максимальной допустимой скорости передачи данных сообщается на противоположную сторону в виде рекомендуемой скорости передачи данных. В наземной аппаратуре 23 передачи данных при работе на радиостанцию 22 ДКМВ диапазона и в бортовых модулях 15, 14 ПО 3 могут быть использованы известные алгоритмы высокоскоростных адаптивных модемов, рассчитанных на работу в каналах с многолучевостью, например алгоритм демодуляции с использованием эквалайзера с решающей обратной связью, субоптимальный алгоритм Витерби приема в целом с поэлементным принятием решения в условиях многолучевости, алгоритм максимального правдоподобия с идентификацией текущих параметров канала (импульсной характеристики канала) на основе методов стохастической аппроксимации и другие. Все используемые алгоритмы приема по помехоустойчивости должны удовлетворять требованиям, указанным, например, в ARINC 635.In modules 14 and 15 of software 3 and on-board calculator 5 (through modules 13, 12 of communication computing module 11) software 3 automatically receives the received marker signals from all ground complexes 1 at all frequencies and selects the best frequency, for example, by the criterion of the maximum measured by the demodulator at receiving the entire signal-to-noise ratio packet. Using the signal-to-noise ratio measured at the selected frequency in the module 15, the maximum allowable data rate, as well as the type of modulation and coding, are selected in the module 14 of the computing module 11 of the communication software 3. The signal-to-noise ratio is estimated by all NK 1 and software 3 of the system every time when receiving any message packet. The value of the selected maximum allowable data rate is reported to the opposite side in the form of the recommended data rate. In the ground equipment 23 for transmitting data when operating on the DKMV radio station 22 and in the on-board modules 15, 14 of the software 3, known algorithms of high-speed adaptive modems designed for operation in multipath channels can be used, for example, a demodulation algorithm using an equalizer with crucial feedback, Viterbi’s suboptimal reception algorithm as a whole with element-wise decision making under multipath conditions, a maximum likelihood algorithm with identification of the current channel parameters (pulse Channel line providers) based on stochastic approximation methods, and others. All noise immunity reception algorithms used must satisfy the requirements specified, for example, in ARINC 635.

Таким образом, каждый из ПО 3 может выходить на связь на нескольких рабочих частотах, известных всем участникам движения. Списки выделенных частот меняются в зависимости от времени года, а рабочая частота для каждого НК 1 из списка выделенных частот активизируется на каждый час или два часа времени суток. При движении ПО 3 выходит на связь, выбирая для связи тот НК 1, условия распространения радиоволн для связи с которым в данный момент времени являются оптимальными. При этом совсем не обязательно, чтобы выбранный НК 1 был ближайшим. Составленный таким образом канал связи между ПО 3 и наземным потребителем (источником) информации, как правило, будет включать бортовую сеть передачи данных и наземную сеть передачи данных, связанные между собой радиолиниями. Как только качество канала 31 связи деградирует ниже допустимого уровня, на борту с помощью узлов 5, 14 и 15 ПО 3 выбирают новую оптимальную рабочую частоту на основании анализа условий распространения радиоволн и новый, соответствующий ей НК 1. Таким образом, обеспечивают высокую (порядка 0,999) надежность связи при обмене данными с ПО 3, находящимися от НК 1 на расстояниях от нескольких сотен до 4-6 тысяч километров.Thus, each of software 3 can communicate at several operating frequencies, known to all participants in the movement. The lists of allocated frequencies change depending on the time of the year, and the operating frequency for each NK 1 from the list of allocated frequencies is activated for every hour or two hours of the time of day. When moving, software 3 gets in touch, choosing that NK 1 for communication, the conditions for the propagation of radio waves for communication with which at a given time are optimal. Moreover, it is not necessary that the selected NK 1 be the closest. The communication channel constructed in this way between PO 3 and the terrestrial consumer (source) of information, as a rule, will include an on-board data transmission network and a terrestrial data transmission network connected by radio links. As soon as the quality of the communication channel 31 degrades below an acceptable level, on board using nodes 5, 14 and 15 of software 3 select a new optimal operating frequency based on an analysis of the propagation conditions of the radio waves and a new one corresponding to it NK 1. Thus, they provide a high (of the order of 0.999 ) reliability of communication during data exchange with software 3 located from NK 1 at distances from several hundred to 4-6 thousand kilometers.

Синхронизация работы системы осуществляется на основе использования всеми участниками движения единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих объектов глобальной навигационной спутниковой системы с помощью приемников 7 и 25.The system is synchronized on the basis of the use by all participants of the movement of a single global universal coordinated time (UTC) received from existing objects of the global navigation satellite system using receivers 7 and 25.

Для взаимодействия наземных комплексов 1, оконечных пользователей и ПО 3 используется наземная сеть передачи данных с входами/выходами 4 для НК 1. Она может быть реализована известными способами, например, при межсетевой работе НК 1 через центры коммутации пакетов в соответствии с протоколом Х.25 [5]. 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 наземным пользователем определенному ПО 3 на тот наземный комплекс 1, на котором данный ПО 3 «зарегистрирован» и где в данный момент времени обеспечиваются оптимальные условия ДКМВ приема. Система радиосвязи с ПО 3 работает в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенного при планировании связи. При передаче данных по ДКМВ линии каждый частотный канал используется, например, по протоколу множественного доступа с временным разделением. Время доступа к частотному каналу разбито на кадры, каждый их которых в свою очередь поделен на интервалы (слоты). Используются короткие пакеты сообщений длительностью менее длительности слота. Передача НК 1 широковещательного маркера на каждой активной частоте имеет свое смещение относительно начала ведущего кадра, указанное в системной таблице.For the interaction of ground-based complexes 1, end users and software 3, a ground-based data network with inputs / outputs 4 for NK 1 is used. It can be implemented by known methods, for example, when the NK 1 is internetworked through packet switching centers in accordance with the X.25 protocol [5]. 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 a message addressed by a ground user to a specific software 3 to that ground complex 1, on which this software 3 is “registered” and where at the given time optimal conditions for DKMV reception are provided. The radio communication system with software 3 operates in automatic mode without operator intervention at the selected frequencies from the list of frequencies assigned during communication planning. When transmitting data over a DCMV line, each frequency channel is used, for example, using a time division multiple access protocol. The access time to the frequency channel is divided into frames, each of which in turn is divided into intervals (slots). Short message packets with a duration shorter than the slot duration are used. Transmission NK 1 broadcast marker at each active frequency has its offset relative to the beginning of the leading frame, indicated in the system table.

Основное преимущество использования введенного на ПО 3 устройства 19, совместно с устройствами 16, 15, 14, 13, 12, 5, основанными на принципах интегрированной модульной авионики, представленных, например, в [7, 8, 9] и методе «радио, задаваемого программой», состоит в высшем уровне конфигурируемости и гибкости защиты от помех, предоставляемом архитектурой. Высший уровень конфигурируемости, реализуемый в предлагаемом оборудовании ПО 3 - это полностью гибкие виды модуляции, протоколы уровня линии, сети, алгоритмы определения направления на источник помех и управления диаграммами направленности антенной решетки и пользовательские функции, возможность изменения вида модуляции, ширины полосы сигнала и центральной частоты по программе в широких пределах [7]. Благодаря заявленной системе появляется возможность создания (с помощью бортового вычислителя 5 и соответствующих модулей 15, 14 с широкодиапазонным радиочастотным приемо-передающим модулем 16) широкодиапазонного программируемого адаптивного комплекса связи нового типа, работающего совместно с широкодиапазонными антеннами 17, образующими антенную решетку как в MB, так и в ДКМВ диапазонах. Модуль 15 физического уровня ПО 3 содержит высокоскоростные с большим динамическим диапазоном АЦП и ЦАП и базируется на высокопроизводительных сигнальных процессорах, которые в цифровом виде реализуют большинство функций физического уровня, например, операции частотного преобразования, фильтрации, синтеза частот, приема радиосигналов. Он предназначен для формирования и обработки радиосигналов на физическом уровне (кодирования/декодирования, перемежения/деперемежения, скремблирования/дескремблирования данных, модуляции/демодуляции, реализации адаптивных методов передачи и приема сигналов, полосовой фильтрации, преобразования частоты и т.п.). Модуль 14 канального уровня обеспечивает протоколы выбора частот связи, составления линии связи, обмена данными уровня линии и доступа к подсети «Воздух-Земля», обмена с модулем 13 маршрутизации ПО 3, обеспечения отказоустойчивого режима работы и другие процедуры. Модуль 13 маршрутизации обеспечивает распределение сообщений «Воздух-Земля», принятых по MB и ДКМВ каналам, например, в виде пакетов ISO 8208, конечным потребителям на борту и в обратном направлении. Модуль 12 интерфейсов обеспечивает все необходимые интерфейсы с бортовым оборудованием, например, по протоколам ARINC 429, ARINC 664, ARINC 646 и другим.The main advantage of using the device 19 introduced into the software 3, together with the devices 16, 15, 14, 13, 12, 5, based on the principles of integrated modular avionics, presented, for example, in [7, 8, 9] and the “radio preset” method program ”, consists in the highest level of configurability and flexibility of protection against interference provided by the architecture. The highest level of configurability implemented in the proposed software 3 equipment is fully flexible types of modulation, line level protocols, networks, algorithms for determining the direction to the interference source and control antenna radiation patterns and user functions, the ability to change the type of modulation, signal bandwidth and center frequency according to the program within wide limits [7]. Thanks to the claimed system, it becomes possible to create (using the on-board computer 5 and the corresponding modules 15, 14 with a wide-range radio-frequency transceiver module 16) a wide-range programmable adaptive communication complex of a new type, working in conjunction with wide-band antennas 17 that form the antenna array both in MB and and in DKMV ranges. Module 15 of the physical layer of software 3 contains high-speed ADCs and DACs with a large dynamic range and is based on high-performance signal processors that digitally implement most of the functions of the physical layer, for example, the operations of frequency conversion, filtering, frequency synthesis, and receiving radio signals. It is intended for the generation and processing of radio signals at the physical level (encoding / decoding, interleaving / deinterleaving, scrambling / descrambling data, modulation / demodulation, implementing adaptive methods for transmitting and receiving signals, bandpass filtering, frequency conversion, etc.). The channel-level module 14 provides protocols for selecting communication frequencies, composing a communication line, exchanging line-level data and accessing the Air-to-Earth subnet, exchanging with software routing module 13, providing fail-safe operation, and other procedures. Routing module 13 provides the distribution of Air-to-Earth messages received on MB and DKMV channels, for example, in the form of ISO 8208 packets, to end users on board and in the opposite direction. The interface module 12 provides all the necessary interfaces with the on-board equipment, for example, via the ARINC 429, ARINC 664, ARINC 646 protocols and others.

При работе в помеховой обстановке с помощью фазовращателей 19, управляемых бортовым вычислителем 5, формируются нескольких отдельных лучей узконаправленной (игольчатой) формы и используется одновременно нескольких частот в каждом луче в направлении абонентов: соответствующего НК 1 или подвижного объекта, с которыми предстоит провести сеанс связи. Далее в зависимости от местоположения абонента (наземного комплекса с известными координатами или полученной по радиоканалам «Земля-Воздух» или «Воздух-Воздух» информации о местоположении и параметрах соответствующего ПО 3) данный луч за счет подачи сигналов управления от бортового вычислителя 5 в различные части антенной решетки, образуемой разнесенными по поверхности подвижного объекта 3 n бортовыми широкодиапазонными антеннами 17, направляется в сторону абонента. Число n выбирается с учетом формирования требуемой формы диаграммы направленности в заданном секторе или с возможностью переброски лучей вкруговую. Благодаря этому, появляются новые возможности системы радиосвязи и достигается сразу несколько преимуществ:When working in an interference environment using phase shifters 19 controlled by on-board computer 5, several separate beams of a narrow (needle) shape are formed and several frequencies are used simultaneously in each beam in the direction of subscribers: the corresponding NK 1 or a moving object with which to conduct a communication session. Further, depending on the location of the subscriber (a ground-based complex with known coordinates or received information about the location and parameters of the corresponding software 3 via the Earth-Air or Air-Air radio channels) 3, this beam due to the supply of control signals from the on-board computer 5 to various parts antenna array formed by wide-range on-board antennas 17 spaced across the surface of the moving object 3 n is directed towards the subscriber. The number n is selected taking into account the formation of the desired shape of the radiation pattern in a given sector or with the possibility of transferring rays round-robin. Thanks to this, new capabilities of the radio communication system appear and several advantages are achieved at once:

1. Появляется возможность использовать одновременно несколько частот в каждом луче, что многократно увеличивает производительность вычислительных средств ПО 3, как источника сообщений, и повышает скорость передачи данных.1. It becomes possible to use several frequencies simultaneously in each beam, which greatly increases the productivity of computing tools of software 3 as a message source, and increases the data transfer rate.

2. Существенно уменьшается излучаемая мощность от подвижного объекта. Это связано с тем, что за счет повышения коэффициента усиления антенной решетки в направлении выбранного абонента требуется гораздо меньшая энергия на формирование и излучение радиосигналов в одном луче, так как обычная всенаправленная антенна излучает энергию в широком секторе.2. Significantly reduced radiated power from a moving object. This is due to the fact that by increasing the gain of the antenna array in the direction of the selected subscriber, much less energy is required for the formation and emission of radio signals in one beam, since a conventional omnidirectional antenna radiates energy in a wide sector.

3. Улучшаются характеристики качества предоставляемых системой услуг QoS, так как созданная с помощью управляющих сигналов бортового вычислителя 5 и узлов 16, 17 и 19 антенная решетка может адаптироваться к каждой конкретной ситуации, защититься от помех и передавать данные к соответствующему отдельному абоненту индивидуально. Таким образом, где бы абонент ни находился, в его сторону будет передан сигнал с достаточной мощностью, чтобы обеспечить необходимый уровень достоверности.3. The quality characteristics of the QoS services provided by the system are improved, since the antenna array created using the control signals of the on-board computer 5 and nodes 16, 17 and 19 can adapt to each specific situation, protect itself from interference, and transmit data individually to the corresponding individual subscriber. Thus, wherever the subscriber is located, a signal with sufficient power will be transmitted in his direction to provide the necessary level of reliability.

4. Повышается аппаратурная надежность бортового оборудования за счет снижения мощности передающих устройств узла 16 по сравнению с аналогичными узлами прототипа для получения одинакового уровня достоверности принимаемой информации, автоматического резервирования и реконфигурации узлов 16, 17 и 19.4. Improves the hardware reliability of on-board equipment by reducing the power of the transmitting devices of the node 16 compared with similar nodes of the prototype to obtain the same level of reliability of the received information, automatic backup and reconfiguration of the nodes 16, 17 and 19.

5. Повышается дальность связи, эффективность использования частотного спектра за счет формирования нескольких отдельных лучей узконаправленной (игольчатой) формы и использования одновременно нескольких частот в каждом луче.5. The communication range, the efficiency of the use of the frequency spectrum due to the formation of several separate beams of a narrow (needle) shape and the use of several frequencies simultaneously in each beam, are increased.

Узлы, каналы и шины 1-18, 20-32 одинаковые с прототипом. ШД А 17 и модули 16, 19, 15, 14 совместно с бортовым вычислителем 5 интегрируют функции адаптивных радиостанций MB и ДКМВ диапазонов, аппаратуры передачи данных (кодека, модема) с программной реализацией режимов работы аппаратуры (видов модуляции, кодирования) с возможностью введения новых режимов работы модулей программным, способом через шину 18, бортовой вычислитель 5 и соответствующие последовательно соединенные модули 12 и 13, входящие в вычислительный модуль 11 связи. Вычислительный модуль связи 11, входящий в состав ПО 3 (может быть выполнен, например, на микросхеме ADSP-21060), обеспечивает функциональное взаимодействие с бортовыми устройствами 5, 7, 8, 9, 10 и 15 и датчиками 6 событий.The nodes, channels and buses 1-18, 20-32 are the same as the prototype. ШД А 17 and modules 16, 19, 15, 14 together with the on-board computer 5 integrate the functions of adaptive MB and DKMV radio stations, data transmission equipment (codec, modem) with software implementation of the equipment operating modes (types of modulation, coding) with the possibility of introducing new operating modes of the modules programmatically, via the bus 18, the on-board computer 5 and the corresponding series-connected modules 12 and 13 included in the communication computing module 11. Computing communication module 11, which is part of software 3 (can be performed, for example, on the ADSP-21060 chip), provides functional interaction with on-board devices 5, 7, 8, 9, 10, and 15 and event sensors 6.

Модуль 14 канального уровня предназначен для управления выбором частотных каналов, установлением линий связи и регистрацией на НК 1 для упаковки, распаковки сообщений, управления доступом к каналу, дополнительного кодирования/декодирования, например избыточным циклическим кодом CRC для обнаружения ошибок, не исправленных на физическом уровне, автоматического запроса повторения, криптозащиты на канальном уровне, управления изоляцией неисправностей и восстановлением работоспособности за счет реконфигурации бортовой части системы и т.п. Он реализуется, например, на плате процессорной 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems.The channel level module 14 is designed to control the selection of frequency channels, the establishment of communication lines and registration on NK 1 for packaging, unpacking messages, controlling access to the channel, additional encoding / decoding, for example, an excessive cyclic CRC code for detecting errors that are not corrected at the physical level, automatic repeat request, cryptographic protection at the channel level, control of fault isolation and restoration of performance due to reconfiguration of the onboard part of the system, etc. It is implemented, for example, on a processor board 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card from Octagon Systems.

Модуль 13 маршрутизатора взаимодействует с модулем 14 канального уровня на уровне доступа к подсети, например, по протоколу ISO 8208 (в среде ATN) в соответствии с заданными режимами передачи данных и может быть реализован на универсальном вычислителе типа платы процессорной 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems.The router module 13 interacts with the channel level module 14 at the subnet access level, for example, according to the ISO 8208 protocol (in the ATN environment) in accordance with the specified data transfer modes and can be implemented on a universal computer such as a processor board 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card from Octagon Systems.

Модуль 12 интерфейса обеспечивает взаимодействие вычислительного модуля 11 связи с бортовой авионикой (устройствами 5, 6, 7, 8, 9, 10) по разным стыкам, например, дискретный сигнал в соответствии с ARINC 429, ARINC 664, ARINC 646, разовая команда и через бортовой вычислитель 5, двунаправленную шину 18 с системой управления подвижным объектом 3. Он может быть выполнен, например, на коммутаторе AFDX [10].The interface module 12 provides the interaction of the communication computing module 11 with the avionics (devices 5, 6, 7, 8, 9, 10) at different joints, for example, a discrete signal in accordance with ARINC 429, ARINC 664, ARINC 646, a one-time command and through an on-board computer 5, a bi-directional bus 18 with a moving object control system 3. It can be performed, for example, on an AFDX switch [10].

Модуль 15 физического уровня обеспечивает параллельную обработку в реальном масштабе времени сигналов всех n широкодиапазонных радиочастотных приемо-передающих модулей 16, необходимых совместно с узлами 19 и 17 для организации радиолиний передачи данных в ДКМВ и MB диапазонах. Причем при неисправности одного из модулей 16 программно бортовым вычислителем корректируются с помощью фазовращателей 19 фазы передаваемых (и принимаемых) с узлов 17 радиосигналов для восстановления прежней формы диаграммы направленности. В этом случае все функции реконфигурации, обработки и формирования сигнала соответствующего радиоканала связи, обработки данных и закрытия информации (при необходимости) будут выполнены программным способом. Взаимодействие существующих в прототипе и новых программных модулей будет осуществляться по заранее определенным правилам взаимодействия (протоколам и процедурам взаимодействия, входным и выходным данным), что обеспечит при необходимости их оперативное изменение (замена программного кода) в процессе полета. Это обеспечивает возможность формирования и обработки любого сигнала и данных, закрытие информации, интерфейс с внешним оборудованием по различным алгоритмам и стандартам даже в том случае, когда ПО 3 находится на границах двух зон ответственности автоматизированных систем управления воздушным движением, в которых для обмена данными между НК 1 и ПО 3 используются различные режимы линии передачи данных, например, VDL-2 и VDL-4. Таким образом, на уровне каналов связи (физический, канальный уровни, включая криптозащиту канала, доступа к сети) модуль 16, соединенный с бортовой ШД А 17, совместно с соответствующим фазовращателем 19, модулем 15 физического уровня и модулем 14 канального уровня обеспечивают совместимость с различными типами линий передачи данных «Воздух-Земля». Кроме этого, модуль 15 осуществляет установку частоты передачи, ширину полосы и т.д. Модуль 15 строится на быстродействующих сигнальных процессорах, которые включает в себя:The physical layer module 15 provides parallel real-time processing of the signals of all n wide-range radio frequency transceiver modules 16, which are necessary together with the nodes 19 and 17 for the organization of data transmission links in the DKMV and MB bands. Moreover, in the event of a malfunction of one of the modules 16, the phases transmitted (and received) from the radio signal nodes 17 to restore the previous radiation pattern using the phase shifters 19 are corrected using phase shifters 19. In this case, all the functions of reconfiguration, processing and signal generation of the corresponding radio communication channel, data processing and information closure (if necessary) will be performed by software. The interaction of existing and new software modules in the prototype will be carried out according to predefined interaction rules (interaction protocols and procedures, input and output data), which will provide for their prompt change (replacement of program code) if necessary during the flight. This provides the ability to generate and process any signal and data, information closure, an interface with external equipment according to various algorithms and standards, even when software 3 is located on the borders of two zones of responsibility of automated air traffic control systems, in which for data exchange between NK 1 and 3, various data link modes are used, for example, VDL-2 and VDL-4. Thus, at the level of communication channels (physical, channel levels, including cryptographic protection of the channel, network access), the module 16 connected to the on-board motor A 17, together with the corresponding phase shifter 19, the physical layer module 15 and the channel layer module 14 provide compatibility with various types of air-to-Earth data lines. In addition, the module 15 sets the transmission frequency, bandwidth, etc. Module 15 is based on high-speed signal processors, which includes:

- интерфейсы и шлюзы (ввода-вывода и преобразования данных) на базе, например, матрицы шлюзов, программируемых полями FPGA (Field Programmable Gate Array) no технологии PCI (VME);- Interfaces and gateways (input-output and data conversion) based on, for example, a matrix of gateways programmed with FPGA (Field Programmable Gate Array) no PCI technology (VME);

- сигнальные процессоры, например, типа ADSP-21060 (фирмы Analog Devices), программируемых логических интегральных схем EPF10K50 (фирмы Altera), контроллеров AVR ATmega16 (фирмы Atmel) для контроля и управления процессом обработки (для модемов-кодеков, фильтров);- signal processors, for example, type ADSP-21060 (company Analog Devices), programmable logic integrated circuits EPF10K50 (company Altera), AVR ATmega16 controllers (company Atmel) for monitoring and controlling the processing process (for codec modems, filters);

- универсальный вычислительный процессор, например, типа СРС 10502, реализующий протоколы обмена данными «Воздух-Земля», процедуры обнаружения и изоляции неисправностей и реконфигурацию модуля 15.- a universal computing processor, for example, type CPC 10502, which implements the air-to-Earth data exchange protocols, fault detection and isolation procedures, and module reconfiguration 15.

Вводимый узел 19 может быть выполнен на серийных фазовращателях MB и ДКМВ диапазонов.The input node 19 can be performed on serial phase shifters MB and DKMV ranges.

Антенная решетка может быть выполнена, например, на комбинации полуволновых вибраторов MB и ДКМВ диапазонов, разнесенных по поверхности подвижного объекта таким образом, чтобы обеспечить заданный сектор связи. Например, при любом расположении абонентов в пространстве узлы 17 должны быть расположены по периметру поверхности подвижного объекта с необходимым количеством строк для формирования диаграммы направленности в угломестной плоскости.The antenna array can be performed, for example, on a combination of half-wave vibrators MB and DKMV ranges spaced on the surface of a moving object in such a way as to provide a given communication sector. For example, for any location of subscribers in space, nodes 17 should be located along the perimeter of the surface of a moving object with the necessary number of lines to form a radiation pattern in the elevation plane.

Достоинства предложенной системы очевидны:The advantages of the proposed system are obvious:

- увеличивается срок службы - жизненный цикл оборудования в условиях непрерывного совершенствования протоколов обмена данными «Воздух-Земля»;- increases the service life - the life cycle of equipment in the context of continuous improvement of air-to-Earth data exchange protocols;

- сокращается число и номенклатура запасного имущества и принадлежностей из-за использования однотипных узлов в бортовом оборудовании;- the number and nomenclature of spare property and accessories is reduced due to the use of similar units in on-board equipment;

- исключаются потери мощности радиосигналов в антенно-фидерном тракте из-за непосредственного размещения модулей 16 на широкодиапазонной антенне 17;- eliminates the loss of power of radio signals in the antenna-feeder path due to the direct placement of the modules 16 on a wide-band antenna 17;

- упрощается процесс эксплуатации - замена функций неисправного модуля в полете осуществляется программно;- the operation process is simplified - the functions of the faulty module in flight are replaced by software;

- уменьшается стоимость модернизации оборудования, которая проводится только за счет коррекции программного обеспечения.- the cost of equipment modernization is reduced, which is carried out only due to software correction.

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования и фрагменты программного обеспечения заявляемой системы радиосвязи.At the time of application submission, functioning algorithms and software fragments of the claimed radio communication system were developed.

ЛитератураLiterature

1. Патент РФ №44907 U1, кл. Н04В 7/00, 2005.1. RF patent No. 44907 U1, cl. HBB 7/00, 2005.

2. Патент РФ №52290 U1, кл. Н04В 7/26.2. RF patent №52290 U1, cl. HB04 7/26.

3. Патент РФ №68211 U1, кл. Н04В 7/26 (прототип).3. RF patent No. 68211 U1, cl. HB04 7/26 (prototype).

4. Д.С.Конторов, Ю.С.Голубев-Новожилов. Введение в радиолокационную системотехнику. - М.: Сов. Радио, 1971, 367 с.4. D.S. Kontorov, Yu.S. Golubev-Novozhilov. Introduction to radar systems engineering. - M .: Owls. Radio, 1971, 367 pp.

5. Б.И.Кузьмин «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция» ИКАО CNS/ATM, Москва Санкт-Петербург: ОАО «НИИЭР», 1999, 206 с.5. B.I. Kuzmin “Digital Telecommunication Networks and Systems”, part 1 “Concept” of ICAO CNS / ATM, Moscow, St. Petersburg: NIIER OJSC, 1999, 206 pp.

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

7. RTCA/DO-297. Руководство по разработке ИМА и рассмотрение ее сертификации, 2005.7. RTCA / DO-297. Guidance on the development of IMA and consideration of its certification, 2005.

8. ARINC 651. Руководство по разработке интегрированной модульной авионики. 1991.8. ARINC 651. Guidance on the development of integrated modular avionics. 1991.

9. ARINC 653-1. Стандартные интерфейсы программного обеспечения приложений авионики. 2003.9. ARINC 653-1. Standard avionics application software interfaces. 2003.

10. ARINC 664. Бортовая сеть передачи данных. В 7-ми частях. 2005.10. ARINC 664. On-board data network. In 7 parts. 2005.

Claims (1)

Система радиосвязи с подвижными объектами, состоящая из М территориально разнесенных наземных комплексов связи и N подвижных объектов, связанных между собой каналами связи «Воздух-Воздух» MB диапазона, а каналами радиосвязи «Воздух-Земля» MB и ДКМВ диапазонов с М наземными комплексами, которые соединены между собой и с внешними абонентами через наземную сеть передачи данных, каждый подвижный объект содержит n бортовых широкодиапазонных антенн, соединенных непосредственно с n бортовыми широкодиапазонными радиочастотными приемо-передающими модулями, модуль физического уровня подключен двухсторонними связями через последовательно соединенные модуль канального уровня, модуль маршрутизатора и модуль интерфейсов - к бортовому вычислителю, имеющему двунаправленный интерфейс бортовой системы управления подвижным объектом, входы модуля интерфейсов подключены к бортовым датчикам, приемнику сигналов навигационной спутниковой системы, выход модуля интерфейсов подключен к блоку регистрации данных, второй вход/выход модуля интерфейсов подключен к бортовому анализатору типа принимаемых сообщений, третий вход/выход - к бортовому формирователю типа ретранслируемых сообщений, а каждый наземный комплекс содержит наземные антенны MB и ДКМВ диапазонов, связанные соответственно с наземными радиостанциями MB и ДКМВ диапазонов, подключенными двухсторонними связями через наземную аппаратуру передачи данных к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен к входу/выходу НК для наземной сети передачи данных, третий вход/выход - к формирователю типа ретранслируемых сообщений, четвертый и пятый входы/выходы - к вторым входам/выходам наземных радиостанций MB и ДКМВ диапазонов соответственно, первый вход вычислителя АРМ подключен к наземному приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, отличающаяся тем, что на каждом ПО введены n фазовращателей, подключенных двухсторонними связями как к соответствующим входам/выходам n бортовых широкодиапазонных радиочастотных приемо-передающих модулей, так и к n входам/выходам модуля физического уровня, управляющие входы/выходы n фазовращателей подключены двухсторонними связями к соответствующим n входам/выходам бортового вычислителя. A radio communication system with moving objects, consisting of M geographically spaced ground-based communication complexes and N mobile objects interconnected by air-to-Air communication channels of the MB band, and air-to-Earth radio communication channels of MB and DKMV bands with M ground-based complexes, which are interconnected and with external subscribers via a land data network, each mobile object contains n onboard wide-band antennas connected directly to n on-board wide-band radio frequency transceivers with the modules, the physical layer module is connected by two-way communications through the channel layer module connected in series, the router module and the interface module are connected to the on-board computer having a bi-directional interface of the onboard moving object control system, the inputs of the interface module are connected to the on-board sensors, the signal receiver of the navigation satellite system, output the interface module is connected to the data recording unit, the second input / output of the interface module is connected to the on-board analyzer type received messages, the third input / output - to the on-board shaper of the type of relayed messages, and each ground-based complex contains terrestrial antennas MB and DKMV bands associated respectively with terrestrial radio stations MB and DKMV bands connected by two-way communications via ground-based data transmission equipment to the first input / output computer workstation (AWS), the second input / output of which is connected to the input / output of the NK for the land data network, the third input / output - to the shaper type retr messages being sent, the fourth and fifth inputs / outputs - to the second inputs / outputs of terrestrial MB and DKMV radio stations, respectively, the first input of the workstation calculator is connected to the ground-based receiver of signals from navigation satellite systems, the second input is to the workstation control panel, and the output is to the workstation monitor , characterized in that on each software n phase shifters are introduced, connected by two-way communications both to the corresponding inputs / outputs of n onboard wide-range radio-frequency transceiver modules, and to n inputs / outputs of the module phe- level, control inputs / outputs n phase shifters are connected to the respective talkback n inputs / outputs board calculator.
RU2012133589/07A 2012-08-06 2012-08-06 System for radio communication with mobile objects RU2518014C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133589/07A RU2518014C2 (en) 2012-08-06 2012-08-06 System for radio communication with mobile objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133589/07A RU2518014C2 (en) 2012-08-06 2012-08-06 System for radio communication with mobile objects

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012133589A RU2012133589A (en) 2014-02-20
RU2518014C2 true RU2518014C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=50113668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133589/07A RU2518014C2 (en) 2012-08-06 2012-08-06 System for radio communication with mobile objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518014C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619471C1 (en) * 2016-03-24 2017-05-16 Сергей Прокофьевич Присяжнюк Large-scale network hf radio with continuous area radioaccess
RU2619470C1 (en) * 2016-03-24 2017-05-16 Сергей Прокофьевич Присяжнюк Stationary node of territorial radio division of dkmv range
RU2686456C1 (en) * 2018-04-26 2019-04-26 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements
RU2736551C2 (en) * 2016-07-15 2020-11-18 Шарп Кабусики Кайся Method of sending and receiving a system message, a base station and user equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5669052A (en) * 1995-06-06 1997-09-16 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and intermediate transfer member
RU44907U1 (en) * 2004-09-06 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU2309543C2 (en) * 2005-10-03 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" System for radio communication with moving objects
RU68211U1 (en) * 2007-05-14 2007-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU94101U1 (en) * 2010-01-11 2010-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" RADIO STATION WITH PHASED ANTENNA ARRAY

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5669052A (en) * 1995-06-06 1997-09-16 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and intermediate transfer member
RU44907U1 (en) * 2004-09-06 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU2309543C2 (en) * 2005-10-03 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" System for radio communication with moving objects
RU68211U1 (en) * 2007-05-14 2007-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU94101U1 (en) * 2010-01-11 2010-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" RADIO STATION WITH PHASED ANTENNA ARRAY

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
. . . . . . . . *
. . . . . . . . . . . . . . . . . . *
1. *
1. . . . . . . . *
1. . . . . . . . . . *
RU68211 U1 1 10.11.2007. *
фиг1, ф-ла, описание с.7,9-11. 1. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619471C1 (en) * 2016-03-24 2017-05-16 Сергей Прокофьевич Присяжнюк Large-scale network hf radio with continuous area radioaccess
RU2619470C1 (en) * 2016-03-24 2017-05-16 Сергей Прокофьевич Присяжнюк Stationary node of territorial radio division of dkmv range
RU2736551C2 (en) * 2016-07-15 2020-11-18 Шарп Кабусики Кайся Method of sending and receiving a system message, a base station and user equipment
RU2686456C1 (en) * 2018-04-26 2019-04-26 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012133589A (en) 2014-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU68211U1 (en) RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU2557801C1 (en) System for radio communication with mobile objects
US20210302527A1 (en) System And Methods For A Private eLoran Service
RU2600982C2 (en) Control system of satellite communication
RU2600564C2 (en) Satellite transponder for broadband signals with frequency hopped with non-machined transmission
JP5406013B2 (en) Communication method and apparatus on communication network between aircraft and ground station
RU2518014C2 (en) System for radio communication with mobile objects
RU2319304C2 (en) Complex of onboard digital communication instruments
Mäurer et al. L-band digital aeronautical communications system (LDACS)
RU77738U1 (en) RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU115592U1 (en) RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU2686456C1 (en) Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements
RU2544007C2 (en) System for radio communication with mobile objects
RU2516686C2 (en) System for radio communication with mobile objects
CN105656507B (en) A kind of wireless optical and radio frequency hybrid communication system and application method
RU2535922C1 (en) System for radio communication with mobile objects
RU106064U1 (en) RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU2530015C2 (en) System of radio communication with moving objects
RU2516868C1 (en) System for radio communication with mobile objects
EP3654548B1 (en) Vehicle multi- communication message type communication system
RU2793106C1 (en) Radio communication system with moving objects
RU2505929C1 (en) System for radio communication with mobile objects
RU99261U1 (en) RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
RU52290U1 (en) RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS
US7974227B1 (en) Relayed signal communications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150807