RU2529888C1 - Способ радиосвязи подвижных объектов в смв диапазоне - Google Patents
Способ радиосвязи подвижных объектов в смв диапазоне Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529888C1 RU2529888C1 RU2013118371/07A RU2013118371A RU2529888C1 RU 2529888 C1 RU2529888 C1 RU 2529888C1 RU 2013118371/07 A RU2013118371/07 A RU 2013118371/07A RU 2013118371 A RU2013118371 A RU 2013118371A RU 2529888 C1 RU2529888 C1 RU 2529888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- subscriber station
- radio communication
- radio
- transmitter power
- subscriber stations
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиосвязи СМВ диапазона и может быть использовано для пакетной цифровой радиосвязи с реализацией множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий в авиационных телекоммуникационных сетях СМВ диапазона, при наличии как широкополосных естественных помех, так и узкополосных технических помех. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости радиосвязи, повышении скрытности обмена сообщениями и организации одновременной работы нескольких абонентских станций, находящихся в зоне радиовидимости путем их пространственного разделения за счет применения узких диаграмм направленности антенн. Для этого в кадры, содержащие управляющую информацию, вводят вложенное поле с информацией о мощности передатчика, коэффициенте усиления антенны, координатах, времени определения координат, скорости, курсе и высоте полета подвижного объекта, а абонентские станции, получившие кадры с вложенным полем, формируют диаграмму направленности антенны и определяют мощность передатчика, необходимую для ведения радиосвязи. 2 ил.
Description
Изобретение относится к авиационной радиосвязи СМВ диапазона и может быть использовано для пакетной цифровой радиосвязи с реализацией множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий в авиационных телекоммуникационных сетях СМВ диапазона, при наличии как широкополосных естественных помех, так и узкополосных технических помех.
В настоящее время системы телекоммуникаций строятся на основе семиуровневой модели взаимодействия открытых систем согласно ISO (Open System Interconnection).
Известен способ передачи пакетной информации, при котором согласно спецификации IEEE 802.11 доступ к среде передачи данных осуществляется с использованием протокола многостанционного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий CSMA/CA-Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance [2], выбранный в качестве прототипа.
Протокол CSMA/CA может работать в двух режимах. В первом режиме абонентская станция сначала прослушивает канал связи. Если канал связи свободен, начинается передача данных. Во время пересылки канал связи не прослушивается, и абонентская станция передает кадр с данными целиком. Если канал связи занят, отправитель дожидается его освобождения и затем начинает передачу данных. Если возникает коллизия, абонентские станции, не поделившие между собой канал связи, выжидают в течение случайных интервалов времени и затем снова пытаются отправить кадр с данными.
Во втором режиме абонентская станция А перед передачей прослушивает канал связи. Если он свободен, то абонентская станция А передает абонентской станции В кадр RTS (Request to Send - запрос на передачу), запрашивая разрешение на передачу. Структура кадра RTS согласно спецификации IEEE 802.11. Если абонентская станция В может принять данные, она передает положительное подтверждение, кадр CTS (Clear to Send - подтверждение готовности). Структура кадра CTS согласно спецификации IEEE 802.11. После приема кадра CTS абонентская станция А запускает таймер АСК (ACKnowledge - подтверждение приема) и начинает передачу данных. В случае корректного приема данных, абонентская станция В генерирует кадр АСК, сообщающий абонентской станции А о конце передачи. Если интервал времени таймера на абонентской станции А истекает прежде, чем получен АСК, весь алгоритм работы протокола повторяется с самого начала.
Абонентская станция С, находясь в зоне действия абонентской станции А, также принимает кадр RTS и определяет, что по каналу связи будут передаваться данные, и ожидает окончания активности соседних абонентских станций. Исходя из информации, содержащейся в RTS, абонентская станция С может предположить, сколько времени займет передача последовательности, включая конечный АСК. В течение этого промежутка времени абонентская станция С считает, что ее канал связи занят и она ожидает окончания активности соседних абонентских станций. Индикацией такого состояния является последовательность NAV (Network Allocation Vector - вектор выделенной сети). Абонентская станция D входит в зону действия абонентской станции В, но не входит в зону действия абонентской станции А, поэтому абонентская станция D не принимает RTS, посылаемый абонентской станцией А, но принимает CTS, передаваемый абонентской станцией В, и также устанавливает сигнал NAV. Сигналы NAV не передаются, а являются внутренними напоминаниями абонентских станций о том, что нужно хранить радиомолчание в течение определенного промежутка времени. В зоне радиовидимости абонентские станции А и В при организации радиосвязи сообщают всем, на какое время они резервируют канал связи и другие абонентские станции, например С и D, хранят радиомолчание и не могут организовывать радиосвязь между собой.
Недостатками прототипа являются отсутствие возможности управления направленными антеннами и мощностью передатчика абонентской станции, и как следствие этого, невозможность формирования диаграммы направленности антенны для организации радиосвязи и обеспечения скрытности обмена сообщениями, а также отсутствие возможности одновременной работы нескольких абонентских станций, находящихся в зоне радиовидимости.
Основной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение радиосвязи между абонентами с направленными антеннами, повышение помехоустойчивости и скрытности обмена сообщениями, а так же организация одновременной работы нескольких абонентских станций, находящихся в зоне радиовидимости, путем их пространственного разделения за счет применения узких диаграмм направленности антенн.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиосвязи подвижных объектов в СМВ диапазоне, основанном на использовании протокола многостанционного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий, обмене абонентских станций кадрами, содержащими управляющую информацию, в упомянутые кадры вводят вложенное поле с информацией о мощности передатчика, коэффициенте усиления антенны, координатах, времени определения координат, скорости, курсе и высоте полета подвижного объекта, а абонентские станции, получившие кадры с вложенным полем, формируют диаграмму направленности антенны и определяют мощность передатчика, необходимую для ведения радиосвязи.
Заявленный способ радиосвязи осуществляется следующим образом. Абонентская станция А перед передачей прослушивает канал связи в режиме дежурный прием. Если канал связи свободен, то абонентская станция А устанавливает мощность передатчика, равную PTX_A, формирует диаграмму направленности в направлении абонентской станции В, используя информацию, находящуюся в информационной управляющей системе, и передает абонентской станции В кадр DRTS (Directional Request to Send - направленный запрос на передачу), который содержит вложенное поле SHF Header, запрашивая разрешение на передачу. Поле SHF Header содержит информацию о координатах абонента, времени определения координат, курсе, скорости, высоте, данные о мощности передатчика, коэффициенте усиления антенны.
Абонентская станция В обрабатывает информацию, полученную в поле SHF Header, рассчитывает время радиосвязи, определяет текущее положение абонентской станции А и мощность передатчика, необходимую для организации радиосвязи. Определение времени радиосвязи позволяет улучшить пользовательские характеристики, такие как вероятность и гарантированное время доставки сообщения. Если В может принять данные, она устанавливает рассчитанную мощность передатчика, равную PTX_B, формирует диаграмму направленности в направлении абонентской станции А и передает положительное подтверждение, кадр DCTS (Clear to Send - подтверждение готовности), который так же содержит вложенное поле SHF Header. После приема кадра DCTS абонентская станция А обрабатывает информацию, полученную в поле SHF Header, определяет текущее положение абонентской станции В и мощность передатчика, необходимую для организации радиосвязи, запускает таймер АСК, устанавливает рассчитанную мощность передатчика равную P'TX_A, формирует диаграмму направленности в направлении абонентской станции В и начинает передачу данных с вложенным полем SHF Header. В случае корректного приема абонентская станция В устанавливает мощность передатчика, равную P'TX_B, формирует диаграмму направленности в направлении абонентской станции А и генерирует кадр DACK с вложенным полем SHF Header, сообщающий абонентской станции А о конце передачи. Если интервал времени таймера на абонентской станции А истекает прежде, чем получен кадр DACK, весь алгоритм работы протокола повторяется с самого начала. Структура кадров приведена на фиг.1.
Абонентская станция С находится в зоне радиовидимости абонентской станции А, поэтому она также принимает кадр DRTS, определяет, что скоро по каналу будут передаваться данные, и ожидает окончания активности соседних абонентских станций. Исходя из информации, содержащейся в кадре DRTS, абонентская станция С устанавливает сигнал NAV и рассчитывает, сколько времени займет передача данных, включая конечный кадр DACK. В течение этого промежутка времени С считает, что ее канал связи в направлении А занят и может организовать радиосвязь с абонентскими станциями, не отмеченными сигналом NAV. Абонентская станция D не находится в зоне действия абонентской станции А и не может принять кадр DRTS, посылаемый абонентской станцией А, но находится в зоне действия абонентской станции В и принимает кадр DCTS, посланный абонентской станцией В, и также устанавливает NAV. Сигналы NAV не передаются, а являются внутренними напоминаниями абонентским станциям о том, что нужно хранить радиомолчание, чтобы не начать передачу информации в направлении передающих соседних абонентских станций в течение определенного промежутка времени. Допускается организация радиосвязи с соседними абонентскими станциями, не отмеченными сигналами NAV. В зоне радиовидимости абонентские станции А и В при организации радиосвязи сообщают всем, на какое время они резервирует канал связи, а другие абонентские станции, например С и D, могут организовать радиосвязь между собой путем пространственного разделения абонентских станций за счет применения узких диаграмм направленности антенн, и таким образом появляется возможность передавать параллельно несколько потоков данных.
Определение требуемой мощности передатчика осуществляется следующим образом. Передача кадров DRTS и DCTS абонентскими станциями осуществляется с мощностью PTX, которая принимает значение от PTX_min до PTX_max передатчика абонентской станции. Когда абонентская станция-отправитель А получает кадр разрешения на передачу DCTS от соседней абонентской станции В, она вычисляет требуемую мощность передатчика, необходимую для ведения радиосвязи с абонентской станцией В. Аналогично определение мощности для передачи происходит и в абонентской станции В.
Алгоритм установления и ведения радиосвязи подвижных объектов в СМВ диапазоне представлен на фиг.2.
Согласно предложенному алгоритму, абонентская станция может находиться в одном из трех состояний: дежурный прием, установление радиосвязи, ведение радиосвязи.
В режиме дежурного приема абонентская станция осуществляет прием с единичным усилением по всем азимутальным направлениям. Из режима дежурного приема абонентская станция может перейти в режим установления связи - на прием или на передачу. В режим установления связи на передачу абонентская станция переходит при поступлении пакетов, которые необходимо передать. В режим установления связи на прием абонентская станция переходит при получении кадра запроса на передачу - DRTS, в режим ведения радиосвязи на передачу абонентская станция переходит при получении кадра разрешения на передачу DCTS.
В результате успешного установления радиосвязи при получении разрешения DCTS после отправки запроса на передачу DRTS, абонентская станция корректирует таблицу маршрутизации в части формирования списка абонентов. Таблица маршрутизации содержит идентификатор абонента, координаты, время определения координат, курс, скорость, высоту абонента, мощность передатчика и др. Обновление таблицы маршрутизации и списка абонентов может происходить при изменении топологии радиосети в результате движения абонентов.
Определение географических координат и коэффициента усиления передающей антенны происходит на основе информации, заложенной в передаваемых кадрах DRTS и DCTS. Собственные географические координаты абонентская станция определяет с помощью системы навигации, например GPS, ГЛОНАСС или других.
Литература
1. Сайт ассоциации IEEE http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html.
2. A Technical Tutorial on the IEEE 802.11 Standard Draft 4.0 (прототип).
3. Компьютерные сети. 4-е изд./ Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2003.
Claims (1)
- Способ радиосвязи подвижных объектов в СМВ диапазоне, основанный на использовании протокола многостанционного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий, обмене абонентских станций кадрами, содержащими управляющую информацию, отличающийся тем, что в упомянутые кадры вводят вложенное поле с информацией о мощности передатчика, коэффициенте усиления антенны, координатах, времени определения координат, скорости, курсе и высоте полета подвижного объекта, а абонентские станции, получившие кадры с вложенным полем, формируют диаграмму направленности антенны и определяют мощность передатчика, необходимую для ведения радиосвязи.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013118371/07A RU2529888C1 (ru) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Способ радиосвязи подвижных объектов в смв диапазоне |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013118371/07A RU2529888C1 (ru) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Способ радиосвязи подвижных объектов в смв диапазоне |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2529888C1 true RU2529888C1 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=53381477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013118371/07A RU2529888C1 (ru) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Способ радиосвязи подвижных объектов в смв диапазоне |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2529888C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657356C1 (ru) * | 2017-05-23 | 2018-06-13 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Способ одновременного наведения управляемых ракет с лазерными полуактивными головками самонаведения и устройство для его осуществления |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309543C2 (ru) * | 2005-10-03 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU77738U1 (ru) * | 2008-05-19 | 2008-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU103046U1 (ru) * | 2010-06-02 | 2011-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU104802U1 (ru) * | 2010-11-30 | 2011-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU106064U1 (ru) * | 2010-11-30 | 2011-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU2427078C1 (ru) * | 2010-04-12 | 2011-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
-
2013
- 2013-04-19 RU RU2013118371/07A patent/RU2529888C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309543C2 (ru) * | 2005-10-03 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU77738U1 (ru) * | 2008-05-19 | 2008-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU2427078C1 (ru) * | 2010-04-12 | 2011-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU103046U1 (ru) * | 2010-06-02 | 2011-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU104802U1 (ru) * | 2010-11-30 | 2011-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU106064U1 (ru) * | 2010-11-30 | 2011-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657356C1 (ru) * | 2017-05-23 | 2018-06-13 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Способ одновременного наведения управляемых ракет с лазерными полуактивными головками самонаведения и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Temel et al. | LODMAC: Location oriented directional MAC protocol for FANETs | |
| JP4622503B2 (ja) | 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム | |
| JP2021508419A (ja) | Ｎｒ ｖ２ｘにおける位置情報を送受信する方法及び装置 | |
| Han et al. | M-FAMA: A multi-session MAC protocol for reliable underwater acoustic streams | |
| JP2001160813A (ja) | 無線ネットワーク | |
| US9971014B2 (en) | Access point-assisted positioning framework | |
| Li et al. | Neighbor discovery for ultraviolet ad hoc networks | |
| US20100014489A1 (en) | Method and system for directional virtual sensing random access for wireless networks | |
| Akhtar et al. | Directional MAC protocol for IEEE 802.11 ad based wireless local area networks | |
| WO2018176324A1 (zh) | 数据交互的方法、终端设备及网络设备 | |
| CN102625367B (zh) | 多跳Ad Hoc网络中时隙优化的多信道多址接入控制方法 | |
| Kebkal et al. | D-MAC: Hybrid media access control for underwater acoustic sensor networks | |
| Deng et al. | Implementing distributed TDMA using relative distance in vehicular networks | |
| US20100315980A1 (en) | Unified contention based period | |
| RU2529888C1 (ru) | Способ радиосвязи подвижных объектов в смв диапазоне | |
| Huang et al. | A platoon-centric multi-channel access scheme for hybrid traffic | |
| Lasowski et al. | A multi channel synchronization approach in dual radio vehicular ad-hoc networks | |
| EP3259938B1 (en) | Simple mesh network for wireless transceivers | |
| Ndih et al. | MAC for physical-layer network coding in VANETs | |
| Ye et al. | A jamming‐based MAC protocol to improve the performance of wireless multihop ad‐hoc networks | |
| Burrowes et al. | Adaptive Space Time-Time Division Multiple Access (AST-TDMA) protocol for an underwater swarm of AUV's | |
| Rico Garcia et al. | Performance of MAC protocols in beaconing Mobile Ad-hoc Multibroadcast Networks | |
| Ndih et al. | Reliable broadcasting in VANETs using physical-layer network coding | |
| Bi et al. | A multi-channel token ring protocol for inter-vehicle communications | |
| Makhlouf et al. | Mac Protocols in Mobile Ad Hoc Networks |