RU2571731C2 - Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor - Google Patents
Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571731C2 RU2571731C2 RU2014104267/08A RU2014104267A RU2571731C2 RU 2571731 C2 RU2571731 C2 RU 2571731C2 RU 2014104267/08 A RU2014104267/08 A RU 2014104267/08A RU 2014104267 A RU2014104267 A RU 2014104267A RU 2571731 C2 RU2571731 C2 RU 2571731C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- video
- input
- output
- information
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к системам радиотелеметрии, в частности к системам передачи телеметрической информации в космической отрасли.The invention relates to radio telemetry systems, in particular to systems for transmitting telemetric information in the space industry.
Известен способ передачи телеметрической информации [1], основанный на формировании сигналов, пропорциональных изменению физических значений, сравнении этих сигналов с калибровочной шкалой, формировании разностных сигналов и передаче информации на приемную станцию.A known method of transmitting telemetric information [1], based on the formation of signals proportional to the change in physical values, comparing these signals with a calibration scale, forming differential signals and transmitting information to a receiving station.
Недостатком этого способа являются ограниченное число каналов при используемой полосе радиочастот и малые функциональные возможности при передаче информации о процессах.The disadvantage of this method is the limited number of channels with the used frequency band and small functionality when transmitting information about the processes.
Известен способ приема радиосигналов, излучаемых по принципу частотно-временной матрицы, в частности, для сигналов с побитовой ППРЧ и случайной двоичной частотной модуляцией, когда кодовые символы 0 и 1 выбираются независимо друг от друга во всей полосе частот Δfобщ, т.е. когда в одно и то же время передается М символов на различных частотах, используется многоканальное приемное устройство, число приемников в котором определяется числом М частотных позиций радиосигнала [2].A known method of receiving radio signals emitted by the principle of a time-frequency matrix, in particular, for signals with bitwise frequency hopping and random binary frequency modulation, when
Однако реализация таких способа и устройства в телеметрии потребовала бы использования неоправданно большой полосы частот в эфире и применения М приемных трактов, что сложно и дорого. Также невозможно передать видеоинформацию о процессах на удаленном от земли объекте наблюдения.However, the implementation of such a method and device in telemetry would require the use of an unreasonably large frequency band on the air and the use of M receive paths, which is difficult and expensive. It is also impossible to transmit video information about the processes at a remote observation object.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемым способу передачи телеметрической и видеоинформации и устройству для его осуществления является способ передачи телеметрической информации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом модуляции несущей частоты и устройство для его осуществления [3], при которых передача информации производится по N (где N=2, 4, 8, …) синхронным потокам, в каждом из которых на тактовой частоте Fтак осуществляется разделение каналов во времени со скважностью Q=2; при этом каждый поток отделен от соседнего по несущей частоте на частотный интервал, равный Δfp=Fтак×n (где n=5, 6, 7, …), и сдвинут по времени на половину такта
Устройство, реализующее этот способ, содержит: генератор тактовых частот; делитель частоты; формирователь маркерного импульса; фазовый детектор; частотный модулятор; управляемый генератор; усилитель мощности; опорный генератор несущих частот; коммутаторы; сумматор; формирователь частотной «подставки».A device that implements this method includes: a clock generator; frequency divider; marker pulse shaper; phase detector; frequency modulator; controlled generator; amplifier; reference carrier frequency generator; switches adder; shaper frequency "stand".
Недостатком этого технического решения является то, что оно не позволяет передать видеоизображение в полосе частот используемого радиоканала без значительного расширения числа каналов и усложнения аппаратуры.The disadvantage of this technical solution is that it does not allow transmitting a video image in the frequency band of the used radio channel without significantly expanding the number of channels and complicating the equipment.
Ожидаемым техническим результатом способа и устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала является обеспечение передачи телеметрической и видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала без увеличения количества каналов.The expected technical result of the method and device for transmitting telemetric and video information with time-frequency compression of the radio channel is to ensure the transmission of telemetric and video information in the frequency band of the used radio channel without increasing the number of channels.
Для этого в способе передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты N (где N=2, 4, 8…) синхронными видеопотоками, в каждом из которых на тактовой частоте Fтак осуществляется разделение каналов во времени со скважностью Q=2, при этом каждый поток разнесен от соседнего по несущей частоте на частотный интервал Δfp=Fтак×n (где n=5, 6, 7…) и сдвинут по времени на половину такта , высокочастотный сигнал видеоинформации повергают временной дискретизации, снижая разрешение и частоту кадров, генерируют маркерные видеоимпульсы, затем из полученных сигналов формируют один из синхронных потоков, который уплотняют с потоком телеметрической информации и передают по радиоканалу.To do this, in the method of transmitting telemetric and video information with time-frequency compression of the radio channel and the analog-to-digital method of frequency (phase) modulation of the carrier frequency N (where N = 2, 4, 8 ...) with synchronous video streams, each of which at the clock frequency F so the channels are separated in time with a duty cycle of Q = 2, with each stream spaced from the neighboring carrier frequency in the frequency interval Δfp = F so × n (where n = 5, 6, 7 ...) and shifted in time by half a clock cycle , the high-frequency video information signal is subjected to temporal sampling, decreasing the resolution and frame rate, marker video pulses are generated, then one of the synchronous streams is formed from the received signals, which are compressed with the telemetric information stream and transmitted over the air.
Кроме того, в устройство для осуществления способа, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых частот, делитель частоты, формирователь маркерного импульса, фазовый детектор, частотный модулятор, управляемый генератор и усилитель мощности, опорный генератор несущих частот, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, к третьему входу которого подключен второй выход управляемого генератора, первый коммутатор, вход которого подключен ко второму выходу генератора тактовых частот, сумматор, включенный между выходом первого коммутатора и вторым входом частотного модулятора, второй коммутатор, включенный между третьим выходом генератора тактовых частот и вторым входом сумматора, формирователь частотной «подставки», включенный между третьим выходом генератора тактовых частот и третьим входом частотного модулятора, введены последовательно соединенные видеокамера, селектор видеосинхроимпульсов и формирователь видеомаркера, подключенный выходом ко второму входу второго коммутатора, дискретизатор видеоинформации, включенный между третьим выходом генератора тактовых частот и третьим входом второго коммутатора, выход видеокамеры соединен со вторым входом дискретизатора видеоинформации, третий вход которого соединен с первым входом формирователя видеомаркера, второй вход которого соединен с первым входом второго коммутатора.In addition, to a device for implementing the method, comprising a series-connected clock generator, a frequency divider, a marker pulse shaper, a phase detector, a frequency modulator, a controlled generator and a power amplifier, a reference carrier frequency generator, the output of which is connected to the second input of the phase detector, to the third input of which is connected to the second output of the controlled generator, the first switch, the input of which is connected to the second output of the clock, an adder connected between at the output of the first switch and the second input of the frequency modulator, the second switch connected between the third output of the clock and the second input of the adder, the frequency shaper, connected between the third output of the clock and the third input of the frequency modulator, a series-connected video camera, selector video sync pulses and a video marker former connected to the second input of the second switch, a video information sampler, connected between they output clock frequency generator and the third input of the second switch, a video camera output is connected to a second input of video sampler, a third input coupled to a first input of the videomarkera, a second input coupled to a first input of the second switch.
Совместное функционирование потоков телеметрической и видеоинформации рассмотрим на примере двухпоточного (N=2) радиоканала.The joint functioning of the telemetry and video information flows will be considered using the example of a two-stream (N = 2) radio channel.
На фиг. 1 приведена структура сигналов однопоточной телеметрической системы, используемая для формирования двухпоточного сигнала, в том числе:In FIG. 1 shows the signal structure of a single-stream telemetry system used to form a two-stream signal, including:
а) сигналы на входе частотного модулятора однопоточного передатчика;a) signals at the input of the frequency modulator of a single-threaded transmitter;
б) импульсы, запирающие выходной каскад передатчика и обеспечивающие излучение сигналов в эфир со скважностью Q=2;b) pulses blocking the output stage of the transmitter and providing the emission of signals into the air with a duty cycle of Q = 2;
в) радиоимпульсы на выходе передатчика.c) radio pulses at the output of the transmitter.
На фиг. 2 приведена структура сигналов второго потока с дискретизированной видеоинформацией, используемая для формирования двухпоточного сигнала, в том числе:In FIG. 2 shows the structure of the signals of the second stream with sampled video information used to form a two-stream signal, including:
а) сигналы видеоинформации на входе частотного модулятора однопоточного передатчика;a) video information signals at the input of the frequency modulator of a single-threaded transmitter;
б) импульсы, запирающие выходной каскад передатчика и обеспечивающие излучение сигналов в эфир со скважностью Q=2;b) pulses blocking the output stage of the transmitter and providing the emission of signals into the air with a duty cycle of Q = 2;
в) радиоимпульсы на выходе передатчика.c) radio pulses at the output of the transmitter.
На фиг. 3 приведена структура двухпоточного радиосигнала.In FIG. 3 shows the structure of a dual-stream radio signal.
На фиг. 4 приведена блок-схема устройства формирования совместного потока телеметрической и видеоинформации.In FIG. 4 shows a block diagram of a device for forming a joint stream of telemetric and video information.
В однопоточном передатчике измерительная информация, полученная от датчиков, передается методом частотной или фазовой модуляции несущей частоты в аналоговой или цифровой форме (модуляция АИМ/КИМ - ЧМ (ФМ)), где АИМ - амплитудно-импульсная модуляция, КИМ - кодоимпульсная модуляция. При переходе к двухпоточной радиолинии (метод модуляции несущей каждого потока сохраняется прежним) в паузах однопоточной fп1 радиолинии (фиг. 3) размещается второй поток fп2, работающий на той же тактовой частоте Fтак, что и первый поток. Для обеспечения приема этих потоков без взаимовлияния несущие частоты обоих потоков разносятся на частотный интервал Δfp=Fтак×n (где n=5, 6, 7 … - целое число, определяемое экспериментально по минимуму допустимого взаимовлияния между потоками при минимальном частотном разносе).In a single-threaded transmitter, the measurement information received from the sensors is transmitted by the method of frequency or phase modulation of the carrier frequency in analog or digital form (AIM / CMM - FM (FM) modulation), where AIM is pulse-amplitude modulation, KIM is pulse-code modulation. When switching to a two-stream radio line (the modulation method of the carrier of each stream remains the same), in the pauses of the single-stream fп1 radio line (Fig. 3), a second stream fп2 is operating at the same clock frequency F so that the first stream. To ensure the reception of these streams without interference, the carrier frequencies of both streams are distributed over the frequency interval Δfp = F so × n (where n = 5, 6, 7 ... is an integer determined experimentally from the minimum allowable interference between the streams at the minimum frequency separation).
Первый поток представляет собой последовательно скоммутированные сигналы от измерительных датчиков и служебные сигналы (маркерный импульс, калибровка). Для согласования полосы радиоканала, пропускной способности тракта передатчик-приемник и аппаратных возможностей сигналы с видеокамеры подвергают временной дискретизации, заключающейся в снижении частоты кадров и разрешения изображения, формируют маркерный видеоимпульс. Затем из полученных после дискретизации сигналов и маркерного видеоимпульса формируют второй поток.The first stream consists of sequentially switched signals from measuring sensors and service signals (marker pulse, calibration). To coordinate the band of the radio channel, the channel capacity of the transmitter-receiver and hardware capabilities, the signals from the video camera are subjected to temporary sampling, which consists in reducing the frame rate and image resolution, form a marker video pulse. Then, a second stream is formed from the signals obtained after sampling and the marker video pulse.
Устройство для осуществления способа содержит генератор тактовых частот (1), делитель частоты (2), формирователь маркерного импульса (3), фазовый детектор (4), частотный модулятор (5), управляемый генератор (6), усилитель мощности (7), опорный генератор несущих частот (8), первый коммутатор (9), сумматор (10), второй коммутатор (11), формирователь частотной «подставки» (12), видеокамера (13), селектор видеосинхроимпульсов (14), формирователь видеомаркера (15), дискретизатор видеоинформации (16).A device for implementing the method comprises a clock generator (1), a frequency divider (2), a marker pulse shaper (3), a phase detector (4), a frequency modulator (5), a controlled generator (6), a power amplifier (7), a reference carrier frequency generator (8), first switch (9), adder (10), second switch (11), frequency “stand” former (12), video camera (13), video sync selector (14), video marker former (15), video information sampler (16).
Устройство работает следующим образом: коммутатор (9) осуществляет сбор измерительной информации от датчиков, коммутатор (11) осуществляет прием видеоинформации от видеокамеры (13). Оба коммутатора (9, 11) синхронизируются от одного генератора тактовых частот (1), работающего на частоте Fтак. Высокочастотная и высокоинформативная видеоинформация поступает на селектор видеосинхроимпульсов (14), в котором выделяются синхронизирующие импульсы, и на дискретизатор видеоинформации (16). Видеоинформация при помощи Fтак и синхронизирующих импульсов оптимизируется под допустимую информативность (J) радиоканала, согласно соотношению J=P×H×G×K,The device operates as follows: the switch (9) collects measurement information from the sensors, the switch (11) receives video information from the video camera (13). Both switches (9, 11) are synchronized from one clock generator (1) operating at a frequency F like that . High-frequency and highly informative video information is supplied to the video-sync pulse selector (14), in which synchronizing pulses are allocated, and to the video information sampler (16). Video information using F and timing pulses optimized for a valid informative (J) radio channel, according to the relationship J = P × H × G × K,
где Р - количество пикселей в строке видеокадра,where P is the number of pixels in the line of the video frame,
Н - количество строк в видеокадре,H is the number of lines in the video frame,
G - количество кадров,G is the number of frames
K - число информационных каналов в потоке.K is the number of information channels in the stream.
Для привязки к началу видеоинформации формирователь видеомаркера (15) создает сигнал видеомаркера. Далее информация через сумматор (10) подается на вход частотного модулятора (5). На другой вход частотного модулятора (5) с выхода формирователя частотной «подставки» (12) поступает управляющее двухуровневое напряжение частотой 2×Fтак, которое обеспечивает скачкообразные изменения частоты частотного модулятора (5) и «раздвижку» по частоте потоков 1 и 2 на частотный разнос Δfp=Fтак×n, при этом скачок частоты происходит без разрыва фазы несущего колебания.To bind to the beginning of the video information, the video marker shaper (15) creates a video marker signal. Further information through the adder (10) is fed to the input of the frequency modulator (5). At the other input of the frequency modulator (5), the output of the frequency “stand” former (12) receives a control two-level voltage of 2 × F in such a way that provides jump-like changes in the frequency of the frequency modulator (5) and a “spread” in the frequency of
Кольцо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) - блоки (4), (5), (6), (7) - обеспечивает подстройку несущей частоты потока по уровню маркерного импульса, значение которого соответствует середине измерительной шкалы потока и номинальному значению несущей частоты излучаемого сигнала. Работа ФАПЧ обеспечивает привязку несущих частот потоков 1, 2 между собой и к частоте опорного генератора (8).The phase locked loop (PLL) - blocks (4), (5), (6), (7) - provides adjustment of the carrier frequency of the stream according to the level of the marker pulse, the value of which corresponds to the middle of the measuring scale of the stream and the nominal value of the carrier frequency of the emitted signal. The PLL operation ensures that the carrier frequencies of
Источники изобретенияSources of invention
1. Патент РФ №2313816, 2004.1. RF patent No. 2313816, 2004.
2. А.с. №938417, 1982.2. A.S. No. 938417, 1982.
3. Патент РФ №2236754. 2004.3. RF patent No. 2236754. 2004.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104267/08A RU2571731C2 (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104267/08A RU2571731C2 (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014104267A RU2014104267A (en) | 2015-08-20 |
RU2571731C2 true RU2571731C2 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=53879909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014104267/08A RU2571731C2 (en) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2571731C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641460C1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-01-17 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2236754C2 (en) * | 2002-10-11 | 2004-09-20 | ФГУП Научно-производственное объединение измерительной техники | Method and device for telemetering data transfer using time-and-frequency-division multiplexed radio channel and analog-to-digital method for carrier conversion |
RU2342783C1 (en) * | 2007-09-24 | 2008-12-27 | ФГУП Научно-производственное объединение измерительной техники | Method of transmission and reception of telemetering information with time-and-frequency consolidation of radio channel and analog-digital method of frequency (phase) modulation of carrier frequency and device for its realisation |
RU2422994C1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-06-27 | ОАО "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Transmitting and receiving method of telemetric and command information in one range of radio frequencies of multistream radio system, and device for its implementation |
-
2014
- 2014-02-06 RU RU2014104267/08A patent/RU2571731C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2236754C2 (en) * | 2002-10-11 | 2004-09-20 | ФГУП Научно-производственное объединение измерительной техники | Method and device for telemetering data transfer using time-and-frequency-division multiplexed radio channel and analog-to-digital method for carrier conversion |
RU2342783C1 (en) * | 2007-09-24 | 2008-12-27 | ФГУП Научно-производственное объединение измерительной техники | Method of transmission and reception of telemetering information with time-and-frequency consolidation of radio channel and analog-digital method of frequency (phase) modulation of carrier frequency and device for its realisation |
RU2422994C1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-06-27 | ОАО "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Transmitting and receiving method of telemetric and command information in one range of radio frequencies of multistream radio system, and device for its implementation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641460C1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-01-17 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014104267A (en) | 2015-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20090232197A1 (en) | Pulse modulated wireless communication device | |
CA2543646A1 (en) | Apparatus and method of on-channel repeater | |
US3160813A (en) | Tropospheric radio communication system | |
US4091422A (en) | Apparatus for selectively transmitting television images from a plurality of cameras to a monitor | |
KR101566622B1 (en) | Radar apparatus for including communication function and method of signal processing thereof | |
RU2571731C2 (en) | Method of transmitting telemetric and video information with radio link frequency-time multiplexing and analogue-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency and device therefor | |
RU2422994C1 (en) | Transmitting and receiving method of telemetric and command information in one range of radio frequencies of multistream radio system, and device for its implementation | |
JP6363906B2 (en) | Sync signal converter | |
US9094109B2 (en) | Method and device for compressing a wide band radio-navigation signal, associated method and device for calculating the correlation function of the spreading code of the compressed signal | |
RU2342783C1 (en) | Method of transmission and reception of telemetering information with time-and-frequency consolidation of radio channel and analog-digital method of frequency (phase) modulation of carrier frequency and device for its realisation | |
RU2641460C1 (en) | Transmission device for telemetry and video information with time-frequency radio channel multiplex and analog-to-digital method for frequency (phase) modulation of carrier frequency | |
RU2236754C2 (en) | Method and device for telemetering data transfer using time-and-frequency-division multiplexed radio channel and analog-to-digital method for carrier conversion | |
JP2015171083A (en) | Optical transmission system, optical transmission device, and optical wavelength adjusting method | |
RU2336634C1 (en) | Device for transmission and reception of phase- and frequency-shift broadband signals for mobil objects equipped with radio burst control line locks | |
JP2015224917A (en) | Signal detection device and signal detection method | |
RU47603U1 (en) | DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM WITH PHASOMANIPULATED NOISE-LIKE SIGNALS | |
JP4664896B2 (en) | Information distribution system and method, transmitting apparatus and receiving apparatus | |
RU2156541C1 (en) | Radio transmission line using phase-keyed noise- like signals | |
RU2385542C2 (en) | Receiving device of noise-like signals | |
JP2012080311A (en) | Signal receiving/analyzing device | |
RU2348560C1 (en) | Device for combined radio communication and radio navigation and device to this end for rail way transport | |
CN1947349B (en) | System and method for transmitting and receiving data in a multiband UWB communication system | |
KR102064760B1 (en) | IRIG analog/digital signal converter for time synchronous signal transmission | |
US2642497A (en) | Multichannel pulse signaling system | |
JP4766245B2 (en) | Receiver and data communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |