RU2619597C1 - Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit - Google Patents

Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit Download PDF

Info

Publication number
RU2619597C1
RU2619597C1 RU2016110933A RU2016110933A RU2619597C1 RU 2619597 C1 RU2619597 C1 RU 2619597C1 RU 2016110933 A RU2016110933 A RU 2016110933A RU 2016110933 A RU2016110933 A RU 2016110933A RU 2619597 C1 RU2619597 C1 RU 2619597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio access
node
frequencies
sectors
frequency resource
Prior art date
Application number
RU2016110933A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евгеньевич Андреечкин
Владимир Васильевич Зайцев
Александр Михайлович Лихачёв
Андрей Сергеевич Присяжнюк
Сергей Прокофьевич Присяжнюк
Ирина Ярославовна Круковская
Ярослав Валентинович Круковский
Original Assignee
Сергей Прокофьевич Присяжнюк
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 Сергей Прокофьевич Присяжнюк filed Critical Сергей Прокофьевич Присяжнюк
Priority to RU2016110933A priority Critical patent/RU2619597C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619597C1 publication Critical patent/RU2619597C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/02Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: radio access zone is structured into sectors, and sectors are structured into elements by distance, the frequency resource reserved for service area is divided into a common set of frequencies or subbands of the zone and specific frequency sets for sectors by distance. The vertical ionospheric sounding above the node on a daily basis and oblique sounding in all sectors are performed and, based on the results of sounding, the critical frequencies of the F2 layer above the unit and the sectors are determined. Before requesting a session with a unit or when calling from a unit, the personal terminals determine their current coordinates by the built-in receivers of the satellite navigation system. When establishing a communication channel on the calling frequencies grid of the element, subscribers set a sign of radio access or direct communication and their coordinates in the calling protocol. When a forward link is requested on a unit, the fulfilment of direct links and radio access radio line space division conditions are determined, and when these conditions are met, the frequencies for the direct link are again assigned from a specific radio access set of the corresponding distance. The dedicated frequency resource (subband numbers or frequency numbers) is transmitted to subscribers over service channels on a ringing frequency grid, and subscribers perform a direct link session using the newly allocated frequency resource from a specific radio access set.
EFFECT: increased multiplicity of a limited frequency resource simultaneous re-use in the organization of direct links between subscribers in the service area of the radio access unit of the wavelengths decametric range.
2 dwg

Description

Изобретение относится к сетям и системам радиосвязи диапазона ДКМВ с использованием отражения радиоволн от ионосферного слоя F2. Изобретение может быть использовано для создания локальных зон радиодоступа с радиусом зоны обслуживания до 3000 км и повышенной эффективностью использования выделенной группы рабочих частот.The invention relates to networks and radio communication systems of the DKMV range using reflection of radio waves from the ionospheric layer F2. The invention can be used to create local radio access zones with a radius of the service area of up to 3000 km and increased efficiency of using a dedicated group of operating frequencies.

Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета изобретения.To assess the novelty and technical level of the claimed solution, we consider a number of technical means known to the applicant for a similar purpose, characterized by a combination of features similar to the claimed invention, known from the information that became public until the priority date of the invention.

В системах множественного радиодоступа взаимодействие различных групп абонентов выполняется через узлы (базовые станции) радиодоступа. Каждому узлу назначают зону обслуживания и ограниченный частотный ресурс. Количество одновременно обслуживаемых абонентов в зоне зависит от эффективности использования выделенного частотного ресурса. Для увеличения этой эффективности зона обслуживания узла может быть, например, поделена на несколько секторов посредством соответствующих диаграмм направленности антенн. В каждом из секторов некоторые группы частот общего ресурса зоны могут быть использованы повторно и одновременно. При использовании в зоне обслуживания режима прямых связей между абонентами необходим дополнительный частотный ресурс, подобно системе ТЕТ-RA (ETSI EN 300 396-2 V1.3.1 (2006-09) Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Technical requirements for Direct Mode Operation (DMO); Part 2: Radio aspects). Каналы прямой связи и каналы радиодоступа абонентов к узлу в УКВ - СВЧ системах не могут работать одновременно в одной зоне обслуживания на одинаковых частотах из-за взаимных помех.In multiple radio access systems, the interaction of various groups of subscribers is performed through the nodes (base stations) of radio access. Each node is assigned a service area and a limited frequency resource. The number of simultaneously served subscribers in the zone depends on the efficiency of using the allocated frequency resource. To increase this efficiency, the service area of the node can, for example, be divided into several sectors by means of corresponding antenna patterns. In each sector, some frequency groups of a common resource of a zone can be reused simultaneously. When using direct communication between subscribers in the service area, an additional frequency resource is required, similar to the TET-RA system (ETSI EN 300 396-2 V1.3.1 (2006-09) Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Technical requirements for Direct Mode Operation (DMO ); Part 2: Radio aspects). Direct communication channels and radio access channels for subscribers to a node in VHF - microwave systems cannot work simultaneously in the same service area at the same frequencies due to mutual interference.

Известна система массового обслуживания диапазона ДКМВ. Сеть коротковолновой радиосвязи для передачи дискретных сообщений по патенту RU №2336635 содержит группу удаленных от зон обслуживания базовых станций, выполняющих роль ретрансляторов для взаимодействия абонентских терминалов, расположенных в зонах радиодоступа. Связь абонентов через базовую станцию выполняется на одной группе частот, соответствующих дальним или средним радиотрассам. Прямая связь без ретранслятора между абонентами зоны может быть установлена на другой группе рабочих частот, соответствующих радиотрассам малой протяженности. И в этом случае подсистема прямой радиосвязи между абонентами одной зоны обслуживания не может работать на частотах, используемых для радиодоступа к узлу.Known queuing system range DKMV. The short-wave radio communication network for transmitting discrete messages according to RU Patent No. 2336635 contains a group of base stations remote from service areas that act as repeaters for the interaction of subscriber terminals located in radio access zones. Communication of subscribers through the base station is performed on one group of frequencies corresponding to long-distance or medium-sized radio paths. Direct communication without a repeater between subscribers of the zone can be established on another group of operating frequencies corresponding to short-haul radio routes. And in this case, the direct radio communication subsystem between the subscribers of the same service area cannot work at the frequencies used for radio access to the node.

Существуют различные способы увеличения эффективности использования ограниченного частотного ресурса в зоне обслуживания узла радиодоступа. Наиболее близким аналогом является способ общего повторного использования частотного ресурса в зоне обслуживания базовой станции по патенту RU №2352085. В известном способе зона обслуживания базовой станции (сота) делится на несколько секторов, соответствующих главным лепесткам диаграмм направленности секторных антенн. Частотный ресурс, выделенный зоне, разделяется на две неперекрывающиеся части: специфический набор частот S и общий набор частот С. Частоты из набора S могут быть назначены одновременно нескольким абонентам в различных секторах, а каналы этих частот разделяются за счет характеристик направленности секторных антенн. Каждая частота из набора С одновременно выделяется только одному пользователю в зоне. Таким образом на частотах группы С обслуживаются абоненты, испытывающие помехи со стороны другого сектора при работе на частотах группы S на границе секторов.There are various ways to increase the efficiency of using a limited frequency resource in the service area of a radio access node. The closest analogue is the method of total reuse of the frequency resource in the coverage area of the base station according to patent RU No. 2352085. In the known method, the coverage area of the base station (cell) is divided into several sectors corresponding to the main lobes of the radiation patterns of sector antennas. The frequency resource allocated to the zone is divided into two non-overlapping parts: a specific set of frequencies S and a common set of frequencies C. Frequencies from set S can be assigned simultaneously to several subscribers in different sectors, and the channels of these frequencies are separated due to the directivity characteristics of sector antennas. Each frequency from set C is simultaneously allocated to only one user in the zone. Thus, at frequencies of group C, subscribers who experience interference from the other sector while operating at frequencies of group S at the sector boundary are served.

Для выделения абонентскому терминалу частотных ресурсов в каком-либо секторе первоначально устанавливают состояние канала для этого терминала на основании, например, результатов измерений прямой линии связи и/или результатов измерений обратной линии связи. Терминалу выделяют ресурсы из общего набора или специфического для сектора набора на основании состояния канала, используемого терминалом. Например, если терминал испытывает сильные помехи со стороны другого сектора, то такому терминалу могут быть выделены ресурсы из общего набора, которые не испытывают или почти не испытывают помех со стороны другого сектора.To allocate frequency resources in a sector to a subscriber terminal, the channel state for this terminal is initially set based on, for example, the results of measurements of the forward link and / or the results of measurements of the reverse link. The terminal is allocated resources from a common set or sector-specific set based on the state of the channel used by the terminal. For example, if a terminal experiences strong interference from another sector, then resources from a common set can be allocated to such a terminal that have little or no interference from another sector.

Недостатком известного способа является тот факт, что при организации подсистемы прямых связей в пределах зоны и в рамках общего частотного ресурса общее количество одновременно действующих каналов радиодоступа к узлу необходимо уменьшать вследствие взаимного влияния каналов прямой связи и каналов доступа к узлу, использующих одновременно один и тот же частотный ресурс. В противном случае увеличение количества каналов, использующих одновременно общий частотный ресурс одного сектора, приведет к взаимному ухудшению качества таких каналов.A disadvantage of the known method is the fact that when organizing the direct communications subsystem within the zone and within the total frequency resource, the total number of simultaneously operating radio access channels to the node must be reduced due to the mutual influence of the direct communication channels and access channels to the node using the same frequency resource. Otherwise, an increase in the number of channels using simultaneously the common frequency resource of one sector will lead to a mutual deterioration in the quality of such channels.

Из-за ограниченного частотного ресурса ионосферного распространения радиоволн диапазона ДКМВ существует потребность формировать каналы прямой связи и каналы радиодоступа к узлу на одних и тех же частотах в одной и той же зоне обслуживания без их взаимного влияния. При этом максимально возможное общее количество одновременно действующих каналов будет возрастать при неизменном выделенном частотном ресурсе без ухудшения качества каналов прямой связи и радиодоступа, работающих на одинаковых частотах.Due to the limited frequency resource of the ionospheric propagation of radio waves in the DKMV range, there is a need to form direct communication channels and radio access channels to the node at the same frequencies in the same service area without their mutual influence. At the same time, the maximum possible total number of simultaneously operating channels will increase with the same allocated frequency resource without compromising the quality of direct communication and radio access channels operating at the same frequencies.

Решаемая заявляемым изобретением задача заключается в следующем.Solved by the claimed invention, the task is as follows.

Ионосфера является естественным, высокоподнятым, пассивным ретранслятором радиоволн. Протяженность радиолиний при однократном отражении от слоя F2 составляет от 0 до 3000 км. Но рабочий диапазон частот ионосферных каналов незначителен и составляет от 10 до 30 МГц в зависимости от состояния отражающего слоя. Изменение состояния ионосферы имеет суточные и годовые циклы и определяется параметрами солнечной активности и текущей солнечной освещенности. Современные технологии формирования, обработки и излучения радиосигналов позволяют создавать эффективные сетевые структуры с использованием ионосферных каналов. Потенциальная канальная емкость таких структур определяется жесткими физическими и административными ограничениями частотного ресурса.The ionosphere is a natural, highly elevated, passive radio wave repeater. The length of the radio lines with a single reflection from the F2 layer is from 0 to 3000 km. But the working frequency range of ionospheric channels is insignificant and ranges from 10 to 30 MHz, depending on the state of the reflecting layer. The change in the state of the ionosphere has daily and annual cycles and is determined by the parameters of solar activity and current solar illumination. Modern technologies for the formation, processing, and emission of radio signals make it possible to create efficient network structures using ionospheric channels. The potential channel capacity of such structures is determined by strict physical and administrative limitations of the frequency resource.

Из-за ограниченного частотного ресурса ионосферного распространения радиоволн диапазона ДКМВ существует потребность формировать каналы прямой связи и каналы радиодоступа к узлу на одних и тех же частотах в одной и той же зоне обслуживания без их взаимного влияния. При этом максимально возможное общее количество одновременно действующих каналов будет возрастать при неизменном выделенном частотном ресурсе без ухудшения качества каналов прямой связи и радиодоступа, работающих на одинаковых частотах.Due to the limited frequency resource of the ionospheric propagation of radio waves in the DKMV range, there is a need to form direct communication channels and radio access channels to the node at the same frequencies in the same service area without their mutual influence. At the same time, the maximum possible total number of simultaneously operating channels will increase with the same allocated frequency resource without compromising the quality of direct communication and radio access channels operating at the same frequencies.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи увеличения общего объема трафика по ионосферным радиоканалам в зоне обслуживания узла радиодоступа при заданном ограниченном частотном ресурсе.The claimed invention is aimed at solving the problem of increasing the total amount of traffic over ionospheric radio channels in the service area of the radio access node for a given limited frequency resource.

Сущность изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше результата.The invention as a technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to achieve the above result.

Способ повторного использования частотного ресурса в зоне обслуживания узла радиодоступа диапазона ДКМВ, заключающийся в том, что зону радиодоступа радиусом до 3000 км одного узла разбивают на несколько секторов по азимуту, а каждый сектор на несколько элементов по дальности, при этом элементы всех секторов, прилегающие к месту расположения узла, объединяют в одну круговую область радиусом до 500 км, а выделенный зоне частотный ресурс делят на два набора рабочих частот: общий набор зоны и специфический набор секторов, характеризуется тем, что специфический набор секторов дополнительно делят на несколько специфических наборов по дальности, выполняют по суточному расписанию вертикальное зондирование ионосферы над узлом и наклонное зондирование во всех секторах с выделенными стационарными абонентами, затем по результатам зондирования определяют критические частоты слоя F2 над узлом и секторами в радиусе до 1500 км от узла и строят карту распределения максимально применимых частот над зоной обслуживания, при этом все абоненты, зарегистрированные узлом в его зоне обслуживания, перед запросом сеанса с узлом или при вызове от узла определяют свои текущие координаты встроенным приемником спутниковой навигационной системы, причем абоненты при запросе канала связи на сетке вызывных частот своего элемента, кроме общих параметров запроса системы, устанавливают в протоколе признак радиодоступа или прямой связи и свои координаты, а на узле по данным зондирования и навигационным данным определяют пространственные параметры запрашиваемой радиолинии и необходимый диапазон рабочих частот, причем при запросе прямой связи на узле определяют выполнение условий пространственного разделения каналов и при выполнении этих условий повторно назначают для канала прямой связи частоты из какого-либо специфического набора радиодоступа соответствующей дальности, а выделенный частотный ресурс передают абонентам по служебным каналам на сетке вызывных частот, при этом абоненты выполняют сеанс прямой связи с использованием повторно выделенного частотного ресурса из специфического набора радиодоступа.The method of reusing the frequency resource in the service area of a radio access node of the DKMV range, namely, that the radio access zone with a radius of up to 3000 km of one node is divided into several sectors in azimuth, and each sector into several elements in range, while elements of all sectors adjacent to the location of the node is combined into one circular region with a radius of up to 500 km, and the frequency resource allocated to the zone is divided into two sets of operating frequencies: a common set of zones and a specific set of sectors, characterized in that o a specific set of sectors is additionally divided into several specific sets by range, according to the daily schedule, vertical sounding of the ionosphere above the node and inclined sounding in all sectors with dedicated stationary subscribers are performed, then the critical frequencies of the F2 layer above the node and sectors within a radius of 1500 are determined by sounding km from the node and build a map of the distribution of the maximum applicable frequencies above the service area, while all subscribers registered by the node in its service area , before requesting a session with the node or when calling from the node, their current coordinates are determined by the built-in receiver of the satellite navigation system, and when requesting a communication channel on the ring frequency of their element, in addition to the general parameters of the system’s request, they establish in the protocol the sign of radio access or direct communication and their coordinates, and on the node, based on sensing and navigation data, determine the spatial parameters of the requested radio line and the necessary range of operating frequencies, and when requesting a line with the ides on the node determine the fulfillment of the conditions for the spatial separation of the channels and, when these conditions are met, the frequencies are reassigned to the direct communication channel from a specific set of radio access of the appropriate range, and the allocated frequency resource is transmitted to subscribers over the service channels on the ring of calling frequencies, while the subscribers complete the session direct communication using a re-allocated frequency resource from a specific set of radio access.

Технический результат, обеспечиваемый при реализации заявленной совокупности существенных признаков заявленного изобретения, заключается в увеличении кратности одновременного повторного использования ограниченного частотного ресурса при организации прямых связей между абонентами в зоне обслуживания узла радиодоступа диапазона ДКМВ.The technical result provided by the implementation of the claimed combination of essential features of the claimed invention is to increase the multiplicity of the simultaneous reuse of a limited frequency resource when organizing direct communications between subscribers in the service area of a radio access node of the DKMV range.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен один из возможных вариантов структурирования зоны радиодоступа, на фиг. 2 - пример блок-схемы реализации заявленного способа.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows one of the possible structuring of the radio access zone, in FIG. 2 is an example of a block diagram of an implementation of the claimed method.

На фиг. 1 выделена центральная круговая область, из которой доступ выполняется зенитным излучением. Центральной области присвоен специфический набор частот S0 для радиолиний зенитного излучения. Каждый из секторов зоны разбит на три дополнительных элемента по дальности, которым присвоены специфические наборы частот S1, S2, S3, соответствующие дальности абонента от узла.In FIG. 1, a central circular region is highlighted from which access is performed by anti-aircraft radiation. The central region is assigned a specific set of frequencies S 0 for anti-aircraft radio links. Each of the sectors of the zone is divided into three additional elements in range, which are assigned specific sets of frequencies S 1 , S 2 , S 3 corresponding to the distance of the subscriber from the node.

Позициями на фигурах обозначены:The positions in the figures indicated:

1 - узел радиодоступа;1 - radio access node;

2 - абонентские терминалы в режиме радиодоступа (АТРД), работающие на одинаковых частотах ƒЗ из специфического набора S3;2 - subscriber terminals in the radio access mode (ATRD) operating at the same frequencies ƒ З from a specific set of S 3 ;

3 - пара абонентов в режиме прямой связи (АТПС) на тех же частотах ƒЗ из специфического набора S3; 3 - a pair of subscribers in direct communication mode (ATPS) at the same frequencies ƒ З from a specific set of S 3;

4 - пара абонентов в режиме прямой связи на частотах из специфического набора S0; 4 - a pair of subscribers in direct mode at frequencies from a specific set of S 0;

5 - пара абонентов в режиме прямой связи на частотах из общего набора С;5 - a pair of subscribers in direct mode at frequencies from the common set C;

6 - блок, позволяющий структурировать зону обслуживания и распределять выделенный частотный ресурс;6 is a block that allows you to structure the service area and distribute the allocated frequency resource;

7 - блок, позволяющий по суточному графику выполнить процедуры зондирования и формировать текущую карту фактических значений критических частот;7 is a block that allows to perform sounding procedures according to the daily schedule and form a current map of actual values of critical frequencies;

8 - блок, позволяющий выполнить служебную процедуру установления связи на сетке вызывных частот;8 is a block that allows you to perform the service procedure of establishing communication on a grid of calling frequencies;

9 - блок, позволяющий по данным зондирования и навигационным данным определить пространственные параметры запрашиваемой радиолинии и необходимый диапазон рабочих частот;9 is a block that allows using spatial data and navigation data to determine the spatial parameters of the requested radio line and the required operating frequency range;

10 - блок, позволяющий выполнить условный переход по функциональному признаку радиолинии;10 is a block that allows you to perform a conditional transition on the functional sign of the radio line;

11 - блок, позволяющий выполнить условный переход линии радиодоступа по качеству канала;11 is a block that allows you to perform a conditional transition of the radio access line for channel quality;

12 - блок, позволяющий выполнить условный переход по оценке местоположения абонентов и условиям пространственного разделения каналов;12 is a block that allows you to perform a conditional transition to assess the location of subscribers and the conditions of the spatial separation of channels;

13 - блок, позволяющий назначить рабочие частоты из общего набора;13 is a block that allows you to assign operating frequencies from a common set;

14 - блок, позволяющий повторно назначить частоты специфического набора;14 is a block that allows you to reassign the frequencies of a specific set;

15 - блок, позволяющий назначить частоты из общего набора;15 is a block that allows you to assign frequencies from a common set;

16 - блок, позволяющий сообщить рабочие частоты корреспондентам.16 is a block that allows you to report operating frequencies to correspondents.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.The claimed method is as follows.

В основе предложенного способа лежат следующие известные физические явления. (Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г. Распространение радиоволн: Учебник / Под ред. О.И. Яковлева. - М.: ЛЕНАНД, 2009. - 496 с.). При наклонном падении радиоволны на ионосферу максимальной дальности одного скачка соответствует некоторый угол θ0 max между направлением распространения и вертикалью в области отражения. Этому углу соответствует некоторая максимальная частота отражения ƒн max, которая является верхней границей рабочего диапазона частот для соответствующего сектора зоны обслуживания. Соответствующая максимальная дальность устанавливает предел радиуса зоны обслуживания одного узла радиодоступа диапазона ДКМВ для радиолиний с использованием только одного отражения от слоя F2 (мода 1F2). Каждой длине радиолинии соответствует некоторая максимально-применимая частота (МПЧ). Для радиолинии с модой 1F2 всегда может быть найден рабочий диапазон частот исключающий появление моды 2F2 с двумя отражениями от ионосферы (Зайцев В.В., Круковская И.Я. Выбор рабочих частот в зоне обслуживания узла радиодоступа диапазона ДКМВ. Информация и Космос. 2015, №4, с. 10-12.)The basis of the proposed method are the following known physical phenomena. (Yakovlev O.I., Yakubov V.P., Uryadov V.P., Paveliev A.G. Radio wave propagation: Textbook / Edited by O.I. Yakovlev. - M.: LENAND, 2009. - 496 p. ) When the radio wave is obliquely incident on the ionosphere of the maximum range of one jump, there corresponds a certain angle θ 0 max between the propagation direction and the vertical in the reflection region. This angle corresponds to a certain maximum reflection frequency ƒ n max , which is the upper limit of the working frequency range for the corresponding sector of the service area. The corresponding maximum range sets the limit of the radius of the service area of one radio access node of the DKMV range for radio lines using only one reflection from layer F2 (mode 1F2). Each length of the radio link corresponds to a certain maximum applicable frequency (MUF). For a radio line with mode 1F2, an operating frequency range can always be found that excludes the appearance of a mode 2F2 with two reflections from the ionosphere (Zaitsev V.V., Krukovskaya I.Ya. Selection of operating frequencies in the service area of a radio access node of the DKMV band. Information and Space. 2015, No. 4, p. 10-12.)

При организации наклонной линии радиодоступа длиной L с модой 1F2 между узлом и удаленным абонентом на частоте ƒp вблизи МПЧL между передатчиком и приемником этой линии имеется область, называемая зоной молчания, или «мертвой зоной», в которой сигнал передатчика отсутствует. Этот эффект вызван превышением выбранной рабочей частоты ƒр над МПЧ более коротких радиолиний. Радиоволны рабочей частоты не отражаются от областей ионосферы, расположенных ближе к передатчику, и не достигают поверхности земли в зоне молчания. Если какой-либо другой абонентский терминал находится в зоне молчания, он не может принимать сигналы радиолинии L. Абонентский терминал из зоны молчания АТПС 3 может создать линию прямой связи со своим корреспондентом, удаленным от него на расстояние, соответствующее L, на той же частоте ƒр. Если второй корреспондент АТПС 3 также находится в зоне молчания линии радиодоступа, то корреспонденты последней не принимают сигналов линии прямой связи. Этот эффект можно назвать пространственным разделением каналов, занимающих одинаковые частоты, в общей зоне обслуживания узла радиодоступа. Особенностью эффекта является его независимость от характеристик направленности секторных антенн. Эффект проявляется даже в том случае, если зона обслуживается антенной (или комплектом антенн) с круговой диаграммой в азимутальной плоскости.When arranging an oblique radio access line of length L with mode 1F2 between the node and the remote subscriber at a frequency ƒ p near the MUF L, there is an area between the transmitter and receiver of this line called the silence zone, or “dead zone”, in which there is no transmitter signal. This effect is caused by the excess of the selected operating frequency ƒ p over the MUF of shorter radio links. Operating frequency radio waves are not reflected from the ionosphere regions closer to the transmitter and do not reach the earth's surface in the silence zone. If any other subscriber terminal is in the silence zone, it cannot receive the signals of the radio line L. The subscriber terminal from the silence zone of ATS 3 can create a direct line with its correspondent at a distance corresponding to L at the same frequency ƒ r . If the second correspondent of ATPS 3 is also in the silence zone of the radio access line, then the correspondents of the latter do not receive signals of the direct communication line. This effect can be called the spatial separation of channels occupying the same frequencies in the common service area of the radio access node. A feature of the effect is its independence from the directivity characteristics of sector antennas. The effect is manifested even if the zone is served by an antenna (or a set of antennas) with a pie chart in the azimuthal plane.

На фиг. 1 АТРД 2 находятся на, примерно, одинаковом большом расстоянии от узла и могут работать в режиме радиодоступа на одинаковых частотах ƒЗ из специфического набора S3 благодаря характеристикам направленности секторных антенн. Пара АТПС 3 находится в зонах молчания для частот радиодоступа ƒЗ, между узлом и АТРД 2, но расстояние между АТПС 3 соответствует рабочим частотам радиодоступа ƒЗ и эти абоненты могут установить прямую связь на этих частотах. Кратность использования частот ƒЗ дополнительно увеличивается благодаря пространственному разделению каналов за счет эффекта зоны молчания.In FIG. 1 ATRD 2 are located at approximately the same large distance from the node and can operate in the radio access mode at the same frequencies ƒ З from a specific set of S3 due to the directivity of sector antennas. The ATPS 3 pair is located in silence zones for radio access frequencies ƒ З , between the node and АТРД 2, but the distance between АТПС 3 corresponds to the working radio access frequencies ƒ З and these subscribers can establish direct communication at these frequencies. Frequency multiplication ƒ З is further increased due to spatial separation of channels due to the effect of the silence zone.

АТПС 3 находятся на относительно близком расстоянии между собой (300-500 км), но значительно удалены от центральной зоны. Эти абоненты могут использовать для прямой связи частоты зенитного излучения специфического набора S0 и кратность использования этого набора также увеличиваетсяATPS 3 are located at a relatively close distance between each other (300-500 km), but are significantly removed from the central zone. These subscribers can use for a direct connection of the frequency of anti-aircraft radiation of a specific set S 0 and the frequency of use of this set also increases

Эти рассуждения справедливы и для элементов секторов со специфическими наборами S1, S2, кратность использования которых также возрастает. В случае, если один из абонентов прямой связи не находится в зоне молчания соответствующей линии радиодоступа, этой паре для организации прямой связи выделяются частоты из общего набора С.These considerations are also valid for elements of sectors with specific sets S 1 , S 2, the frequency of use of which also increases. If one of the direct communication subscribers is not in the silence zone of the corresponding radio access line, this pair is allocated frequencies from the general set C for direct communication.

Обязательными новыми условиями для реализации технического эффекта являются:Mandatory new conditions for the implementation of the technical effect are:

- периодический контроль состояния ионосферы над зоной обслуживания для определения МПЧ радиолиний и рабочего диапазона частот;- periodic monitoring of the state of the ionosphere over the service area to determine the MUF radio lines and the operating frequency range;

- определение местоположения абонентов для решения о возможности использования частот радиодоступа для канала прямой связи.- determining the location of subscribers to decide on the possibility of using radio access frequencies for the direct communication channel.

Периодический контроль ионосферы над зоной обслуживания узла может выполняться известными средствами и методами вертикального зондирования над узлом и наклонного зондирования между узлом и абонентами по различным азимутам. Определение местоположения абонентов в зоне обслуживания может выполняться с помощью встроенных в абонентские терминалы навигационных приемников одной из существующих спутниковых навигационных систем. Данные о своем местоположении абонентские терминалы могут передавать узлу при выполнении принятой для конкретной системы процедуры установления связи.Periodic monitoring of the ionosphere over the service area of the node can be performed by known means and methods of vertical sounding over the node and oblique sounding between the node and subscribers in different azimuths. The determination of the location of subscribers in the service area can be performed using the navigation receivers built into the subscriber terminals of one of the existing satellite navigation systems. The subscriber terminals can transmit data about their location to the node when performing the procedure for establishing communication adopted for a particular system.

На фиг. 2 приведен пример блок-схемы процесса для реализации предложенного способа. Блок 6 структурирует зону обслуживания по секторам и элементам секторов и разделяет и периодически корректирует выделенный частотный ресурс на частоты общего набора С и частоты специфических наборов S0, S1, S2, S3. Блок 7 периодически по суточному графику выполняет процедуры зондирования области ионосферы над зоной обслуживания и формирует текущую карту фактических значений критических частот. Блок 8 при запросе от узла или абонентского терминала выполняет процедуру установления связи на сетке вызывных частот, уточняет положения терминала по данным его навигационного приемника, по данным протокола установления связи определяет функциональное назначение радиолинии - прямая связь или радиодоступ, а также определяет качество планируемых каналов. Блок 9 по данным зондирования и навигационным данным определяет пространственные параметры запрашиваемой радиолинии и необходимый диапазон рабочих частот. Блок 10 анализирует функциональный признак радиолинии и выполняет условный переход и выполнения условий пространственного разделения каналов. Если признак прямой связи, то блок 12 выполняет оценку местоположения абонентов и выполнения условий пространственного разделения каналов, после чего выполняет условный переход. Если оба абонентских терминала находятся в зоне молчания какого-либо элемента сектора радиодоступа, блок 14 повторно назначает одну из частот радиодоступа этого элемента. Если нет - блоком 150 этой паре назначается частота из набора С.In FIG. 2 shows an example of a flowchart of a process for implementing the proposed method. Block 6 structures the service area by sectors and sector elements and divides and periodically adjusts the allocated frequency resource to the frequencies of the common set C and the frequencies of specific sets S 0 , S 1 , S 2 , S 3 . Block 7 periodically performs daily sounding of the ionosphere over the service area according to the daily schedule and generates a current map of the actual values of critical frequencies. Block 8, upon request from a node or subscriber terminal, performs the procedure of establishing communication on the calling frequency grid, clarifies the position of the terminal according to the data of its navigation receiver, determines the functional purpose of the radio line — direct communication or radio access, and also determines the quality of the planned channels using the communication establishment protocol. Block 9 from the sensing data and navigation data determines the spatial parameters of the requested radio link and the required operating frequency range. Block 10 analyzes the functional sign of the radio link and performs a conditional transition and fulfills the conditions for the spatial separation of the channels. If there is a sign of direct communication, then block 12 performs an assessment of the location of subscribers and the fulfillment of the conditions for the spatial separation of channels, after which it performs a conditional transition. If both subscriber terminals are in the silence zone of any element of the radio access sector, block 14 reassigns one of the radio access frequencies of this element. If not, block 150 assigns the frequency from set C to this pair.

Если присутствует признак радиодоступа, блок 11 анализирует качество каналов и выполняет условный переход. При удовлетворительном качестве канала блок выбирает рабочие частоты из соответствующего специфического набора. При неудовлетворительном качестве каналов блок 13 выбирает рабочие частоты из общего набора. После определения рабочих частот радиолинии блок 16 сообщает их соответствующим корреспондентам.If there is a sign of radio access, block 11 analyzes the quality of the channels and performs a conditional jump. If the channel quality is satisfactory, the unit selects the operating frequencies from the corresponding specific set. If the quality of the channels is poor, block 13 selects the operating frequencies from the common set. After determining the operating frequencies of the radio link, block 16 informs their respective correspondents.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения. Заявленное устройство может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических и программных средств.The possibility of industrial application of the claimed technical solution is confirmed by the known and described in the application means and methods by which it is possible to carry out the claimed invention in the form described in the claims. The claimed device can be implemented industrially using well-known hardware and software.

Claims (1)

Способ повторного использования частотного ресурса в зоне обслуживания узла радиодоступа диапазона ДКМВ, заключающийся в том, что зону радиодоступа радиусом до 3000 км одного узла разбивают на несколько секторов по азимуту, а каждый сектор на несколько элементов по дальности, при этом элементы всех секторов, прилегающие к месту расположения узла, объединяют в одну круговую область радиусом до 500 км, а выделенный зоне частотный ресурс делят на два набора рабочих частот: общий набор зоны и специфический набор секторов, отличающийся тем, что специфический набор секторов дополнительно делят на несколько специфических наборов по дальности, выполняют по суточному расписанию вертикальное зондирование ионосферы над узлом и наклонное зондирование во всех секторах с выделенными стационарными абонентами, затем по результатам зондирования определяют критические частоты слоя F2 над узлом и секторами в радиусе до 1500 км от узла и строят карту распределения максимально применимых частот над зоной обслуживания, при этом все абоненты, зарегистрированные узлом в его зоне обслуживания, перед запросом сеанса с узлом или при вызове от узла определяют свои текущие координаты встроенным приемником спутниковой навигационной системы, причем абоненты при запросе канала связи на сетке вызывных частот своего элемента, кроме общих параметров запроса системы, устанавливают в протоколе признак радиодоступа или прямой связи и свои координаты, а на узле по данным зондирования и навигационным данным определяют пространственные параметры запрашиваемой радиолинии и необходимый диапазон рабочих частот, причем при запросе прямой связи на узле определяют выполнение условий пространственного разделения каналов и при выполнении этих условий повторно назначают для канала прямой связи частоты из какого-либо специфического набора радиодоступа соответствующей дальности, а выделенный частотный ресурс передают абонентам по служебным каналам на сетке вызывных частот, при этом абоненты выполняют сеанс прямой связи с использованием повторно выделенного частотного ресурса из специфического набора радиодоступа.The method of reusing the frequency resource in the service area of a radio access node of the DKMV range, namely, that the radio access zone with a radius of up to 3000 km of one node is divided into several sectors in azimuth, and each sector into several elements in range, while elements of all sectors adjacent to the location of the node is combined into one circular region with a radius of up to 500 km, and the frequency resource allocated to the zone is divided into two sets of operating frequencies: a common set of zones and a specific set of sectors, characterized in that The specific set of sectors is additionally divided into several specific sets of range, according to the daily schedule, vertical sounding of the ionosphere above the node and inclined sounding in all sectors with dedicated stationary subscribers are performed, then the critical frequencies of the F2 layer above the node and sectors within a radius of 1,500 km are determined by sounding from the node and build a map of the distribution of the maximum applicable frequencies above the service area, while all subscribers registered by the node in its service area are not By requesting a session with a node or when calling from a node, their current coordinates are determined by the integrated receiver of the satellite navigation system, and when requesting a communication channel on the ring frequency of their element, in addition to the general parameters of the system’s request, they establish in the protocol a sign of radio access or direct communication and their coordinates , and on the site spatial data of the requested radio line and the necessary range of operating frequencies are determined from the sounding data and navigation data, and when requesting a direct connection on the node, the fulfillment of the conditions for the spatial separation of the channels is determined and, when these conditions are fulfilled, the frequencies for any direct communication channel are reassigned from any specific set of radio access of the appropriate range, and the allocated frequency resource is transmitted to subscribers over the service channels on the ring of calling frequencies, while the subscribers perform a direct session communication using a re-allocated frequency resource from a specific set of radio access.
RU2016110933A 2016-03-24 2016-03-24 Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit RU2619597C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110933A RU2619597C1 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110933A RU2619597C1 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619597C1 true RU2619597C1 (en) 2017-05-17

Family

ID=58716113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110933A RU2619597C1 (en) 2016-03-24 2016-03-24 Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619597C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2331983C2 (en) * 2003-10-03 2008-08-20 Квэлкомм Флэрион Текнолоджиз, Инк. Resources distribution method of downlink in sectored environment
RU2352085C2 (en) * 2004-06-08 2009-04-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Intra-cell common repeated application for system of wireless communication
US20140064200A1 (en) * 2007-02-27 2014-03-06 Ajou University Industry-Academic Cooperation Foundation System and method for using resources in a communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2331983C2 (en) * 2003-10-03 2008-08-20 Квэлкомм Флэрион Текнолоджиз, Инк. Resources distribution method of downlink in sectored environment
RU2352085C2 (en) * 2004-06-08 2009-04-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Intra-cell common repeated application for system of wireless communication
US20140064200A1 (en) * 2007-02-27 2014-03-06 Ajou University Industry-Academic Cooperation Foundation System and method for using resources in a communication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10560150B2 (en) Backhaul link for distributed antenna system
US5715516A (en) Method and apparatus for wireless communication employing collector arrays
US8472869B2 (en) Relay communication method of next generation cellular communication system
US20160099761A1 (en) Beam Synchronization Methods for Beamforming Wireless Networks
CN105340132A (en) Methods for efficient beam training and network control device utilizing same
FR2697390A1 (en) Method for establishing a call connection in a cellular radiotelephone system
CN112910541A (en) Satellite user side wave beam design method applied to satellite mobile communication system
JPH04506294A (en) Integrated honeycomb communication device
US7953374B2 (en) Scheduling methods and systems for wireless multi-hop relay communications
CN111034064A (en) Coordinated sidechain interference management with beam selection techniques
AU2017278371A1 (en) Backhaul link with reference signal for distributed antenna system
CN116347327A (en) Positioning sensing method, sensing measurement device, terminal and network side equipment
JP7203357B2 (en) Transmitter and transmission method
CN114980220A (en) Managing network awareness capabilities in a wireless network
CN116073878A (en) Satellite communication method and satellite communication device
RU2614049C2 (en) Global satellite communication and data transmission system with spacecraft at low circular orbit
RU2619597C1 (en) Method of frequency resource re-use in service area of hf waves interval radio access unit
Ivanov et al. Physical layer representation in LEO satellite with a hybrid multi-beamforming
RU2649664C1 (en) Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band
US20240049273A1 (en) Method of radio resource allocation for a tn-ntn network
CN104640119B (en) Frequency using method, device and relevant device in heterogeneous network
RU2619471C1 (en) Large-scale network hf radio with continuous area radioaccess
CN110798839B (en) 5G-based intelligent park communication control method
TW201220905A (en) Distance measurements for localization of mobile terminals in a radio network
WO2024024056A1 (en) Radio communication system, base station, communication method, and non-transitory computer readable storage medium