RU2625806C1 - Method of transmission of alarm messages on radio broadcast - Google Patents

Method of transmission of alarm messages on radio broadcast Download PDF

Info

Publication number
RU2625806C1
RU2625806C1 RU2016113489A RU2016113489A RU2625806C1 RU 2625806 C1 RU2625806 C1 RU 2625806C1 RU 2016113489 A RU2016113489 A RU 2016113489A RU 2016113489 A RU2016113489 A RU 2016113489A RU 2625806 C1 RU2625806 C1 RU 2625806C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
signal
transmitter
voice
sinusoidal signal
Prior art date
Application number
RU2016113489A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Косарев
Original Assignee
Сергей Александрович Косарев
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 Александрович Косарев filed Critical Сергей Александрович Косарев
Priority to RU2016113489A priority Critical patent/RU2625806C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2625806C1 publication Critical patent/RU2625806C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: voice transmitter is used in which the carrier frequency signal of the voice transmitter is modulated, amplified by the modulated signal and transmitted to the radio, and the receiving side receives the modulated signal and demodulates it to receive messages, an auxiliary sinusoidal signal is generated at the transmitting side with a frequency within the range of modulating frequencies used by the voice transmitter, the mentioned auxiliary sinusoidal signal is pre-modulated in series with the message signals, for the formation of which a frequency band substantially narrower than the modulation frequency band of the voice transmitter is used, on the receiving side, reception is performed at a frequency associated with a linear conversion of the carrier frequency of the voice communication transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal, the received signal is filtered in a band defined by a band frequencies of the auxiliary sinusoidal signal, and demodulation of the received signal is performed in accordance with the selected modulation of the auxiliary sinusoidal signal.
EFFECT: increasing the reliability of the transmission of alarm messages.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам передачи тревожных сообщений по радиоэфиру, в которых для передачи тревожных сообщений используется передатчик голосовой связи в случае, когда дальности обычной голосовой радиосвязи недостаточно.The invention relates to methods for transmitting alarm messages over the air, in which a voice transmitter is used to transmit alarm messages in the case when the range of conventional voice radio communication is not enough.

Системы, осуществляющие передачу сообщений, описаны, например, в патентах RU №2074826, B60R 25/00, RU №2163871, B60R 25/00, G08C 17/02. Однако передача сообщений в известных технических решениях связана с использованием передающих устройств третьих лиц, например пейджинговых компаний. Естественно, такое использование требует дополнительных затрат и, кроме того, вызывает ограничение, связанное с ограниченным покрытием территории пейджинговой компании.Systems that transmit messages are described, for example, in patents RU No. 2074826, B60R 25/00, RU No. 2163871, B60R 25/00, G08C 17/02. However, messaging in known technical solutions involves the use of third-party transmitting devices, such as paging companies. Naturally, such use requires additional costs and, in addition, causes a restriction associated with the limited coverage of the territory of the paging company.

Поэтому желательно отказаться от услуг третьих лиц и непосредственно передавать сообщения получателю, используя стандартную радиоаппаратуру. Такой стандартной, широко распространенной радиоаппаратурой является, безусловно, передатчик голосовой связи. Передача сообщений по радиоэфиру, использующая передатчик голосовой связи, не имеет недостатков и ограничений, связанных с использованием передающих устройств третьих лиц.Therefore, it is advisable to refuse the services of third parties and directly transmit messages to the recipient using standard radio equipment. Such a standard, widespread radio equipment is, of course, a voice transmitter. Transmission of messages over the air using a voice transmitter does not have the disadvantages and limitations associated with the use of third-party transmitting devices.

Способ такой передачи давно известен и описан во множестве публикаций, например, в классической монографии И.С. Гоноровского "Радиотехнические цепи и сигналы", Учебник для вузов, Москва: Радио и связь, 1986 г., стр. 7-12.The method of such a transfer has long been known and described in many publications, for example, in the classic monograph by I.S. Gonorovsky "Radio-technical circuits and signals", Textbook for universities, Moscow: Radio and communications, 1986, pp. 7-12.

В этом способе на передающей стороне модулируют сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи с использованием последовательных сигналов сообщения, усиливают модулированный сигнал и передают в радиоэфир, а на приемной стороне принимают модулированный сигнал и демодулируют его с получением сообщений.In this method, on the transmitting side, the carrier signal of the voice transmitter is modulated using successive message signals, the modulated signal is amplified and transmitted to the radio, and on the receiving side, the modulated signal is received and demodulated to receive messages.

При передаче голосовых сообщений источником сигналов сообщения, модулирующих сигнал несущей частоты, является микрофон.When transmitting voice messages, the source of the message signals modulating the carrier signal is a microphone.

При передаче цифровой последовательности с использованием передатчика голосовой связи таким источником последовательных сигналов сообщения, модулирующих сигнал несущей частоты, является модем.When transmitting a digital sequence using a voice transmitter, such a source of serial message signals modulating the carrier signal is a modem.

В обоих случаях несущая частота передатчика голосовой связи модулируется сигналами, спектр которых лежит в полосе от 300 до 3000 Гц.In both cases, the carrier frequency of the voice transmitter is modulated by signals whose spectrum lies in the band from 300 to 3000 Hz.

Модуляция несущей частоты осуществляется, как правило, методами частотной (ЧМ) или амплитудной модуляции (AM, SSB).The carrier frequency modulation is carried out, as a rule, by the methods of frequency (FM) or amplitude modulation (AM, SSB).

Дальность связи для любого радиоканала определяется, главным образом, мощностью передатчика и чувствительностью приемника. При этом полоса пропускания приемника должна быть не менее ширины спектра сигнала передатчика.The communication range for any radio channel is determined mainly by the transmitter power and receiver sensitivity. In this case, the receiver bandwidth must be at least the width of the spectrum of the transmitter signal.

Например, при использовании в носимом передатчике голосовой связи ЧМ мощность передатчика не должна превышать 5 Вт. Такие параметры обеспечивают возможность для радиосвязи на расстоянии не свыше 4 км между носимыми радиостанциями и не свыше 15 км между носимой и стационарной радиостанциями.For example, when using an FM voice transmitter in a portable transmitter, the transmitter power should not exceed 5 watts. Such parameters provide the opportunity for radio communication at a distance of not more than 4 km between wearable radio stations and not more than 15 km between wearable and stationary radio stations.

Во многих случаях такой способ передачи сообщений по радиоэфиру обеспечивает недостаточную дальность передачи сообщений. Часто, в чрезвычайных ситуациях, необходимо передать тревожное сообщение на значительно большее расстояние, когда обычная голосовая радиосвязь уже не работает.In many cases, this method of transmitting messages over the air provides an insufficient range of message transmission. Often, in emergency situations, it is necessary to transmit an alarm message to a much greater distance when normal voice radio communication is no longer working.

Из известных способов наиболее близким по технической сущности к заявляемому является «Способ передачи сообщений по радиоэфиру», по патенту RU №2446480, B60R 25/00, G08C 17/02 от 31.03.2011 г., где на передающей стороне модулируют сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи с использованием последовательных сигналов сообщения, усиливают модулированный сигнал и передают в радиоэфир, а на приемной стороне принимают модулированный сигнал и демодулируют его с получением сообщений, на передающей стороне вырабатывают вспомогательный синусоидальный сигнал с частотой внутри диапазона модулирующих частот, используемого передатчиком голосовой связи, предварительно модулируют указанный вспомогательный синусоидальный сигнал последовательными сигналами сообщения, для формирования которых используют полосу частот, существенно более узкую, чем полоса модулирующих частот передатчика голосовой связи, полученным предварительно промодулированным сигналом модулируют при передаче сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи, при этом на приемной стороне прием осуществляют на частоте, связанной линейным преобразованием несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, фильтруют принятый сигнал в полосе частот, определяемой полосой частот вспомогательного синусоидального сигнала с учетом его предварительной модуляции последовательными сигналами сообщения, а упомянутую демодуляцию принятого сигнала выполняют в соответствии с выбранной модуляцией вспомогательного синусоидального сигнала.Of the known methods, the closest in technical essence to the claimed one is the "Method of transmitting messages over the air", according to patent RU No. 2446480, B60R 25/00, G08C 17/02 of 03/31/2011, where the transmitter carrier frequency signal is modulated on the transmitting side voice communication using sequential message signals, amplify the modulated signal and transmit it to the radio, and on the receiving side receive a modulated signal and demodulate it to receive messages, on the transmitting side generate an auxiliary sinusoidal drove with a frequency within the range of modulating frequencies used by the voice transmitter, pre-modulate the specified auxiliary sinusoidal signal with successive message signals, for the formation of which use a frequency band significantly narrower than the baseband of the voice transmitter, the modulated signal is modulated when transmitting the signal carrier frequency of the voice transmitter, while on the receiving side, reception is carried out at those associated with a linear transformation of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal, filter the received signal in the frequency band determined by the frequency band of the auxiliary sinusoidal signal taking into account its preliminary modulation by successive message signals, and said demodulation of the received signal is performed in accordance with the selected modulation of the auxiliary sinusoidal signal.

Этот способ позволяет значительно увеличить дальность передачи тревожных сообщений, однако его недостатком является сложность реализации, т.к. реализация этого способа требует подачи модулирующего сигнала непосредственно на микрофонный вход радиостанции, что очень неудобно, т.к. при этом необходимо подключаться через разъем для выносной гарнитуры радиостанции. Необходимо так же учесть, что разные радиостанции имеют разные типы разъемов для подключения гарнитуры, а многие радиостанции просто не имеют разъема для подключения внешней гарнитуры. Подключение к радиостанции через дополнительный кабель снижает так же оперативность передачи тревожных сообщений. Кроме того, при передаче тревожных сообщений необходимо передавать координаты расположения передающей радиостанции.This method can significantly increase the transmission range of alarm messages, however, its disadvantage is the complexity of implementation, because the implementation of this method requires the supply of a modulating signal directly to the microphone input of the radio station, which is very inconvenient, because it is necessary to connect through the connector for the remote headset of the radio station. It is also necessary to take into account that different radio stations have different types of connectors for connecting a headset, and many radio stations simply do not have a connector for connecting an external headset. Connecting to the radio station via an additional cable also reduces the speed of transmitting alarm messages. In addition, when transmitting alarm messages, it is necessary to transmit the location coordinates of the transmitting radio station.

Настоящее изобретение направлено на упрощение применения известного способа передачи тревожных сообщений и повышение оперативности его использования.The present invention is aimed at simplifying the use of the known method for transmitting alarm messages and increasing the efficiency of its use.

Предметом изобретения является способ передачи тревожных сообщений по радиоэфиру, при котором на передающей стороне модулируют сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи с использованием последовательных сигналов сообщения, усиливают модулированный сигнал и передают в радиоэфир, а на приемной стороне принимают модулированный сигнал и демодулируют его с получением сообщений, на передающей стороне вырабатывают вспомогательный синусоидальный сигнал с частотой внутри диапазона модулирующих частот, используемого передатчиком голосовой связи, предварительно модулируют указанный вспомогательный синусоидальный сигнал последовательными сигналами сообщения, для формирования которых используют полосу частот, существенно более узкую, чем полоса модулирующих частот передатчика голосовой связи, на приемной стороне прием осуществляют на частоте, связанной линейным преобразованием несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, фильтруют принятый сигнал в полосе частот, определяемой полосой частот вспомогательного синусоидального сигнала с учетом его предварительной модуляции последовательными сигналами сообщения, а упомянутую демодуляцию принятого сигнала выполняют в соответствии с выбранной модуляцией вспомогательного синусоидального сигнала, на стороне передачи определяют координаты местонахождения передатчика, преобразуют их в сообщение, содержащее также дополнительную служебную информацию, которым модулируют вспомогательный синусоидальный сигнал, затем преобразуют его в акустический сигнал, излучают акустический сигнал, принимают акустический сигнал и производят обратное преобразование акустического сигнала в электрический сигнал и модулируют этим сигналом сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи.The subject of the invention is a method for transmitting alarm messages over the air, in which the carrier signal of the voice transmitter is modulated using serial message signals on the transmitting side, the modulated signal is amplified and transmitted to the radio, and the modulated signal is received on the receiving side and demodulated to receive messages, an auxiliary sinusoidal signal with a frequency within the range of modulating frequencies used by the transmitter is generated on the transmitting side voice communication, pre-modulate the specified auxiliary sinusoidal signal with successive message signals, for the formation of which use a frequency band substantially narrower than the modulating frequency band of the voice transmitter, on the receiving side, reception is carried out at a frequency associated with a linear conversion of the carrier frequency of the voice transmitter and frequency auxiliary sinusoidal signal, filter the received signal in the frequency band determined by the auxiliary frequency band a sinusoidal signal, taking into account its preliminary modulation by successive message signals, and the aforementioned demodulation of the received signal is performed in accordance with the selected modulation of the auxiliary sinusoidal signal, the transmitter location coordinates are determined on the transmission side, they are converted into a message containing additional auxiliary information that modulates the auxiliary sinusoidal signal, then convert it into an acoustic signal, emit an acoustic signal, receive ayut acoustic signal and produce an acoustic signal inverse conversion into an electrical signal and this signal is modulated carrier signal is voice communication transmitter.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки предложенного способа:Partial essential features of the proposed method contribute to the solution of the problem:

- в качестве частоты приема используют частоту, равную сумме несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала;- as the reception frequency, a frequency equal to the sum of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used;

- в качестве частоты приема используют частоту, равную разности несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала;- the frequency equal to the difference between the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used as the reception frequency;

- прием модулированного сигнала проводят одновременно по двум алгоритмам, в одном из которых в качестве частоты приема используют сумму несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, а в другом - в качестве частоты приема используют разность несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, для каждой методики оценивают качество приема и выбирают методику с лучшим качеством приема;- the reception of the modulated signal is carried out simultaneously according to two algorithms, in one of which the sum of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used as the reception frequency, and in the other, the difference between the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal is used signal, for each technique evaluate the quality of reception and choose a technique with the best quality of reception;

- при использовании в качестве передатчика голосовой связи передатчика с частотной модуляцией индекс модуляции устанавливают в пределах от 1,5 до 2,5ж- when using a transmitter with frequency modulation as a voice communication transmitter, the modulation index is set in the range from 1.5 to 2.5 g

- при использовании в качестве передатчика голосовой связи передатчика с амплитудной или однополосной модуляцией глубину модуляции устанавливают близкой к 100%.- when using a transmitter with amplitude or single-band modulation as a voice communication transmitter, the modulation depth is set close to 100%.

Осуществление предлагаемого способа передачи тревожных сообщений по радиоэфиру поясняется на примере функционирования устройства, блок-схема которого приведена на Рис. 1.Implementation of the proposed method for transmitting alarm messages over the air is illustrated by the example of the operation of the device, a block diagram of which is shown in Fig. one.

Устройство содержит тревожную кнопку 1, состоящую из последовательно включенных GPS-приемника 2, процессора 3, усилителя 4 и звукового излучателя 5, а также кнопку 6 и источник питания 7. Тревожная кнопка 1 располагается на небольшом расстоянии 5…10 см от радиостанции 8 (передатчик голосовой радиосвязи), непосредственно напротив ее микрофона 9. В зоне связи с радиостанцией 8 располагается стационарная (мобильная) радиостанция 10, к аудиовыходу которой подключен персональный компьютер 11.The device contains a panic button 1, consisting of sequentially connected GPS receiver 2, processor 3, amplifier 4 and sound emitter 5, as well as button 6 and a power source 7. Panic button 1 is located at a small distance of 5 ... 10 cm from radio station 8 (transmitter voice radio communication), directly opposite its microphone 9. In the communication zone with the radio station 8 there is a stationary (mobile) radio station 10, to the audio output of which a personal computer 11 is connected.

Тревожная кнопка 1 может быть выполнена в виде небольшого брелка с кнопкой управления 6.The panic button 1 can be made in the form of a small keychain with a control button 6.

В качестве GPS-приемника 2 может быть использован соответствующий модуль.As the GPS receiver 2, the corresponding module can be used.

В качестве процессора 3 может быть использован микропроцессор, с соответствующим программным обеспечением.As the processor 3 can be used a microprocessor, with appropriate software.

В качестве усилителя 4 может быть использован простой усилитель мощности на транзисторах.As amplifier 4, a simple transistor power amplifier can be used.

В качестве звукового излучателя 5 может быть использован любой миниатюрный динамик с мощностью 5…10 мВт.As a sound emitter 5, any miniature speaker with a power of 5 ... 10 mW can be used.

В качестве радиостанции 8 может быть использована любая аналоговая носимая радиостанция голосовой радиосвязи.As the radio station 8, any analogue wearable voice radio station can be used.

В качестве стационарной (мобильной) радиостанции 10 может быть использована любая аналоговая стационарная (мобильная) радиостанция голосовой радиосвязи.As the stationary (mobile) radio station 10, any analog stationary (mobile) voice radio communication station can be used.

В качестве персонального компьютера 11 может быть использован любой компьютер, ноутбук, или планшет, имеющие аудиовходы и возможность установки специального программного обеспечения.As a personal computer 11, any computer, laptop, or tablet may be used, having audio inputs and the ability to install special software.

Осуществляется способ следующим образом. В исходном состоянии все узлы тревожной кнопки 1 подключены к источнику питания 7 (аккумулятор), но находятся в выключенном состоянии. При необходимости передачи тревожного сообщения нажимается кнопка 6, сигналом которой запускается процессор 3, который включает все узлы тревожной кнопки 1. По включении GPS-приемника 2, он выдает на процессор 3 координаты местонахождения тревожной кнопки 1. Процессор 3 преобразует их в последовательный сигнал сообщения, содержащий, помимо координат, дополнительную служебную информацию, например регистрационный номер тревожной кнопки 1, помехоустойчивое кодирование и др. Одновременно, процессор 3 формирует на своем выходе, подключенном к входу усилителя 4, вспомогательный синусоидальный сигнал, например, путем использования широтно-импульсной модуляции с последующим фильтрованием, с частотой расположенной внутри диапазона модулирующих частот, используемого радиостанцией 8 для голосовой радиосвязи (300 Гц … 3 кГц). Процессор 3 модулирует вспомогательный синусоидальный сигнал ранее сформированными последовательными сигналами сообщения. При этом спектр сформированного последовательного сигнала сообщения задается существенно уже, чем полоса модулирующих частот радиостанции 8. При модуляции вспомогательного синусоидального сигнала могут быть использованы любые известные виды модуляции, например амплитудная, фазовая или частотная модуляции. Промодулированный вспомогательный синусоидальный сигнал усиливается усилителем 4 и поступает на звуковой излучатель 5 (динамик). Звуковой излучатель 5 формирует акустические звуковые колебания с частотой промодулированного вспомогательного сигнала. Тревожная кнопка 1 располагается на расстоянии 5…10 см от микрофона 9 радиостанции 8.The method is as follows. In the initial state, all nodes of the panic button 1 are connected to the power source 7 (battery), but are in the off state. If it is necessary to transmit an alarm message, the button 6 is pressed, the signal of which starts the processor 3, which turns on all the nodes of the alarm button 1. When the GPS receiver 2 is turned on, it gives the coordinates of the location of the alarm button 1 to the processor 3. Processor 3 converts them into a serial message signal, containing, in addition to coordinates, additional service information, for example, the registration number of the panic button 1, error-correcting coding, etc. At the same time, the processor 3 generates at its output connected to the input dy amplifier 4, the auxiliary sinusoidal signal, for example by using pulse width modulation, followed by filtration with a frequency situated within a baseband frequency range used for voice radio transceiver 8 (300 Hz to 3 kHz ...). The processor 3 modulates the auxiliary sinusoidal signal with previously generated sequential message signals. In this case, the spectrum of the generated serial message signal is set much narrower than the band of modulating frequencies of the radio 8. When modulating the auxiliary sinusoidal signal, any known types of modulation can be used, for example, amplitude, phase or frequency modulations. The modulated auxiliary sinusoidal signal is amplified by amplifier 4 and fed to sound emitter 5 (speaker). Sound emitter 5 generates acoustic sound vibrations with the frequency of the modulated auxiliary signal. The panic button 1 is located at a distance of 5 ... 10 cm from the microphone 9 of the radio station 8.

Радиостанция 8 включается в режим передачи, сигнал, поступающий с микрофона 9, модулирует несущую частоту радиостанции 8, которая усиливается и передается в радиоэфир радиостанцией 8.The radio station 8 is included in the transmission mode, the signal coming from the microphone 9, modulates the carrier frequency of the radio station 8, which is amplified and transmitted to the radio by the radio station 8.

Переданное радиостанцией 8 тревожное сообщение принимается стационарной (мобильной) радиостанцией 10 и в виде выходного аудиосигнала поступает на аудиовход персонального компьютера 11. При этом прием осуществляют на частоте, связанной линейным преобразованием несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, принятый сигнал фильтруют в полосе частот вспомогательного синусоидального сигнала, с учетом его предварительной модуляции последовательными сигналами сообщения.The alarm message transmitted by the radio station 8 is received by the stationary (mobile) radio station 10 and is transmitted to the audio input of the personal computer 11 as an output audio signal. In this case, the reception is carried out at a frequency connected by a linear transformation of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal, the received signal is filtered in the band frequencies of the auxiliary sinusoidal signal, taking into account its preliminary modulation by successive message signals.

На персональный компьютер 11 устанавливается специальная программа для обработки аудиосигналов, включающая фильтрацию принятого вспомогательного синусоидального сигнала, его демодуляцию в соответствии с выбранной модуляцией вспомогательного синусоидального сигнала, выделение принятой информации и ее отображение на карте в виде координат тревожной кнопки и ее номера.A special program for processing audio signals is installed on the personal computer 11, including filtering the received auxiliary sinusoidal signal, demodulating it in accordance with the selected modulation of the auxiliary sinusoidal signal, highlighting the received information and displaying it on the map in the form of the coordinates of the panic button and its number.

При этом обеспечивается значительно большая дальность передачи тревожных сообщений, чем дальность при использовании радиостанции 8 и стационарной (мобильной) радиостанции 10 для обычной голосовой радиосвязи. Достигается это за счет более высокой чувствительности приемного комплекса, состоящего из стационарной (мобильной) радиостанции 10 и персонального компьютера 11.This provides a significantly greater range of transmission of alarm messages than the range when using a radio station 8 and a stationary (mobile) radio station 10 for normal voice radio communication. This is achieved due to the higher sensitivity of the receiving complex, consisting of a stationary (mobile) radio station 10 and a personal computer 11.

Так, чувствительность любого приемника определяется минимальным уровнем S сигнала, различимого на уровне шумов. Из радиотехники известно (И.С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы, Учебник для вузов, Москва: Радио и связь, 1986 г.), что величину S можно подсчитать по формуле, обобщенный вид которой может быть представлен следующим образом:So, the sensitivity of any receiver is determined by the minimum level S of the signal, distinguishable at the noise level. From radio engineering it is known (I. S. Gonorovsky. Radio engineering circuits and signals, Textbook for high schools, Moscow: Radio and communications, 1986) that the value of S can be calculated by the formula, a generalized form of which can be represented as follows:

S=N⋅(F-1)kT0⋅Δf,S = N⋅ (F-1) kT 0 ⋅Δf,

где N - постоянный коэффициент - отношение сигнал/шум на входе приемника, которое необходимо обеспечить при приеме сигнала (для кодового сигнала эта величина должна быть в пределах от 5 до 10 дБ, для голосовой связи эта величина установлена равной 12 дБ);where N is a constant coefficient - the signal-to-noise ratio at the input of the receiver, which must be ensured when receiving a signal (for a code signal, this value should be in the range from 5 to 10 dB, for voice communication this value is set to 12 dB);

F - коэффициент шума приемника;F is the noise figure of the receiver;

k - постоянная Больцмана - 1,3806504(24)⋅10-23Дж/К;k is the Boltzmann constant - 1,3806504 (24) ⋅10 -23 J / K;

Т0 - температура окружающей среды (в градусах Кельвина);T 0 - ambient temperature (in degrees Kelvin);

Δf - полоса пропускания приемника.Δf is the receiver bandwidth.

В этой формуле все составляющие постоянны либо (как температура) не зависят от пользователя, кроме полосы пропускания Δf.In this formula, all components are constant or (like temperature) are independent of the user, except for the passband Δf.

Таким образом, реальным путем повышения чувствительности приемника голосовой связи является сокращение полосы пропускания.Thus, a real way to increase the sensitivity of a voice receiver is to reduce bandwidth.

Следовательно, значительное увеличение дальности приема сообщений может быть достигнуто при существенном сокращении полосы частот приемника, что и делается, т.к. спектр передаваемого сообщения выбирается значительно уже полосы частот, занимаемой в радиоэфире радиостанциями голосовой радиосвязи.Therefore, a significant increase in the range of message reception can be achieved with a significant reduction in the frequency band of the receiver, which is done because the spectrum of the transmitted message is chosen much narrower than the frequency band occupied on the air by radio stations of voice radio communication.

При использовании амплитудной (AM) или частотной (ЧМ) модуляции в радиостанциях голосовой радиосвязи, спектр радиосигнала содержит две одинаково промодулированные боковые полосы. Приемник стационарной (мобильной) радиостанции 10 настраивается на прием верхней или нижней боковой полосы частот спектра сигнала, передаваемого радиостанцией 8.When using amplitude (AM) or frequency (FM) modulation in voice-activated radio stations, the radio spectrum contains two equally modulated sidebands. The receiver of the stationary (mobile) radio station 10 is tuned to receive the upper or lower sideband of the frequency spectrum of the signal transmitted by the radio station 8.

Так как для модуляции вспомогательного синусоидального сигнала в тревожной кнопке 1 был использован последовательный сигнал сообщения с полосой частот, существенно более узкой, чем полоса модулирующих частот радиостанции 8, при использовании голосовой радиосвязи, то и полоса приемного радиотракта стационарной (мобильной) радиостанции 10 также выбирается значительно уже, чем при обычной голосовой радиосвязи, за счет чего и достигается увеличение дальности радиосвязи, по сравнению с обычной голосовой радиосвязью.Since for the modulation of the auxiliary sinusoidal signal in the panic button 1, a sequential message signal with a frequency band substantially narrower than the modulating frequency band of radio station 8 was used when using voice radio communication, the receiving radio path of the stationary (mobile) radio station 10 is also significantly selected narrower than with conventional voice radio communication, due to which an increase in the range of radio communication is achieved, compared with conventional voice radio communication.

Отношение полосы пропускания приемника, предназначенного для приема голосовой информации, к полосе пропускания приемника, предназначенного для приема боковой полосы спектра, определяет выигрыш в чувствительности приемника.The ratio of the bandwidth of the receiver, designed to receive voice information, to the bandwidth of the receiver, designed to receive the sideband of the spectrum, determines the gain in the sensitivity of the receiver.

Например, при формировании сообщения со скоростью 25 бит/с и использовании AM ширина спектра промодулированной боковой полосы частот составляет около 50 Гц. Для приема такого сигнала полоса приемника может быть уменьшена до 100 Гц. Полученный при этом выигрыш по чувствительности N будет:For example, when generating a message at a speed of 25 bit / s and using AM, the spectrum width of the modulated sideband is about 50 Hz. To receive such a signal, the receiver band can be reduced to 100 Hz. The resulting gain in sensitivity N will be:

N=0,25×10000 Гц/100 Гц = 25N = 0.25 × 10000 Hz / 100 Hz = 25

здесь полоса пропускания приемника при обычной голосовой связи взята 10000 Гц.here the receiver bandwidth in conventional voice communication is taken to be 10,000 Hz.

Известно, что дальность радиосвязи (в свободном пространстве) обратно пропорциональна квадратному корню из чувствительности приемника. Поскольку квадратный корень из 25 равен 5, то использование заявляемого способа позволяет увеличить дальность передачи тревожного сообщения до 5 раз, по сравнению с передачей тревожных сообщений через радиостанции обычной голосовой радиосвязи (в условиях прямой видимости). При этом, для обеспечения максимальной мощности боковых полос при AM модуляции, глубина модуляции должна обеспечиваться близкой к 100%, что обеспечивается размещением тревожной кнопки 1 на небольшом расстоянии (5…10 см) от микрофона 9 радиостанции 8.It is known that the range of radio communications (in free space) is inversely proportional to the square root of the sensitivity of the receiver. Since the square root of 25 is 5, the use of the proposed method allows to increase the transmission range of an alarm message up to 5 times, compared with the transmission of alarm messages through radio stations of ordinary voice radio communication (in direct visibility). At the same time, to ensure maximum sideband power during AM modulation, the modulation depth should be close to 100%, which is ensured by placing the panic button 1 at a small distance (5 ... 10 cm) from the microphone 9 of radio station 8.

Аналогично, при использовании радиостанций с ЧМ модуляцией, также образуются две боковые полосы частот, аналогичные AM.Similarly, when using FM modulation radios, two side bands similar to AM are also formed.

При этом спектр ЧМ сигнала зависит от индекса m частотной модуляции. В частности, при m=2 боковые полосы имеют максимальную энергию. Поэтому с точки зрения достижения максимального эффекта, обеспечиваемого заявляемым способом, оптимальным является индекс частотной модуляции около 2 (реально от 1,5 до 2,5) - в этом случае несущая существенно подавлена и около 50% всей мощности сосредоточено в двух боковых полосах модулированного сигнала.The spectrum of the FM signal depends on the frequency modulation index m. In particular, with m = 2, the sidebands have maximum energy. Therefore, from the point of view of achieving the maximum effect provided by the claimed method, the optimal frequency modulation index is about 2 (actually from 1.5 to 2.5) - in this case, the carrier is significantly suppressed and about 50% of all power is concentrated in two side bands of the modulated signal .

Если отбросить из рассмотрения боковые составляющие более высоких порядков, то спектр ЧМ сигнала становится очень похож на спектр AM сигнала, и, значит, все вышеизложенное для AM сигналов справедливо и для ЧМ сигналов.If we discard the lateral components of higher orders, the spectrum of the FM signal becomes very similar to the spectrum of the AM signal, and, therefore, all of the above for AM signals is also true for FM signals.

Из рассмотренных выше спектров AM и ЧМ сигналов видно, что они содержат по две одинаково промодулированные боковые полосы, которые могут быть приняты двумя одинаковыми и независимыми приемниками (спектр одной боковой будет инверсным по отношению к спектру другой боковой). Прием двумя независимыми стационарными (мобильными) радиостанциями 10 (на Рис. 1 показана только одна радиостанция), одна из которых настроена на прием верхней, а другая, соответственно, - нижней боковой полосы, значительно повышает вероятность правильного приема, так как одна из боковых полос может быть поражена помехой. При этом вторая стационарная (возимая) радиостанция 10 подключается ко второму аудиовходу персонального компьютера 11, на котором запускается программа, предназначенная для одновременной обработки двух аудиосигналов и с выводом более достоверных результатов. При этом более узкополосная фильтрация по сравнению с голосовой радиосвязью может осуществляться как в самой стационарной (мобильной) радиостанции 10, так и с помощью программного обеспечения персонального компьютера 11, например при использовании цифровой фильтрации на основе быстрого преобразования Фурье.It can be seen from the above spectra of AM and FM signals that they contain two equally modulated sidebands that can be received by two identical and independent receivers (the spectrum of one side will be inverse with respect to the spectrum of the other side). Reception by two independent stationary (mobile) radio stations 10 (only one radio station is shown in Fig. 1), one of which is tuned to receive the upper, and the other, respectively, the lower side band, significantly increases the probability of correct reception, since one of the side bands may be hit by noise. In this case, the second stationary (transportable) radio station 10 is connected to the second audio input of the personal computer 11, which runs a program designed to simultaneously process two audio signals and output more reliable results. Moreover, more narrow-band filtering compared to voice radio communication can be carried out both in the stationary (mobile) radio station 10, and using the software of a personal computer 11, for example, when using digital filtering based on the fast Fourier transform.

Упрощение применения известного способа передачи тревожных сообщений достигнуто за счет того, что передача тревожных сообщений осуществляется без использования каких-либо переходных кабелей для подключения тревожной кнопки к радиостанции. Кроме того, могут быть использованы любые, более простые радиостанции, не имеющие дополнительного разъема для подключения гарнитуры. Дополнительно также повышается оперативность передачи тревожных сообщений, т.к. теперь не требуется подключать источник тревожных сообщений к микрофонному входу радиостанции с помощью специального кабеля, а достаточно поднести тревожную кнопку к микрофону радиостанции и включить ее на передачу.The simplification of the application of the known method of transmitting alarm messages is achieved due to the fact that the transmission of alarm messages is carried out without using any adapter cables for connecting the panic button to the radio station. In addition, any simpler radio stations without an additional headset jack can be used. Additionally, the speed of transmission of alarm messages is also increased, because Now it is not necessary to connect the source of alarm messages to the microphone input of the radio station using a special cable, but simply bring the alarm button to the microphone of the radio station and turn it on for transmission.

Claims (6)

1. Способ передачи тревожных сообщений по радиоэфиру с использованием передатчика голосовой связи, при котором на передающей стороне модулируют сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи с использованием последовательных сигналов сообщения, усиливают модулированный сигнал и передают в радиоэфир, а на приемной стороне принимают модулированный сигнал и демодулируют его с получением сообщений, на передающей стороне вырабатывают вспомогательный синусоидальный сигнал с частотой внутри диапазона модулирующих частот, используемого передатчиком голосовой связи, предварительно модулируют указанный вспомогательный синусоидальный сигнал последовательными сигналами сообщения, для формирования которых используют полосу частот, существенно более узкую, чем полоса модулирующих частот передатчика голосовой связи, на приемной стороне прием осуществляют на частоте, связанной линейным преобразованием несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, фильтруют принятый сигнал в полосе частот, определяемой полосой частот вспомогательного синусоидального сигнала с учетом его предварительной модуляции последовательными сигналами сообщения, а упомянутую демодуляцию принятого сигнала выполняют в соответствии с выбранной модуляцией вспомогательного синусоидального сигнала, отличающийся тем, что на стороне передачи определяют координаты местонахождения передатчика, преобразуют их в сообщение, содержащее также дополнительную служебную информацию, которым модулируют вспомогательный синусоидальный сигнал, затем преобразуют его в акустический сигнал, излучают акустический сигнал, принимают акустический сигнал и производят обратное преобразование акустического сигнала в электрический сигнал и модулируют этим сигналом сигнал несущей частоты передатчика голосовой связи.1. A method for transmitting alarm messages over the air using a voice transmitter, in which the carrier signal of the voice transmitter is modulated using serial message signals on the transmitting side, the modulated signal is amplified and transmitted to the radio, and the modulated signal is received and demodulated on the receiving side with the receipt of messages, an auxiliary sinusoidal signal with a frequency within the range of modulating frequencies is generated on the transmitting side, we use of the voice transmitter, pre-modulate the specified auxiliary sinusoidal signal with successive message signals, for the formation of which they use a frequency band that is significantly narrower than the baseband of the voice transmitter, on the receiving side, reception is carried out at a frequency associated with a linear transformation of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal, filter the received signal in the frequency band determined by the frequency band from the auxiliary sinusoidal signal, taking into account its preliminary modulation by successive message signals, and the aforementioned demodulation of the received signal is performed in accordance with the selected modulation of the auxiliary sinusoidal signal, characterized in that the transmitter location coordinates are determined on the transmission side, they are converted into a message containing also additional service information which modulate the auxiliary sinusoidal signal, then convert it into an acoustic signal emit an acoustic signal, receive an acoustic signal and reverse-convert the acoustic signal into an electrical signal and modulate the signal with the carrier frequency of the voice transmitter. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве частоты приема используют частоту, равную сумме несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала.2. The method according to p. 1, characterized in that the frequency of reception using a frequency equal to the sum of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве частоты приема используют частоту, равную разности несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала.3. The method according to p. 1, characterized in that the frequency of reception using a frequency equal to the difference between the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на приемной стороне прием модулированного сигнала проводят одновременно по двум алгоритмам, в одном из которых в качестве частоты приема используют сумму несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, а в другом - в качестве частоты приема используют разность несущей частоты передатчика голосовой связи и частоты вспомогательного синусоидального сигнала, для каждой методики оценивают качество приема и выбирают методику с лучшим качеством приема.4. The method according to p. 1, characterized in that on the receiving side the reception of the modulated signal is carried out simultaneously according to two algorithms, in one of which the sum of the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used as the reception frequency, and in the other - As the frequency of reception, the difference between the carrier frequency of the voice transmitter and the frequency of the auxiliary sinusoidal signal is used, for each technique, the quality of the reception is evaluated and the technique with the best reception quality is selected. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве передатчика голосовой связи передатчика с частотной модуляцией индекс модуляции устанавливают в пределах от 1,5 до 2,5.5. The method according to p. 1, characterized in that when using a transmitter with frequency modulation as a voice communication transmitter, the modulation index is set in the range from 1.5 to 2.5. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве передатчика голосовой связи передатчика с амплитудной или однополосной модуляцией глубину модуляции устанавливают близкой к 100%.6. The method according to p. 1, characterized in that when using a transmitter with amplitude or single-band modulation as a voice communication transmitter, the modulation depth is set close to 100%.
RU2016113489A 2016-04-08 2016-04-08 Method of transmission of alarm messages on radio broadcast RU2625806C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113489A RU2625806C1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Method of transmission of alarm messages on radio broadcast

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113489A RU2625806C1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Method of transmission of alarm messages on radio broadcast

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2625806C1 true RU2625806C1 (en) 2017-07-19

Family

ID=59495411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113489A RU2625806C1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Method of transmission of alarm messages on radio broadcast

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2625806C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998054875A1 (en) * 1997-05-28 1998-12-03 Kabushiki Kaisha Kenwood Carrier recovery in dab receivers
WO2000051272A1 (en) * 1999-02-24 2000-08-31 Usa Digital Radio, Inc. Audio blend method, transmitter and receiver for am and fm in band on channel digital audio broadcasting
RU2159015C2 (en) * 1994-01-05 2000-11-10 Томсон Конзьюмер Электроникс, Инк. Method for transmission of schedule information in system, which has group of transmission channels, device which implements said method, device for reception of compressed audio/video packets and method for its operations

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2159015C2 (en) * 1994-01-05 2000-11-10 Томсон Конзьюмер Электроникс, Инк. Method for transmission of schedule information in system, which has group of transmission channels, device which implements said method, device for reception of compressed audio/video packets and method for its operations
WO1998054875A1 (en) * 1997-05-28 1998-12-03 Kabushiki Kaisha Kenwood Carrier recovery in dab receivers
WO2000051272A1 (en) * 1999-02-24 2000-08-31 Usa Digital Radio, Inc. Audio blend method, transmitter and receiver for am and fm in band on channel digital audio broadcasting

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дальняя связь. Под ред. А.М. Зингеренко. Москва, Связь, 1970, с.14-20. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8406275B2 (en) Communications system
JPS6211826B2 (en)
TW201445944A (en) Low-power, noise insensitive communication channel using logarithmic detector amplifier (LDA) demodulator
JPS63275233A (en) Spread spectrum communication system
CN104505096A (en) Method and device using music to transmit hidden information
US8965290B2 (en) Amplitude enhanced frequency modulation
RU2625806C1 (en) Method of transmission of alarm messages on radio broadcast
GB551472A (en) Improvements in modulated high frequency carrier wave signalling systems
CN205490529U (en) Anti -interference digit transmission device of VHF
US4829588A (en) Automatic retransmission with pilot tone
JP2008177914A (en) Communication system, transmitter, receiver, communication method, transmitter detection method, and communication procedure setting method
RU2620322C1 (en) Alarm location determining system
US5960090A (en) Process and device for wireless transmission
RU2446480C1 (en) Method of sending messages by radio broadcast
CN220107974U (en) Beidou short message transceiver with high dynamic compensation function
RU202325U1 (en) RADIO STATION
CN202586953U (en) Frequency modulation handheld station provided with identity recognition
Chang et al. AudioNet: An Audio Frequency Based Wireless Communication Scheme for Wireless Personal Area Networks
US1911091A (en) Signaling
KR100321201B1 (en) Wireless microphone apparatus
JP3594921B2 (en) Amplitude modulation signal receiving circuit
JP3689166B2 (en) Intercom device
Haddock A radio frequency measurement technique utilizing audio distortion to access the instantaneous sensitivity of a security systems receiver
Aburawi et al. Emergency Communication
JPH02252326A (en) Incoming callout equipment for cordless telephone set

Legal Events

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

Effective date: 20210409