RU2682715C1 - Способ и система радиосвязи - Google Patents
Способ и система радиосвязи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682715C1 RU2682715C1 RU2017142063A RU2017142063A RU2682715C1 RU 2682715 C1 RU2682715 C1 RU 2682715C1 RU 2017142063 A RU2017142063 A RU 2017142063A RU 2017142063 A RU2017142063 A RU 2017142063A RU 2682715 C1 RU2682715 C1 RU 2682715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- signals
- output
- information
- input
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 15
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 1
- 101100172132 Mus musculus Eif3a gene Proteins 0.000 description 1
- 240000007320 Pinus strobus Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/005—Control of transmission; Equalising
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к автоматизированным системам связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости за счет создания новых адаптивных процедур и новых режимов работы. Для этого устройство участвует в обмене информацией одновременно n абонентов, способных быть ретрансляторами, использовании двух разнесенных по частоте каналов с псевдослучайной перестройкой рабочих частот, создании процедур, уменьшающих мощность радиоволн, отраженных от поверхности Земли, и межсимвольную интерференцию. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к автоматизированным системам связи.
Известен способ и устройство, его реализующее [1]. При этом способе закрепленный за радиостанцией частотный ресурс используется в качестве одного из параметров адаптации к условиям ведения связи. Другими регулирующими параметрами являются скорость передачи и формат кода с коррекцией ошибок, а кроме того мощность передатчика.
Недостатком этого способа и устройства, его реализующего, является то, что не обеспечивается достоверность передачи сообщений в условиях многолучевого распространения радиосигналов и связанных с ними межсимвольной интерференцией.
Другим аналогом заявленному является способ и устройство [2], характеризующиеся тем, что в промежутках между сеансами связи периодически перестраивают радиоприемное устройство по всем выделенным для связи частотам, формируют сигнал контрольной комбинации, величину которого аттенюатором изменяют в заданных пределах от максимума до минимума, преобразуют этот сигнал в аналоговую форму, суммируют с сигналом шумов с выхода радиоприемного устройства, преобразуют в цифровую форму, на каждой частоте сравнивают полученный сигнал с исходной контрольной комбинацией при различных уровнях сигнала и скоростях передачи, подсчитывают количество ошибок на каждой частоте, определяют, при каком уровне сигнала, с какой скоростью передачи можно работать, и выбирают для связи частоту, обеспечивающую максимальную скорость передачи при минимальном сигнале.
Недостатком этого способа и устройства, его реализующего, является то, что не обеспечивается достоверность передачи сообщений в условиях приема радиоволн, отраженных от поверхности Земли, и связанных с ними межсимвольной интерференцией.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) заявленному является способ радиосвязи [3]. В нем на передающей стороне генерируют сигнал несущей частоты, модулируют этот сигнал по фазе основным информационным сигналом, модулированный по фазе сигнал несущей частоты делят по мощности на два равных сигнала, каждый из которых модулируют по амплитуде в противофазе дополнительным информационным сигналом и излучают в пространство с помощью соответствующих передающих антенн, на приемной стороне принимают сигналы с помощью двух приемных антенн, одновременно суммируют и вычитают принятые сигналы, осуществляют фазовую демодуляцию суммарного сигнала, сформированного при суммировании двух принятых сигналов, для выделения основного информационного сигнала, а с целью повышения помехоустойчивости на приемной стороне перед фазовой демодуляцией суммарного сигнала изменяют его фазу на 90°, перемножают разностный сигнал, сформированный при вычитании двух принятых сигналов, с суммарным сигналом, фаза которого повернута на 90°, осуществляют фильтрацию перемноженного сигнала в области нижних частот для выделения дополнительного информационного сигнала, причем приемные и передающие антенны располагают симметрично относительно прямой, совпадающей с направлением на корреспондента, расстояние между передающими антеннами dT, расстояние между приемными антеннами dR, расстояние между передающей и приемной сторонами D и длина волны несущей частоты λ связаны соотношением Dλ(1+2n)=2dR⋅dT, где n=0, 1, 2, …m.
Для реализации предлагаемого способа предлагается устройство, которое содержит на передающей стороне генератор сигналов, модулированных основным сообщением, выход которого соединен с входом разветвителя мощности, первый и второй выходы которого соответственно через первый и второй амплитудные модуляторы соединены с первой и второй передающими антеннами, первый и второй выходы противофазного усилителя соединены с управляющими входами амплитудных модуляторов соответственно, а вход является входом дополнительного сообщения устройства, на приемной стороне первую и вторую приемные антенны, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматора и вычитателя, выход которого через перемножитель соединен с входом фильтра нижний частот (ФНЧ), выход которого является дополнительным выходом устройства, выход сумматора через фазовращатель на 90° соединен с другим входом перемножителя и с входом демодулятора основного сообщения, выход которого является основным выходом устройства. Выход ФНЧ является первым выходом устройства, а выход демодулятора - вторым выходом устройства. Вход генератора сигналов является первым входом устройства, а вход противофазного усилителя - вторым входом устройства.
Недостатки прототипа:
- по способу не возможно организовать связь между подвижными абонентами, так как приемные и передающие антенны располагают симметрично относительно оси, связывающей корреспондентов;
- длина волны несущей частоты передатчика жестко связана с расстояниями между приемными антеннами, между передающими антеннами, между корреспондентами, что исключает возможность изменения рабочей частоты и, следовательно, снижает помехозащищенность связи;
- отсутствует защита от радиоволн, отраженных от поверхности Земли, что приводит к появлению при приеме к межсимвольной интерференции, уменьшению отношения сигнал/шум и снижению достоверности передачи информации;
- способ и устройство его реализующее рассчитаны на доставку сообщений только в одном направлении, что значительно сокращает их применяемость;
- способ и устройство предназначены для работы только с одной парой корреспондентов;
- способ трудно реализуем, так как, например, для практического случая при расстоянии между передающими антеннами dT=2 м, расстояние между передающей и приемной сторонами D=10 км и длина волны несущей частоты λ=10 м расстояние между приемными антеннами, рассчитанное по представленной формуле Dλ(1+2n)=2dR⋅dT, где n=0, 1, 2, …m, при n=0 будет равно dR=25 км, при n=9-dR=250 км и так далее.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости за счет создания новых адаптивных процедур и новых режимов работы, в том числе участия в обмене информацией одновременно n абонентов, способных быть ретрансляторами, использования двух разнесенных по частоте каналов с псевдослучайной перестройкой рабочих частот, создания процедур уменьшающих мощность радиоволн, отраженных от поверхности Земли и межсимвольную интерференцию.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиосвязи, включающем процессы, при которых на передающей стороне генерируют сигнал и в первом режиме работы делят его по мощности на два равных сигнала, каждый из которых модулируют по фазе сигналами несущей частоты в противофазе, излучают в пространство с помощью двух соответствующих антенн, на приемной стороне принимают сигналы с помощью двух антенн одновременно и для выделения информационного сигнала осуществляют фазовую демодуляцию, суммируют и вычитают принятые сигналы, осуществляют фильтрацию полученного сигнала в области нижних частот, в двухстороннем обмене информацией участвуют одновременно n абонентов, а на передающей стороне все информационные сигналы форматируют к единому виду, удобному для передачи, из них формируют сообщения, которые включают преамбулу, адреса отправителя и адресата, навигационные данные абонента, информацию и служебные данные, затем в соответствии с командой управления коммутируют сигнал для первого режима работы или для второго режима работы, при котором одновременно модулируют два разных сигнала, или для третьего режима работы, при котором модулируют сигнал только первым модулятором, или для четвертого режима работы, при котором модулируют сигнал только вторым модулятором, модулированные сигналы усиливают по мощности и в выделенный интервал времени через приемопередающие антенны транслируют в эфир, на приемной стороне радиосигналы, пройдя соответствующие приемопередающие антенны и процедуру преобразования частоты, преобразуют в цифровую форму, обрабатывают, демодулируют, коммутируют и, в зависимости от режима работы, после фильтрации сигнала в области нижних частот получают суммарный или разностный сигналы, или сигналы промодулированные в первом или втором модуляторах, интервалы передачи и приема формируют с помощью меток точного времени глобальных навигационных спутниковых систем с учетом защитных интервалов для компенсации двухкратного времени распространения радиосигналов до самого дальнего обслуживаемого абонента.
Указанный технический результат достигается тем, что система радиосвязи для реализации предлагаемого способа радиосвязи содержит n абонентов, связанных между собой двухсторонними связями через среду распространения, в каждом из которых имеются соединенные генератор сигналов с информационным входом системы, преобразователь сигналов и первый коммутатор, первый выход которого соединен с разветвителем, второй и третий выходы - с первым и вторым модуляторами соответственно, генератор несущих соединен с соответствующим входом первого модулятора и через фазовращатель на 90° с входом второго модулятора, выходы модуляторов через последовательно соединенные соответствующие усилители мощности, переключатели «Передача-Прием» подключены к соответствующим приемопередающим антеннам, выходы переключателей «Передача-Прием» последовательно соединены через соответствующие первый и второй аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), первый и второй демодуляторы с первым и вторым входами второго коммутатора, первый и второй выходы которого через сумматор подключены к первому фильтру нижних частот (ФНЧ), третий и четвертый выходы через вычитатель подключены к второму ФНЧ, выход первого ФНЧ является первым информационным выходом системы, выход второго ФНЧ - вторым информационным выходом системы, третий выход второго коммутатора - третьим информационным выходом системы, четвертый выход второго коммутатора - четвертым информационным выходом системы, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем соединен с первым входом вычислителя, второй вход вычислителя является вторым входом системы, вычислитель связан двухсторонними связями с генератором сигналов, преобразователем сигналов, первым и вторым коммутаторами, генератором несущих, фазовращателем на 90°, первым и вторым модуляторами, первым и вторым усилителями мощности, первым и вторым переключателями «Передача-Прием», первым и вторым АЦП, первым и вторым демодуляторами.
Предлагаемое изобретение поясняется фигурой, на которой обозначено:
1 - генератор сигналов;
2 - разветвитель;
3 и 4 - первый и второй модуляторы;
5 - n приемопередающих модулей абонента;
6 и 7 - первая и вторая приемопередающие антенны;
8 - преобразователь сигналов;
9 - информационный вход системы;
10 - сумматор;
11 - вычитатель;
12 - фазовращатель на 90°;
13 - первый коммутатор;
14 - первый демодулятор;
15 - первый фильтр нижних частот (ФНЧ);
16 - генератор несущих;
17 - среда распространения;
18 и 20 - первый и второй усилители мощности;
19 и 21 - первый и второй переключатели «Передача-Прием»;
22 - вычислитель;
23 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем;
24 и 26 - первый и второй аналогово-цифровые преобразователи (АЦП);
25 - четвертый информационный выход системы;
27 - второй демодулятор;
28 - второй коммутатор;
29 - второй ФНЧ;
30 - первый информационный выход системы;
31 - второй информационный выход системы;
32 - второй вход системы;
33 - третий информационный выход системы.
Алгоритм обмена данными в заявляемом способе радиосвязи заключается в том, что в нем проводят следующие операции:
- соответствующие программы через второй вход 32 закладываются в вычислитель 22;
- определяют зону радиосвязи, число n обслуживаемых абонентов и присваивают им адреса;
- назначают временные интервалы передачи и приема информации, защитные интервалы, привязанные к точному времени систем ГЛОНАСС/GPS, например, если абоненты равнозначные, то соотношение длительности интервалов 1:1;
- определяют активные частоты из набора разрешенных частот, оптимальных для различных условий распространения радиоволн, ситуаций и электромагнитной совместимости;
- доводят номера активных частот вместе с признаками их активизации в служебном сообщении до всех абонентов, а также протокол множественного доступа с частотным или временным разделением каналов (ВРК), например, при ВРК разбивают время использования каждого частотного канала на временные слоты для доступа к радиоканалу;
- разрабатывают и доводят до всех абонентов структуру (кодограмму) обмена, например, состоящую из преамбулы, адресов отправителя и адресата, навигационных данных абонента (при необходимости), информации и служебных сообщений и вводят эти и другие данные в вычислитель по входу 32;
- разрабатывают список частотной поддержки связи, в котором указывают абонентов с их адресами, обеспечивающих режим ретрансляции информации;
- организуют с помощью преобразователя 8 сигналов и вычислителя 22 пакет канального уровня, содержащий проверочные последовательности, вычисленные с помощью избыточного циклического кода (CRC).
С полученными сообщениями на физическом уровне могут быть осуществлены, например, операции:
- сверточное кодирование данных для прямой коррекции ошибок;
- перемежение данных для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний;
- преобразование последовательности из трех или двух, или одного бита (в зависимости от скорости передачи данных и вида модуляции, например, 2-ФМн, 4-ФМн или 8-ФМн) в значения фазы сигнала поднесущей выбранной частоты (адаптация по скорости);
- скремблирование данных для выравнивания спектра передаваемого сигнала;
- формирование в преамбуле ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для обучения адаптивного демодулятора, и информацию о скорости передачи данных и глубине перемежения;
- формирование в преамбуле коротких обучающих последовательностей, которые вставляют в поток передаваемых данных пользователя, для реализации адаптивных методов приема сообщения;
- формирование заданной формы огибающей каждого символа, например, типа приподнятого косинуса с α=0,6, для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала;
- формирование сигнала, например, с классом излучения 14К0G1DE - с полосой, занимаемой сигналом 14 кГц, фазовой модуляцией (G) несущей одного цифрового канала без поднесущей, передачей данных (D) и многоусловным кодированием (Е);
- производят модуляцию, усиление до требуемого уровня мощности, управляемого с помощью вычислителя 22 (адаптация по мощности), и излучение радиосигналов в заданных слотах (на двух заданных частотах) - их предварительно разносят во времени или по частоте, чтобы на принимающем абоненте можно было определить импульсную характеристику канала связи, раздельно оценить качество сигналов, поступающих по двум каналам и выбрать лучший из них;
- осуществляют обмен пакетными данными на каждом активном канале с множественным доступом абонентов 5 при заданной интенсивности потока сообщений;
- обеспечивают автоматический выбор рабочей частоты из списка разрешенных частот, принимают радиосигналы, которые прошли соответствующие антенны, процедуру преобразования частоты (при необходимости);
- преобразуют радиосигналы в цифровую форму, например, в соответствии с технологией SDR «программируемое радио», с помощью аналогово-цифровых преобразователей 24 и 26;
- обрабатывают цифровые данные с выходов АЦП 24 и 26, например, в вычислителе 22;
- управляют с помощью вычислителя 22 работой узлов системы: генератора 1, преобразователя 8 сигналов, коммутаторов 13 и 28, генератора 16 несущих, фазовращателя 17 на 90°, усилителей 18 и 20 мощности, переключателей 19 и 21 «Передача-Прием», АЦП 24 и 26, демодуляторов 14 и 27,
- сохраняют исходные данные, введенные по входу 32, а также протоколы и другие программы в вычислителе 22;
- обрабатывают навигационные данные с выхода приемника 23 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной для выдачи своих параметров движения (если объект подвижный) и местоположения;
- организуют в вычислителе 22 точную временную шкалу, синхронизированную секундными метками с выхода приемника 23 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем и формируют из нее стробы «Передача-Прием» на переключатели 19 и 21, импульсов дискретизации для АЦП 24 и 26;
- демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с прямой коррекцией ошибок, после АЦП 24 и 26 (с использованием выходов первого и второго АЦП подключенных к соответствующим входам вычислителя) цифровые сигналы с помощью вычислителя 22 и демодуляторов 14 и 27 проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок. В случае отсутствия ошибок и совпадения адреса получателя сообщение выдают на вход второго коммутатора 28;
- коммутируют данные узлом 28 в зависимости от выбранного на передающей стороне режима, признак которого принят в служебном сообщении;
- фильтруют сигналы в области нижних частот узлами 15 и 29 и в зависимости от режима работы получают суммарный или разностный сигналы соответственно (выходы 30 или 31) или сигналы (выходы 33 или 25) промодулированные в первом или втором модуляторах (3 или 4);
- выбирают лучшую частоту связи, регистрируют ее и передают абоненту, находящемуся на связи;
- инициируют на каждом абоненте 5 процедуру поиска частоты при включении оборудования или после разъединения линии, если не возможно больше обнаружить радиосигналы от других абонентов на прежних частотах. После автовыбора частоты и регистрации на новом канале производят обмен пакетными данными до тех пор, пока качество радиоканала превышает допустимый уровень. При ухудшении качества радиоканала ниже допустимого уровня выбирают новый радиоканал и соответствующего ему абонента 5, затем регистрируются на новом радиоканале;
- проводят «по событию» с помощью вычислителя 22 автоматический встроенный контроль технической исправности, так как все основные узлы системы имеют с ним обратную связь.
При выходе за пределы радиогоризонта, хотя бы одного из абонентов 5 или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяемой в вычислителе 22 по величине отношения сигнал/шум, с его помощью выбирают программно один из списка абонентов 5, который может быть использован в качестве ретранслятора, и в дальнейшем через него организуется связь.
Схема системы, реализующей предложенный способ радиосвязи, приведенная на фигуре и содержит: n абонентов 5, связанных между собой двухсторонними связями через среду распространения 17, в каждом из которых имеются соединенные генератор 1 сигналов с информационным входом 9 системы, преобразователь 8 сигналов и первый коммутатор 13, первый выход которого соединен с разветвителем 2, второй и третий выходы - с первым и вторым модуляторами 3 и 4 соответственно, генератор 16 несущих соединен с соответствующим входом первого модулятора 3 и через фазовращатель на 90° 12 с входом второго модулятора 4, выходы модуляторов 3 и 4 через последовательно соединенные усилители 18 и 20 мощности, переключатели «Передача-Прием» 19 и 21 подключены к соответствующим приемопередающим антеннам 6 и 7, выходы переключателей «Передача-Прием» 19 и 21 последовательно соединены через первый и второй АЦП 24 и 26, первый и второй демодуляторы 14 и 27 с первым и вторым входами второго коммутатора 28, первый и второй выходы которого через сумматор 10 подключены к первому ФНЧ 15, третий и четвертый через вычитатель 11 к второму ФНЧ 29, выход первого ФНЧ 15 является первым информационным выходом системы 30, выход второго ФНЧ 29 - вторым информационным выходом системы 31, третий выход второго коммутатора 28 - третьим информационным выходом системы 33, четвертый выход второго коммутатора 28 - четвертым информационным выходом 25 системы, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем 23 соединен с первым входом вычислителя 22, второй вход вычислителя 22 является вторым входом системы 32, вычислитель 22 связан двухсторонними связями с генератором 1 сигналов, преобразователем 8 сигналов, первым и вторым коммутаторами 13 и 28, генератором 16 несущих, фазовращателем на 90° 12, первым и вторым модуляторами 3 и 4, первым и вторым усилителями 18 и 20 мощности, первым и вторым переключателями «Передача-Прием» 19 и 21, первым и вторым АЦП 24 и 26, первым и вторым демодуляторами 14 и 27.
Система, реализующая предложенный способ, работает следующим образом. Подвижные и неподвижные n абонентов обмениваются данными между собой через среду распространения (радиоканалы). Для организации двухстороннего обмена у каждого абонента осуществляются следующие процедуры. Поступающие на первый вход 9 системы разных протоколов (RS-232, Ethernet и другие) в генераторе 1 сигналов форматируются в единый протокол, удобный для преобразователя 8 сигналов, в котором с помощью вычислителя 22 формируются одно или несколько передаваемых сообщений. Они могут состоять, например, из преамбулы, адресов отправителя и адресата, навигационных данных абонента (при необходимости), информации и служебных данных. Определены несколько режимов работы системы.
В первом режиме работы после первого коммутатора 13, управляемого вычислителем 22, сообщение через разветвитель 2 по мощности распределяют на входы двух фазовых модуляторов, которые модулируют несущие колебания одной или разных частот. Эти радиосигналы, пройдя последовательно узлы 18, 19, 6, среду 17 распространения, на приемной стороне - узлы 6, 19, 24, 14, 28, поступают на третий информационный выход 33 системы, а через узлы 20, 21, 7, среду 17 распространения, на приемной стороне - узлы 7, 21, 26, 27, 28, поступают на четвертый информационный выход 25 системы. При подаче с вычислителя 22 соответствующей команды управления на второй коммутатор 28 сигналы с его первого и второго выходов суммируются в узле 10 для повышения отношения сигнал/шум и после фильтрации в ФНЧ 15 поступают на первый информационный выход 30 системы.
Во втором режиме модулируются два разных сигнала, поданные после коммутации раздельно на первый и второй модуляторы 3 и 4. Далее, пройдя по двум последовательным цепочкам узлов, рассмотренных ранее, они поступают на третий и четвертый информационные выходы 33 и 25 системы. Разнесение сигналов по частоте увеличивает помехоустойчивость [4, 5].
В третьем режиме модулируют сигнал после коммутации первым модулятором 3, на второй модулятор 4 сигнал не подается. Далее, пройдя по последовательной цепочке узлов, рассмотренных ранее, он поступает на третий информационный выход 33 системы и после соответствующей коммутации в узле 28 из сигнала с помехами с третьего выхода второго коммутатора 28 вычитаются коррелированные помехи с четвертого выхода второго коммутатора 28, что повышает отношение сигнал/шум. После фильтрации в ФНЧ 29 сигнал поступает на второй информационный выход 31 системы.
В четвертом режиме модулируют сигнал после коммутации вторым модулятором 4, на первый модулятор 3 сигнал не подается. Далее, пройдя по последовательной цепочке узлов, рассмотренных ранее, он поступает на четвертый информационный выход 25 системы и после соответствующей коммутации в узле 28 из сигнала с помехами с четвертого выхода второго коммутатора 28 вычитаются коррелированные помехи с третьего выхода второго коммутатора 28, что повышает отношения сигнал/шум. После фильтрации в ФНЧ 29 сигнал поступает на второй информационный выход 31 системы.
Для защиты информации с помощью узлов 22, 16 и 12 может быть реализована процедура псевдослучайной перестройки частоты. В этом случае в вычислители 22 всех абонентов 5 через второй вход 32 должна быть заложена соответствующая программа.
Установка известных всем абонентам начальных частот и режимов работы осуществляется с входа 32 вычислителя 22.
Для того, чтобы минимизировать вероятность коллизий случайного доступа, не создавать помех текущей передаче сообщения, с помощью АЦП 24 и 26, вычислителя 22 применяют процедуры, например, как в режиме VDL-2, множественного доступа к каналу с прослушиванием несущей (CSMA) и подготовленное сообщение передают только в том случае, когда радиоканал свободен.
В вычислитель 22 могут быть заложены известные алгоритмы выбора абонентов-ретрансляторов по их взаимному расположению, высокоскоростных адаптивных модемов, рассчитанных на работу в каналах с многолучевостью, например, алгоритм демодуляции с использованием эквалайзера с решающей обратной связью, субоптимальный алгоритм Витерби приема в целом с поэлементным принятием решения в условиях многолучевости, алгоритм максимального правдоподобия с идентификацией текущих параметров канала (импульсной характеристики канала) на основе методов стохастической аппроксимации и другие.
Взаимная синхронизация работы системы осуществляется на основе использования всеми абонентами 5 единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих объектов глобальных навигационных спутниковых систем с помощью приемников 23 [5].
Для обеспечения требуемого динамического диапазона в системе могут быть применены высокоскоростные серийные АЦП (более 1 ГГбит/с) с числом разрядов квантования 16. В некоторых случаях применения при обработке радиосигналов с несущей частотой, например, более 1 ГГц, в АЦП могут входить дополнительные узлы, преобразующие высокочастотные сигналы в сигналы промежуточной частоты и не показанные на фигуре.
Узлы 1-4, 10-12, 14-15 одинаковые с прототипом. Приемные и передающие антенны совмещают в единой конструкции. Вычислитель 22 может быть выполнен, например, на универсальном вычислительном процессоре, например, типа СРС 10502, совместно с микросхемой ADSP-21060 (фирмы Analog Devices), программируемыми логическими интегральными схемами EPF10K50 (фирмы Altera), контроллерами AVR ATmega16 (фирмы Atmel), остальные узлы - на серийных ИМС.
Благодаря введенным процедурам и их обеспечивающих узлам, появляются новые возможности системы радиосвязи и достигается сразу несколько преимуществ:
- способ и система, его реализующая, предназначены для одновременной двухсторонней работы с множеством n корреспондентов в четырех помехоустойчивых режимах;
- способ и реализующая его система, позволяют организовать связь не только с неподвижными, но и с подвижными абонентами;
- адаптация по мощности, скорости передачи, рабочей частоте повышают помехоустойчивость системы радиосвязи;
- наличие защиты от радиоволн, отраженных от поверхности Земли, снижает появление при приеме межсимвольной интерференции, что повышает отношение сигнал/шум и достоверность передачи информации;
На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования и программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи.
Литература:
1. Патент РФ №2138926.
2. Патент РФ №2284659.
3. Патент РФ №2001531 (прототип).
4. Б.И. Кузьмин «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция» ИКАО CNS/ATM. Москва Санкт-Петербург: ОАО «НИИЭР», 1999, 206 с.
5. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.
Claims (2)
1. Способ радиосвязи, включающий процессы, при которых на передающей стороне генерируют сигнал и в первом режиме работы делят его по мощности на два равных сигнала, каждый из которых модулируют по фазе сигналами несущей частоты в противофазе, излучают в пространство с помощью двух соответствующих антенн, на приемной стороне принимают сигналы с помощью двух антенн одновременно и для выделения информационного сигнала осуществляют фазовую демодуляцию, суммируют и вычитают принятые сигналы, осуществляют фильтрацию полученного сигнала в области нижних частот, отличающийся тем, что в двухстороннем обмене информацией участвуют одновременно n абонентов, а на передающей стороне все информационные сигналы форматируют к единому виду, удобному для передачи, из них формируют сообщения, которые включают преамбулу, адреса отправителя и адресата, навигационные данные абонента, информацию и служебные данные, затем в соответствии с командой управления коммутируют сигнал для первого режима работы или для второго режима работы, при котором одновременно модулируют два разных сигнала, или для третьего режима работы, при котором модулируют сигнал только первым модулятором, или для четвертого режима работы, при котором модулируют сигнал только вторым модулятором, модулированные сигналы усиливают по мощности и в выделенный интервал времени через приемопередающие антенны транслируют в эфир, на приемной стороне радиосигналы, прошедшие соответствующие приемопередающие антенны и процедуру преобразования частоты, преобразуют в цифровую форму, обрабатывают, демодулируют, коммутируют и, в зависимости от режима работы, после фильтрации сигнала в области нижних частот получают суммарный или разностный сигналы, или сигналы, промодулированные в первом или втором модуляторах, интервалы передачи и приема формируют с помощью меток точного времени глобальных навигационных спутниковых систем с учетом защитных интервалов для компенсации двухкратного времени распространения радиосигналов до самого дальнего обслуживаемого абонента.
2. Система радиосвязи для реализации способа по п. 1, содержащая n абонентов, связанных между собой двухсторонними связями через среду распространения, в каждом из которых имеются соединенные генератор сигналов с информационным входом системы, преобразователь сигналов и первый коммутатор, первый выход которого соединен с разветвителем, второй и третий выходы - с первым и вторым модуляторами соответственно, выходы разветвителя соединены с соответствеющими входами первого и второго модуляторов, генератор несущих соединен - с соответствующим входом первого модулятора и через фазовращатель на 90° - с входом второго модулятора, выходы модуляторов через последовательно соединенные соответствующие усилители мощности, переключатели «Передача-Прием» подключены к соответствующим приемопередающим антеннам, выходы переключателей «Передача-Прием» последовательно соединены через соответствующие первый и второй аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), первый и второй демодуляторы - с первым и вторым входами второго коммутатора, первый и второй выходы которого через сумматор подключены к первому фильтру нижних частот (ФНЧ), третий и четвертый выходы через вычитатель подключены к второму ФНЧ, выход первого ФНЧ является первым информационным выходом системы, выход второго ФНЧ - вторым информационным выходом системы, третий выход второго коммутатора - третьим информационным выходом системы, четвертый выход второго коммутатора - четвертым информационным выходом системы, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем соединен с первым входом вычислителя, второй вход вычислителя является вторым входом системы, вычислитель связан двухсторонними связями с генератором сигналов, преобразователем сигналов, первым и вторым коммутаторами, генератором несущих, фазовращателем на 90°, первым и вторым модуляторами, первым и вторым усилителями мощности, первым и вторым переключателями «Передача-Прием», первым и вторым АЦП, первым и вторым демодуляторами.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142063A RU2682715C1 (ru) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Способ и система радиосвязи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142063A RU2682715C1 (ru) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Способ и система радиосвязи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682715C1 true RU2682715C1 (ru) | 2019-03-21 |
Family
ID=65858526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142063A RU2682715C1 (ru) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Способ и система радиосвязи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682715C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59148454A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-25 | Matsushita Electric Works Ltd | ワイヤレスロ−カルネツトワ−クシステム |
| US4704611A (en) * | 1984-06-12 | 1987-11-03 | British Telecommunications Public Limited Company | Electronic tracking system for microwave antennas |
| US5669062A (en) * | 1994-10-27 | 1997-09-16 | Motorola, Inc. | Methods of demand-based adaptive channel reuse for telecommunications systems |
| RU2195774C2 (ru) * | 2001-01-17 | 2002-12-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU2245001C1 (ru) * | 2003-05-30 | 2005-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное предприятие "Полет" | Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами |
| RU124097U1 (ru) * | 2012-06-13 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами |
-
2017
- 2017-12-01 RU RU2017142063A patent/RU2682715C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59148454A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-25 | Matsushita Electric Works Ltd | ワイヤレスロ−カルネツトワ−クシステム |
| US4704611A (en) * | 1984-06-12 | 1987-11-03 | British Telecommunications Public Limited Company | Electronic tracking system for microwave antennas |
| US5669062A (en) * | 1994-10-27 | 1997-09-16 | Motorola, Inc. | Methods of demand-based adaptive channel reuse for telecommunications systems |
| RU2195774C2 (ru) * | 2001-01-17 | 2002-12-27 | Государственное унитарное предприятие Научно-производственное предприятие "Полет" | Система радиосвязи с подвижными объектами |
| RU2245001C1 (ru) * | 2003-05-30 | 2005-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное предприятие "Полет" | Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами |
| RU124097U1 (ru) * | 2012-06-13 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180331814A1 (en) | Wireless Full-Duplex System and Method Using Sideband Test Signals | |
| EP1656745B1 (en) | System and method for data communication over power lines | |
| ES2221356T3 (es) | Cancelacion de señales piloto y de trafico no deseadas en un sistema cdma. | |
| Burzigotti et al. | Advanced receiver design for satellite‐based automatic identification system signal detection | |
| US8374291B1 (en) | Methods for bit synchronization and symbol detection in multiple-channel radios and multiple-channel radios utilizing the same | |
| CN105282021A (zh) | 信号集中器设备 | |
| JPS61227439A (ja) | デイジタル多重送信システムにおける受信装置の同期化方法及びこの方法を実施する回路装置 | |
| EP1520443B1 (en) | Hopping on random access channels | |
| AU2017295887B2 (en) | Systems and methods for signal cancellation in satellite communication | |
| CN101518004A (zh) | 使用编码正交频分多路复用（cofdm）的传送方法和相关联传输器 | |
| CN101518006A (zh) | 用于向多载波通信信号应用频域扩展的系统和方法 | |
| CN101518005A (zh) | 用于使用应用频域扩展的基于符号的随机化正交频分多路复用（ofdm）来传送数据的系统和方法 | |
| Burzigotti et al. | Advanced receiver design for satellite-based AIS signal detection | |
| US8717963B2 (en) | Synchronized wireless communication network method and apparatus | |
| CN101040455B (zh) | 调制无线通信网络中的位序列的方法和调制器 | |
| RU2682715C1 (ru) | Способ и система радиосвязи | |
| US6301310B1 (en) | Efficient implementation for systems using CEOQPSK | |
| US6735258B1 (en) | Moderate rate phase shift keying codec | |
| JP2022523004A (ja) | ワイヤレス通信システムにおけるデュアル変調送信 | |
| RU2819030C1 (ru) | Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов | |
| RU2779079C1 (ru) | Система радиосвязи с подвижными объектами | |
| JP6497825B2 (ja) | 通信装置及び通信方法 | |
| RU2780810C1 (ru) | Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами | |
| Molineaux et al. | A Spatial Data Focusing and Generalized Time-invariant Frequency Diverse Array Approach for High Precision Range-angle-based Geocasting | |
| JPH11331133A (ja) | 双方向ディジタル伝送方法及びその装置 |