RU2799491C1 - Operating frequency control method - Google Patents

Operating frequency control method Download PDF

Info

Publication number
RU2799491C1
RU2799491C1 RU2022128329A RU2022128329A RU2799491C1 RU 2799491 C1 RU2799491 C1 RU 2799491C1 RU 2022128329 A RU2022128329 A RU 2022128329A RU 2022128329 A RU2022128329 A RU 2022128329A RU 2799491 C1 RU2799491 C1 RU 2799491C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
operating frequencies
duration
operating
subcycle
Prior art date
Application number
RU2022128329A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Дворников
Сергей Викторович Дворников
Александр Викторович Пшеничников
Кирилл Дмитриевич Жеглов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
Application granted granted Critical
Publication of RU2799491C1 publication Critical patent/RU2799491C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention is intended for use in frequency-adaptive radio communication systems. The message transmission cycle is divided into three subcycles with constant and equal durations, the interference level is measured for the duration of the first subcycle, and radio signals are formed at the upper and lower operating frequencies for the duration of the second and third subcycles. Each possible combination formed from three information bits, according to the rule agreed with the receiving side, is assigned a unique type of radio signal, which is formed in the form of a harmonic oscillation on the upper subcarrier or on the lower subcarrier of the operating frequency for the duration of both the second and third subcycles, or for the duration of only the second, or only the third subcycle, or in the form of a signal structure, in which for the duration of the second subcycle form a harmonic oscillation on the upper subcarrier, and for the duration of the third subcycle form a harmonic oscillation on the lower subcarrier, or vice versa; combinations.
EFFECT: increased efficiency of changing unsuitable operating frequencies in the process of transmitting blocks of information data.
1 cl, 9 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для применения в частотно-адаптивных системах радиосвязи.The invention relates to the field of radio engineering and is intended for use in frequency-adaptive radio communication systems.

Известен «Способ передачи с активным контролем рабочих частот» (Патент РФ № 2778551, МПК H04B 1/713, опубл. 22.08.2022. Бюл. № 24).Known "Transmission method with active control of operating frequencies" (RF Patent No. 2778551, IPC H04B 1/713, publ. 22.08.2022. Bull. No. 24).

В известном способе передачи с активным контролем рабочих частот перестраивают системы передачи данных на приемной и передающей сторонах с одной частоты на другую частоту абсолютно синхронно. Сообщают передающей стороне о качестве канала связи на той частоте, на которой был осуществлен прием, при этом в тот момент, когда осуществляют прием на текущей частоте. Одновременно сообщают передающей стороне о качестве канала связи на предыдущей частоте и принимают решение о выборе рабочей частоты. Предварительно задают набор рабочих частот, на которых будет осуществляться передача и прием информационных сообщений. Алгоритм перестройки рабочих частот и порядок выбора рабочих частот для передачи информационных сообщений, известные и на передающей стороне, и на приемной стороне. Разбивают информационные сообщения на блоки информационных данных, которые передают посредством пакетов, дополнительно содержащих служебную часть, при этом каждому пакету присваивают индивидуальный номер, содержащийся в служебной части. Длительность пакета выбирают таким образом, чтобы она совпадала с временным интервалом передачи на одной частоте. Передают пакеты в соответствии с алгоритмом перестройки рабочих частот, в случае если качество канала на одной из рабочих частот не соответствует требованиям, то принимают решение об ее исключении из набора рабочих частот, а пакет, который был передан на рабочей частоте, исключенной из набора рабочих частот, повторно передают на любой другой частоте, в соответствии с алгоритмом перестройки рабочих частот. Если при дальнейшей передаче информационных данных вновь будет выявлено несоответствующее качество канала на одной из рабочих частот, то эту частоту также исключают из набора рабочих частот. Аналогичным образом поступают до тех пор, пока не будут переданы все блоки информационных данных, а на приемной стороне формируют принятые информационные данные в соответствии с индивидуальными номерами пакетов, которые содержатся в их служебной части.In the known method of transmission with active control of operating frequencies, the data transmission systems on the receiving and transmitting sides are rebuilt from one frequency to another frequency absolutely synchronously. The transmitting side is informed about the quality of the communication channel at the frequency at which the reception was carried out, at the same time at the moment when the reception is performed at the current frequency. At the same time, the transmitting party is informed about the quality of the communication channel at the previous frequency and a decision is made on the choice of the operating frequency. A set of operating frequencies is preliminarily set at which information messages will be transmitted and received. The algorithm for tuning operating frequencies and the procedure for selecting operating frequencies for transmitting information messages are known both on the transmitting side and on the receiving side. Information messages are divided into blocks of information data, which are transmitted by means of packets additionally containing a service part, while each packet is assigned an individual number contained in the service part. The duration of the packet is chosen so that it coincides with the transmission time interval on one frequency. Packets are transmitted in accordance with the operating frequency tuning algorithm, if the channel quality at one of the operating frequencies does not meet the requirements, then a decision is made to exclude it from the operating frequency set, and the packet that was transmitted at the operating frequency excluded from the operating frequency set , retransmit on any other frequency, in accordance with the frequency hopping algorithm. If, during the further transmission of information data, an inappropriate channel quality is again detected at one of the operating frequencies, then this frequency is also excluded from the set of operating frequencies. Similarly, they act until all blocks of information data are transmitted, and on the receiving side, the received information data is formed in accordance with the individual packet numbers contained in their service part.

Недостатком известного способа является низкая оперативность смены непригодных рабочих частот при передаче информации, которая происходит только после сообщения передающей стороне о качестве канала.The disadvantage of the known method is the low efficiency of changing unsuitable operating frequencies during the transmission of information, which occurs only after the transmitting party is informed about the channel quality.

Известен способ активного контроля рабочих частот с идентификацией вида деструктивных воздействий, см. (Патент РФ № 2734754, МПК H04B 1/713 (2020.05); H04B 3/46 (2020.05), опубл. 23.10.2020 Бюл. № 30).There is a known method for active control of operating frequencies with identification of the type of destructive effects, see (RF Patent No. 2734754, IPC H04B 1/713 (2020.05); H04B 3/46 (2020.05), publ. 23.10.2020 Bull. No. 30).

B известном способе активного контроля рабочих частот с идентификацией вида деструктивных воздействий источник информации последовательно отправляет на каждой из возможных рабочих частот заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне. При этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах перестраивают с частоты на частоту абсолютно синхронно, приемник информации производит оценку параметров канала связи на соответствующей рабочей частоте и сообщает передающей стороне о качестве канала связи. После получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимают решение о выборе рабочей частоты для передачи данных. Сообщают передающей стороне о качестве канала на той частоте, на которой был принят подготовленный тестовый блок. При этом в тот момент, когда принимают подготовленный тестовый блок на текущей рабочей частоте, одновременно сообщают передающей стороне о качестве канала на предыдущей рабочей частоте. На основе проведенного анализа рассчитывают допустимое количество пригодных рабочих частот, при котором применение процедур тестирования еще обеспечивает требуемую скорость передачи данных. Если общее количество непригодных частот превышает расчетное допустимое количество, то дополнительно на каждой выявленной непригодной рабочей частоте передают тестовый сигнал, а на приемной стороне производят структурный анализ особенностей его искажений на каждой рабочей частоте, на которой он передавался. Результаты структурного анализа сравнивают с предварительно подготовленными эталонными значениями, по результатам сравнения с которыми принимают решение о виде деструктивного воздействия и при необходимости изменяют параметры и режимы работы системы передачи данных.In the well-known method of active control of operating frequencies with identification of the type of destructive effects, the information source sequentially sends a pre-prepared test data block, known on the receiving side, at each of the possible operating frequencies. In this case, the data transmission systems on the receiving and transmitting sides are tuned from frequency to frequency absolutely synchronously, the information receiver evaluates the parameters of the communication channel at the corresponding operating frequency and informs the transmitting side about the quality of the communication channel. After obtaining the necessary statistics for the entire allocated frequency resource, a decision is made on the choice of the operating frequency for data transmission. The transmitting side is informed about the channel quality at the frequency at which the prepared test block was received. At the same time, at the moment when the prepared test block is received at the current operating frequency, the transmitting side is simultaneously informed about the channel quality at the previous operating frequency. Based on the analysis performed, the allowable number of usable operating frequencies is calculated, at which the application of the test procedures still provides the required data transfer rate. If the total number of unusable frequencies exceeds the calculated allowable number, then a test signal is additionally transmitted at each identified unusable operating frequency, and a structural analysis of the features of its distortion is performed on the receiving side at each operating frequency at which it was transmitted. The results of the structural analysis are compared with previously prepared reference values, based on the results of comparison with which a decision is made on the type of destructive impact and, if necessary, the parameters and modes of operation of the data transmission system are changed.

Недостатком известного способа является низкая оперативность смены непригодных рабочих частот при передаче информации, которая происходит только после сообщения передающей стороне о качестве канала.The disadvantage of the known method is the low efficiency of changing unsuitable operating frequencies during the transmission of information, which occurs only after the transmitting party is informed about the channel quality.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому является «Способ активного контроля рабочих частот» (Патент РФ № 2710027, МПК H04B 1/713, опубл. 24.12.2019. Бюл. № 36).The closest in technical essence (prototype) to the claimed one is the “Method of active control of operating frequencies” (RF Patent No. 2710027, IPC H04B 1/713, publ. 24.12.2019. Bull. No. 36).

В способе-прототипе на передающей стороне источник информации последовательно отправляет на каждой частоте, выделенной для работы, заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне. При этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах перестраивают с одной частоты на другую частоту абсолютно синхронно. Приемник информации последовательно производит оценку параметров канала связи на каждой частоте, выделенной для работы, о качестве канала связи сообщают передающей стороне. После получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимают решение о выборе рабочей частоты для передачи данных. При этом сообщают передающей стороне о качестве канала на той частоте, на которой был принят подготовленный тестовый блок. При этом в тот момент, когда принимают подготовленный тестовый блок на текущей частоте, одновременно сообщают передающей стороне о качестве канала связи на предыдущей частоте.In the prototype method, on the transmitting side, the information source sequentially sends, on each frequency allocated for operation, a pre-prepared test data block known on the receiving side. In this case, the data transmission systems on the receiving and transmitting sides are tuned from one frequency to another frequency absolutely synchronously. The information receiver sequentially evaluates the parameters of the communication channel at each frequency allocated for operation, the quality of the communication channel is reported to the transmitting side. After obtaining the necessary statistics for the entire allocated frequency resource, a decision is made on the choice of the operating frequency for data transmission. At the same time, the transmitting side is informed about the channel quality at the frequency at which the prepared test block was received. At the same time, at the moment when the prepared test block is received at the current frequency, the transmitting side is simultaneously informed about the quality of the communication channel at the previous frequency.

Недостатком известного способа является низкая оперативность смены непригодных рабочих частот при передаче информации, которая происходит только после сообщения передающей стороне о качестве канала.The disadvantage of the known method is the low efficiency of changing unsuitable operating frequencies during the transmission of information, which occurs only after the transmitting party is informed about the channel quality.

Задачей изобретения является реализация процедур контроля текущего состояния рабочих частот непосредственно перед передачей по ним блоков информационных данных. The objective of the invention is to implement procedures for monitoring the current state of operating frequencies immediately before the transmission of information data blocks over them.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение оперативности смены непригодных рабочих частот в процессе передачи блоков информационных данных.The technical result of the proposed method is to increase the efficiency of changing unsuitable operating frequencies in the process of transmitting blocks of information data.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в способе контроля рабочих частот, заключающимся в том, что источник информации отправляет на каждой из возможных рабочих частот заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне, при этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах перестраивают с частоты на частоту абсолютно синхронно, приемник информации производит оценку параметров канала связи на соответствующей рабочей частоте и после получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимают решение о выборе рабочих частот для передачи данных, согласно изобретению рабочие частоты выбирают с разносом не менее двух килогерц, затем их ранжируют по результатам оценки параметров каналов связи, после чего формируют список рабочих частот, который передают приемной стороне на заранее подготовленной частоте, затем для передачи выбирают первую рабочую частоту из списка рабочих частот, а временной цикл передачи сообщения разделяют на три подцикла с постоянными и равными длительностями, на длительности первого подцикла измеряют уровень помех на первой рабочей частоте из списка рабочих частот, если измеренный уровень помех превышает допустимое значение, то выбранную для передачи рабочую частоту меняют на следующую из списка рабочих частот, а на длительности второго и третьего подциклов излучение не осуществляют, что для приемной стороны является командой для перехода на следующую рабочую частоту из списка рабочих частот, если измеренный уровень помех меньше допустимого, то осуществляют передачу информационных данных в виде битов, для чего информационные биты разбивают на блоки, состоящие из трех битов, при этом для передачи битов информационных данных используют радиосигналы, которые формируют на верхней и нижней поднесущих рабочих частот, при этом значения частот верхней и нижней поднесущих рабочей частоты выбирают на пятьсот герц соответственно больше и меньше значения рабочей частоты, причем каждой возможной комбинации, образованной из трех информационных битов, по согласованному с приемной стороной правилу, ставят в соответствие уникальный тип радиосигнала, который формируют в виде гармонического колебания на верхней поднесущей или на нижней поднесущей рабочей частоты на длительности и второго, и третьего подцикла, или на длительности только второго, или только третьего подцикла, или в виде сигнальной конструкции, у которой на длительности второго подцикла формируют гармоническое колебание на верхней поднесущей, а на длительности третьего подцикла формируют гармоническое колебание на нижней поднесущей, или наоборот; если последняя рабочая частота из списка рабочих частот окажется непригодной, то передачу информационных битов прекращают, а на втором и третьем подциклах формируют и излучают гармоническое колебание на заранее подготовленной частоте, которое является командой приемной стороне на прекращение приема информационных битов, после чего осуществляют замену рабочих частот, с последующим повторным выполнением указанных процедур.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of controlling operating frequencies, which consists in the fact that the information source sends a pre-prepared test data block known on the receiving side at each of the possible operating frequencies, while the data transmission systems on the receiving and transmitting sides are rebuilt with frequency to frequency absolutely synchronously, the information receiver evaluates the parameters of the communication channel at the corresponding operating frequency and, after obtaining the necessary statistics for the entire allocated frequency resource, decides on the choice of operating frequencies for data transmission, according to the invention, operating frequencies are selected with a separation of at least two kilohertz, then they are ranked according to the results of estimating the parameters of communication channels, after which a list of operating frequencies is formed, which is transmitted to the receiving side at a pre-prepared frequency, then the first operating frequency is selected for transmission from the list of operating frequencies, and the message transmission time cycle is divided into three subcycles with constant and equal durations, for the duration of the first subcycle, the level of interference is measured at the first operating frequency from the list of operating frequencies, if the measured level of interference exceeds the permissible value, then the operating frequency selected for transmission is changed to the next one from the list of operating frequencies, and radiation is not carried out for the duration of the second and third subcycles , which for the receiving side is a command to switch to the next operating frequency from the list of operating frequencies, if the measured interference level is less than the permissible level, then information data is transmitted in the form of bits, for which information bits are divided into blocks consisting of three bits, while for transmission of information data bits use radio signals that form on the upper and lower subcarriers of the operating frequencies, while the frequencies of the upper and lower subcarriers of the operating frequency are selected by five hundred hertz, respectively, more and less than the value of the operating frequency, and each possible combination formed from three information bits, according to a rule agreed upon with the receiving side, a unique type of radio signal is assigned, which is formed in the form of a harmonic oscillation on the upper subcarrier or on the lower subcarrier of the operating frequency for the duration of both the second and third subcycles, or for the duration of only the second, or only the third subcycle, or in the form of a signal structure, in which a harmonic oscillation is formed on the upper subcarrier for the duration of the second subcycle, and a harmonic oscillation is formed on the lower subcarrier for the duration of the third subcycle, or vice versa; if the last operating frequency from the list of operating frequencies turns out to be unsuitable, then the transmission of information bits is stopped, and on the second and third subcycles, a harmonic oscillation is formed and emitted at a pre-prepared frequency, which is a command to the receiving side to stop receiving information bits, after which the operating frequencies are replaced , followed by repeated execution of these procedures.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявляемом способе, реализация процедур контроля текущего состояния рабочих частот осуществляется непосредственно перед передачей по ним блоков информационных данных, что позволяет повысить оперативность смены непригодных рабочих частот.Thanks to a new set of essential features in the proposed method, the implementation of procedures for monitoring the current state of operating frequencies is carried out immediately before the transmission of information data blocks over them, which makes it possible to increase the efficiency of changing unsuitable operating frequencies.

Поясним возможность достижения указанного технического результата.Let us explain the possibility of achieving the specified technical result.

В cпособе-прототипе решение о пригодности или непригодности рабочих частот осуществляется по результатам обратного контроля, т.е. после принятия сообщения передающей стороной о качестве канала.In the prototype method, the decision on the suitability or unsuitability of the operating frequencies is carried out based on the results of the reverse control, i.e. after receiving a message from the transmitting party about the quality of the channel.

В заявляемом способе процедура контроля рабочих частот осуществляется до передачи блоков информационных данных, что и обеспечивает повышение оперативности по сравнению со способом-прототипом.In the claimed method, the operating frequency control procedure is carried out before the transmission of blocks of information data, which provides an increase in efficiency compared to the prototype method.

Кроме того, в заявляемом способе формирование радиосигналов на длительностях второго и третьего подциклов передачи осуществляют с использованием верхней и нижней поднесущих на каждой рабочей частоте. Это позволяет расширить алфавит кодовых комбинаций, используемых для кодирования блоков информационных данных, которые состоят из трех бит. In addition, in the proposed method, the formation of radio signals at the duration of the second and third transmission subcycles is carried out using the upper and lower subcarriers at each operating frequency. This makes it possible to expand the alphabet of codewords used to encode blocks of information data, which consist of three bits.

В результате применения такого технического решения, открывается возможность на длительности первого подцикла проводить оценку параметров канала, по результатам которой принимать решение о пригодности канала непосредственно перед передачей блоков информационных данных.As a result of the application of such a technical solution, it becomes possible to evaluate the channel parameters for the duration of the first subcycle, the results of which make a decision on the suitability of the channel immediately before the transmission of blocks of information data.

Заявленный способ поясняется фиг. 1 - фиг. 9 на которых показаны:The claimed method is illustrated in Fig. 1 - fig. 9 showing:

Фиг. 1. Гармоническое колебание U рс(t), формируемое в пределах 2-го и 3-го подциклов на несущей частоте канала рабочей частоты;Fig. 1. Harmonic oscillation U pc ( t ), formed within the 2nd and 3rd subcycles at the carrier frequency of the operating frequency channel;

Фиг. 2. Сформированный радиосигнал U рс(t) на нижней поднесущей в пределах 2-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 000;Fig. 2. The generated radio signal U pc ( t ) on the lower subcarrier within the 2nd subframe, corresponding to a code combination of three bits equal to 000;

Фиг. 3. Сформированный радиосигнал U рс(t) на верхней поднесущей в пределах 2-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 001;Fig. 3. The generated radio signal U pc ( t ) on the upper subcarrier within the 2nd subframe, corresponding to a code combination of three bits equal to 001;

Фиг. 4. Сформированный радиосигнал U рс(t) на верхней поднесущей в пределах 3-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 010;Fig. 4. The generated radio signal U pc ( t ) on the upper subcarrier within the 3rd subcycle, corresponding to a code combination of three bits equal to 010;

Фиг. 5. Сформированный радиосигнал U рс(t) на нижней поднесущей в пределах 3-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 011;Fig. 5. The generated radio signal U pc ( t ) on the lower subcarrier within the 3rd subcycle, corresponding to a code combination of three bits equal to 011;

Фиг. 6. Сформированный радиосигнал U рс(t) на нижней поднесущей в пределах 2-го подцикла и на верхней поднесущей в пределах 3-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 100;Fig. 6. The generated radio signal U pc ( t ) on the lower subcarrier within the 2nd subcycle and on the upper subcarrier within the 3rd subcycle, corresponding to a codeword of three bits equal to 100;

Фиг. 7. Сформированный радиосигнал U рс(t) на верхней поднесущей в пределах 2-го подцикла и на нижней поднесущей в пределах 3-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 101;Fig. 7. The generated radio signal U pc ( t ) on the upper subcarrier within the 2nd subcycle and on the lower subcarrier within the 3rd subcycle, corresponding to a three-bit codeword equal to 101;

Фиг. 8. Сформированный радиосигнал U рс(t) на нижней поднесущей в пределах 2-го подцикла и на верхней поднесущей в пределах 3-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 110;Fig. 8. The generated radio signal U pc ( t ) on the lower subcarrier within the 2nd subcycle and on the upper subcarrier within the 3rd subcycle, corresponding to a three-bit codeword equal to 110;

Фиг. 9. Сформированный радиосигнал U рс(t) на верхней поднесущей в пределах 2-го подцикла и на верхней поднесущей в пределах 3-го подцикла, соответствующий кодовой комбинации из трех битов равной 111.Fig. 9. The generated radio signal U pc ( t ) on the upper subcarrier within the 2nd subframe and on the upper subcarrier within the 3rd subframe, corresponding to a codeword of three bits equal to 111.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом:The inventive method is carried out as follows:

1. Рабочие частоты выбирают с разносом не менее двух килогерц. Следовательно, разница между первой и второй рабочими частотами должна быть не менее чем f 2 = f 1 + 2 кГц. 1. Operating frequencies are selected with a spacing of at least two kilohertz. Therefore, the difference between the first and second operating frequencies must be at least f 2 = f 1 + 2 kHz.

2. Источник информации отправляет на каждой из возможных рабочих частот заранее подготовленный тестовый блок данных известный на приемной стороне. При этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах перестраивают с частоты на частоту абсолютно синхронно.2. The information source sends a pre-prepared test data block known on the receiving side at each of the possible operating frequencies. In this case, the data transmission systems on the receiving and transmitting sides are tuned from frequency to frequency absolutely synchronously.

3. Приемник информации производит оценку параметров канала связи на соответствующей рабочей частоте и после получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимают решение о выборе рабочих частот для передачи данных.3. The information receiver evaluates the parameters of the communication channel at the corresponding operating frequency and, after receiving the necessary statistics for the entire allocated frequency resource, decides on the choice of operating frequencies for data transmission.

4. Рабочие частоты ранжируют по результатам оценки параметров каналов связи. 4. Operating frequencies are ranked according to the results of estimating the parameters of communication channels.

В качестве параметра канала связи может выступать, например, вероятность ошибки, что описано в (Патент РФ № 2707572, МПК H04B 1/713 «Способе адаптивной передачи данных в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты», опубл. 28.11.2019 Бюл. № 34).The communication channel parameter can be, for example, the error probability, which is described in (RF Patent No. 2707572, IPC H04B 1/713 "Method for adaptive data transmission in a radio link with pseudo-random tuning of the operating frequency", publ. 28.11.2019 Bull. No. 34 ).

5. После чего формируют список рабочих частот, который передают приемной стороне на заранее подготовленной частоте. Использование каналов обратной связи известно из (Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надежность КB связи. - М.: «Связь», 1977 г. 136 с. См. стр. 92-98).5. After that, a list of operating frequencies is formed, which is transmitted to the receiving side at a pre-prepared frequency. The use of feedback channels is known from (Komarovich V.F., Sosunov V.N. Random radio interference and reliability of KB communications. - M .: "Communication", 1977, 136 p. See pages 92-98).

Первым номером в указанном списке размещают рабочую частоту с наилучшей оценкой параметров канала. Далее размещают частоты по мере ухудшения их оценок. The first number in the specified list is the operating frequency with the best estimate of the channel parameters. Next, the frequencies are placed as their estimates deteriorate.

Данную операцию целесообразно реализовать на базе микропроцессорной техники. Порядок выбора параметров микропроцессора, его сопряжение с внешними элементами описан в (Патент РФ № 2273099, МПК Н 04В 15/00, «Радиолиния с программной перестройкой рабочей частоты», опубл. 27.03.2006, бюл. № 9).It is advisable to implement this operation on the basis of microprocessor technology. The procedure for selecting the parameters of the microprocessor, its interface with external elements is described in (Patent of the Russian Federation No. 2273099, IPC N 04V 15/00, "Radio link with software tuning of the operating frequency", publ. 03.27.2006, bull. No. 9).

Заранее подготовленную частоту выбирают до сеанса связи, ее значение известно и на приемной, и на передающей стороне. A pre-prepared frequency is chosen before a communication session, its value is known both on the receiving and transmitting sides.

В качестве заранее подготовленной частоты выбирают ту частоту, на которой передача информации обеспечивается с требуемым качеством. Сама операция передачи списка рабочих частот аналогична передаче тестового блока на одной частоте.As a pre-prepared frequency, the frequency at which information transmission is provided with the required quality is selected. The very operation of transmitting a list of operating frequencies is similar to transmitting a test block at one frequency.

6. Для передачи выбирают первую рабочую частоту из списка рабочих частот, а временной цикл передачи сообщения разделяют на три подцикла
с постоянными и равными длительностями.
6. For transmission, the first operating frequency is selected from the list of operating frequencies, and the message transmission time cycle is divided into three subcycles
with constant and equal durations.

Длительность подциклов выбирают исходя из требуемой скорости передачи, а также параметров радиоканала, см., например, (Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надежность КВ связи. – М.: «Связь», 1977 г.).The duration of the subcycles is selected based on the required transmission rate, as well as the parameters of the radio channel, see, for example, (Komarovich V.F., Sosunov V.N. Random radio interference and reliability of HF communications. - M .: "Communication", 1977) .

7. На длительности первого подцикла измеряют уровень помех на первой рабочей частоте из списка рабочих частот.7. For the duration of the first subcycle measure the level of interference at the first operating frequency from the list of operating frequencies.

Измерение уровня помех является известной операцией и реализовано, например, в радиоприемном устройстве серии Р-170П, аппаратуре частотной адаптации Р-016В и основывается на применении амплитудных детекторов, реализация которых приведена, например, в (Патенте РФ № 2093951, МПК Н 03D 1/18, «Амплитудный детектор» опубл. 20.10.1997), или измерителях мощности помех, см., например, (Патент РФ № 2623713, МПК G 01R 29/26, «Цифровой измеритель мощности сигнала и мощности помехи в полосе пропускания канала радиоприемника в реальном масштабе времени» опубл. 28.06.2017. Бюл. № 19) или (Патент РФ № 2640431, МПК G01R 23/00 (2006.01), «Способ выбора скорости передачи элементов сигнала в радиомодемах» опубл. 09.01.2018 Бюл. № 1).Interference level measurement is a well-known operation and is implemented, for example, in the R-170P series radio receiver, R-016V frequency adaptation equipment and is based on the use of amplitude detectors, the implementation of which is given, for example, in (RF Patent No. 2093951, IPC H 03D 1/ 18, "Amplitude detector" publ. 10/20/1997), or interference power meters, see, for example, (RF Patent No. real time" publ. 28.06.2017. Bull. No. 19) or (Patent of the Russian Federation No. 2640431, IPC G01R 23/00 (2006.01), "Method for selecting the rate of transmission of signal elements in radio modems" pub. 09.01.2018 Bull. No. 1 ).

8. Если измеренный уровень помех превышает допустимое значение, то выбранную для передачи рабочую частоту меняют на следующую из списка рабочих частот, а на длительности второго и третьего подциклов излучение не осуществляют, что для приемной стороны является командой для перехода на следующую рабочую частоту из списка рабочих частот.8. If the measured noise level exceeds the allowable value, then the operating frequency selected for transmission is changed to the next one from the list of operating frequencies, and radiation is not carried out for the duration of the second and third subcycles, which is a command for the receiving side to switch to the next operating frequency from the list of operating frequencies. frequencies.

Данная процедура основана на сравнении измеренного уровня помех с порогом, является известной и может быть реализована на базе микропроцессорной техники. Технически сравнение уровня помех с порогом реализовано, например, в радиомодеме АТ-3104Д, аппаратуре частотной адаптации Р-016В или, например, в (Патенте РФ № 2244375, МПК Н 03Н 17/06, «Устройство поиска широкополосных сигналов» опубл. 10.01.2005, бюл. № 1).This procedure is based on a comparison of the measured noise level with a threshold, is known and can be implemented on the basis of microprocessor technology. Technically, the comparison of the level of interference with the threshold is implemented, for example, in the AT-3104D radio modem, R-016V frequency adaptation equipment, or, for example, in (RF Patent No. 2005, Bull. No. 1).

Данная процедура реализует передачу команды приемной стороне на смену рабочей частоты, т.е. на выбор следующей частоты из списка рабочих частот. Смена рабочих частот на приемной и передающей сторонах происходит абсолютно синхронно, аналогично указанной процедуре в способе-прототипе. This procedure implements the transmission of a command to the receiving side to change the operating frequency, i.e. to select the next frequency from the list of operating frequencies. The change of operating frequencies on the receiving and transmitting sides occurs absolutely synchronously, similar to the specified procedure in the prototype method.

9. Если измеренный уровень помех меньше допустимого, то осуществляют передачу информационных данных, для чего информационные биты разбивают на блоки, состоящие из трех битов. При этом для передачи битов информационных данных используют радиосигналы, которые формируют на верхней и нижней поднесущих рабочих частот. При этом значения частот верхней и нижней поднесущих рабочей частоты выбирают на пятьсот герц соответственно больше и меньше значения рабочей частоты. Причем каждой возможной комбинации, образованной из трех информационных битов, по согласованному с приемной стороной правилу, ставят в соответствие уникальный тип радиосигнала, который формируют в виде гармонического колебания на верхней поднесущей или на нижней поднесущей рабочей частоты на длительности и второго, и третьего подцикла, или на длительности только второго, или только третьего подцикла, или в виде сигнальной конструкции, у которой на длительности второго подцикла формируют гармоническое колебание на верхней поднесущей, а на длительности третьего подцикла формируют гармоническое колебание на нижней поднесущей, или наоборот.9. If the measured noise level is less than the permissible level, then information data is transmitted, for which information bits are divided into blocks consisting of three bits. At the same time, radio signals are used to transmit bits of information data, which are formed on the upper and lower subcarriers of operating frequencies. In this case, the frequency values of the upper and lower subcarriers of the operating frequency are chosen to be five hundred hertz, respectively, more and less than the value of the operating frequency. Moreover, each possible combination formed from three information bits, according to the rule agreed with the receiving side, is assigned a unique type of radio signal, which is formed in the form of a harmonic oscillation on the upper subcarrier or on the lower subcarrier of the operating frequency for the duration of both the second and third subcycles, or for the duration of only the second, or only the third subcycle, or in the form of a signal structure, in which a harmonic oscillation is formed on the upper subcarrier for the duration of the second subcycle, and a harmonic oscillation is formed on the lower subcarrier for the duration of the third subcycle, or vice versa.

Данные технические операции основаны на кодировании сигнала на длительности второго и третьего временных подциклов блоком из трех информационных битов.These technical operations are based on signal coding for the duration of the second and third time subcycles by a block of three information bits.

При этом вариант выбора соответствия комбинации из трех информационных битов уникальному типу радиосигнала может быть произвольным, но известным как на приемной стороне, так и на передающей.In this case, the choice of matching a combination of three information bits to a unique type of radio signal can be arbitrary, but known both on the receiving side and on the transmitting side.

Пример такого соответствия представлен в таблице 1. An example of such a correspondence is presented in Table 1.


Таблица 1

Table 1

2 подцикл2 subcycle 3 подцикл3 subcycle кодирование информационных битовinformation bit encoding 000000 нижняя поднесущаяlower subcarrier 001001 верхняя поднесущаяupper subcarrier 010010 верхняя поднесущаяupper subcarrier 011011 нижняя поднесущаяlower subcarrier 100100 нижняя поднесущаяlower subcarrier верхняя поднесущаяupper subcarrier 101101 верхняя поднесущаяupper subcarrier нижняя поднесущаяlower subcarrier 110110 нижняя поднесущаяlower subcarrier нижняя поднесущаяlower subcarrier 111111 верхняя поднесущаяupper subcarrier верхняя поднесущаяupper subcarrier кодирование служебных команд service command coding команда на смену shift team
рабочей частотыoperating frequency
команда на прекращениеstop command
передачи информации transmission of information
Гармоническое колебание на заранее подготовленной частотеHarmonic oscillation at a preset frequency Гармоническое колебание на заранее подготовленной частотеHarmonic oscillation at a preset frequency

На фиг. 2 – фиг. 9 показаны примеры уникальных типов радиосигналов, сформированных в соответствии с кодировкой битов, представленной в табл. 1.In FIG. 2 - fig. 9 shows examples of unique types of radio signals generated in accordance with the bit encoding presented in table. 1.

Процедура формирования гармонического колебания на поднесущих частотах или на заранее полготовленной частоте известна, и может быть реализована на основе применения возбудителей радиопередатчиков, например, серии Р-170В или в (Патент РФ № 2625527, МПК Н 04В 1/02, «Возбудитель для радиопередатчиков», опубл. 14.07.2017. Бюл. № 20), (Патент РФ № 2261476, МПК G 06 K 9/00, «Способ распознавания радиосигналов», опубл. 27.09.2005. Бюл. № 27). The procedure for generating a harmonic wave at subcarrier frequencies or at a pre-prepared frequency is known, and can be implemented based on the use of radio transmitter exciters, for example, the R-170V or V series (RF Patent No. 2625527, IPC H 04V 1/02, "Exciter for radio transmitters" , publ. 07/14/2017. Bull. No. 20), (RF Patent No. 2261476, IPC G 06 K 9/00, "Method for recognizing radio signals", publ. 09.27.2005. Bull. No. 27).

При этом алгоритм формирования радиосигналов в соответствии с табл. 1 на длительностях второго и третьего подциклов на рабочих частотах может быть реализован на основе микропроцессорной техники, которая управляет синтезатором частот в передатчике, см., например, (Патент РФ № 2223597, МПК Н 03L 7/18, «Цифровой синтезатор частот» опубл. 10.02.2004. Бюл. № 4).In this case, the algorithm for generating radio signals in accordance with Table. 1 on the durations of the second and third subcycles at operating frequencies can be implemented on the basis of microprocessor technology that controls the frequency synthesizer in the transmitter, see, for example, (RF Patent No. 2223597, IPC H 03L 7/18, "Digital Frequency Synthesizer" publ. February 10, 2004. Bulletin No. 4).

10. Если последняя рабочая частота из списка рабочих частот окажется непригодной, то передачу информационных битов прекращают, а на втором и третьем подциклах формируют и излучают гармоническое колебание на заранее подготовленной частоте, которое является командой приемной стороне на прекращение приема информационных битов, после чего осуществляют замену рабочих частот, с последующим выполнением указанных процедур.10. If the last operating frequency from the list of operating frequencies turns out to be unsuitable, then the transmission of information bits is stopped, and on the second and third subcycles, a harmonic oscillation is formed and emitted at a pre-prepared frequency, which is a command to the receiving side to stop receiving information bits, after which the replacement is carried out operating frequencies, followed by the specified procedures.

Данную операцию реализуют путем последовательной повторной реализации процедур в соответствии с п. 1-10 для других рабочих частот.This operation is implemented by sequentially re-implementing the procedures in accordance with paragraphs 1-10 for other operating frequencies.

В качестве примера на фиг.1 показано гармоническое колебание U рс(t), формируемое в пределах 2-го и 3-го подциклов на несущей частоте канала рабочей частоты.As an example, figure 1 shows the harmonic oscillation U PC ( t ), formed within the 2nd and 3rd subcycles on the carrier frequency of the operating frequency channel.

Моделирование процедур заявляемого способа контроля рабочих частот в среде MathLAB подтвердило повышение оперативности смены непригодных рабочих частот в процессе передачи блоков информационных данных. В зависимости от числа непригодных частот повышение оперативности достигало 70% по сравнению со способом-прототипом, что указывает на достижение задачи и технического результата изобретения.Simulation of the procedures of the proposed method for controlling operating frequencies in the MathLAB environment confirmed the increase in the efficiency of changing unsuitable operating frequencies during the transmission of blocks of information data. Depending on the number of unusable frequencies, the increase in efficiency reached 70% compared with the prototype method, which indicates the achievement of the task and the technical result of the invention.

Claims (1)

Способ контроля рабочих частот, заключающийся в том, что источник информации отправляет на каждой из возможных рабочих частот заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне, при этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах перестраивают с частоты на частоту абсолютно синхронно, приемник информации производит оценку параметров канала связи на соответствующей рабочей частоте и после получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимают решение о выборе рабочих частот для передачи данных, отличающийся тем, что рабочие частоты выбирают с разносом не менее двух килогерц, затем их ранжируют по результатам оценки параметров каналов связи, после чего формируют список рабочих частот, который передают приемной стороне на заранее подготовленной частоте, затем для передачи выбирают первую рабочую частоту из списка рабочих частот, а временной цикл передачи сообщения разделяют на три подцикла с постоянными и равными длительностями, на длительности первого подцикла измеряют уровень помех на первой рабочей частоте из списка рабочих частот, если измеренный уровень помех превышает допустимое значение, то выбранную для передачи рабочую частоту меняют на следующую из списка рабочих частот, а на длительности второго и третьего подциклов излучение не осуществляют, что для приемной стороны является командой для перехода на следующую рабочую частоту из списка рабочих частот, если измеренный уровень помех меньше допустимого, то осуществляют передачу информационных данных в виде битов, для чего информационные биты разбивают на блоки, состоящие из трех битов, при этом для передачи битов информационных данных используют радиосигналы, которые формируют на верхней и нижней поднесущих рабочих частотах, при этом значения частот верхней и нижней поднесущих рабочих частот выбирают на пятьсот герц соответственно больше и меньше значения рабочей частоты, причем каждой возможной комбинации, образованной из трех информационных битов, по согласованному с приемной стороной правилу, ставят в соответствие уникальный тип радиосигнала, который формируют в виде гармонического колебания на верхней поднесущей или на нижней поднесущей рабочей частоте на длительности и второго, и третьего подциклов, или на длительности только второго, или только третьего подцикла, или в виде сигнальной конструкции, у которой на длительности второго подцикла формируют гармоническое колебание на верхней поднесущей, а на длительности третьего подцикла формируют гармоническое колебание на нижней поднесущей, или наоборот; если последняя рабочая частота из списка рабочих частот окажется непригодной, то передачу информационных битов прекращают, а на втором и третьем подциклах формируют и излучают гармоническое колебание на заранее подготовленной частоте, которое является командой приемной стороне на прекращение приема информационных битов, после чего осуществляют замену рабочих частот, с последующим повторным выполнением указанных процедур.A method for controlling operating frequencies, which consists in the fact that the information source sends a pre-prepared test data block, known on the receiving side, at each of the possible operating frequencies, while the data transmission systems on the receiving and transmitting sides are tuned from frequency to frequency absolutely synchronously, the information receiver evaluates the parameters of the communication channel at the corresponding operating frequency, and after obtaining the necessary statistics for the entire allocated frequency resource, they make a decision on the choice of operating frequencies for data transmission, characterized in that the operating frequencies are selected with a spacing of at least two kilohertz, then they are ranked according to the results of parameter estimation communication channels, after which a list of operating frequencies is formed, which is transmitted to the receiving side at a previously prepared frequency, then the first operating frequency is selected for transmission from the list of operating frequencies, and the message transmission time cycle is divided into three subcycles with constant and equal durations, by the duration of the first subcycle the level of interference is measured at the first operating frequency from the list of operating frequencies, if the measured level of interference exceeds the permissible value, then the operating frequency selected for transmission is changed to the next one from the list of operating frequencies, and radiation is not performed for the duration of the second and third subcycles, which for the receiving side is a command to move to the next operating frequency from the list of operating frequencies, if the measured interference level is less than the permissible level, then information data is transmitted in the form of bits, for which information bits are divided into blocks consisting of three bits, while radio signals are used to transmit information data bits , which are formed at the upper and lower subcarriers of the operating frequencies, while the frequencies of the upper and lower subcarriers of the operating frequencies are chosen by five hundred hertz, respectively, more and less than the value of the operating frequency, and each possible combination formed from three information bits, according to the rule agreed with the receiving side , assign a unique type of radio signal, which is formed in the form of a harmonic oscillation on the upper subcarrier or on the lower subcarrier of the operating frequency for the duration of both the second and third subcycles, or for the duration of only the second or only the third subcycle, or in the form of a signal structure, y which for the duration of the second subcycle form a harmonic oscillation on the upper subcarrier, and for the duration of the third subcycle form a harmonic oscillation on the lower subcarrier, or vice versa; if the last operating frequency from the list of operating frequencies turns out to be unsuitable, then the transmission of information bits is stopped, and on the second and third subcycles, a harmonic oscillation is formed and emitted at a pre-prepared frequency, which is a command to the receiving side to stop receiving information bits, after which the operating frequencies are replaced , followed by repeated execution of these procedures.
RU2022128329A 2022-11-01 Operating frequency control method RU2799491C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799491C1 true RU2799491C1 (en) 2023-07-05

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007024913A1 (en) * 2005-08-22 2007-03-01 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for selection of virtual antennas
RU2349055C2 (en) * 2003-10-08 2009-03-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for representation of feedback reports in radio communication system
RU2710027C1 (en) * 2019-04-18 2019-12-24 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Method for active monitoring of operating frequencies
RU2734754C1 (en) * 2020-03-10 2020-10-23 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Method for active monitoring of operating frequencies with identification of type of destructive effects
RU2756972C1 (en) * 2020-08-07 2021-10-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Method for active control of working frequencies without interruption in information transmission

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349055C2 (en) * 2003-10-08 2009-03-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for representation of feedback reports in radio communication system
WO2007024913A1 (en) * 2005-08-22 2007-03-01 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for selection of virtual antennas
RU2710027C1 (en) * 2019-04-18 2019-12-24 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Method for active monitoring of operating frequencies
RU2734754C1 (en) * 2020-03-10 2020-10-23 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Method for active monitoring of operating frequencies with identification of type of destructive effects
RU2756972C1 (en) * 2020-08-07 2021-10-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Method for active control of working frequencies without interruption in information transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114640412B (en) Interference aware beam reporting in wireless communications
Mroue et al. Analytical and simulation study for LoRa modulation
RU2365043C2 (en) Pilot signals for use in multisector cells
US7315565B2 (en) System for, and method of, providing frequency hopping
EP1487130A2 (en) Power and rate control in a code division multiple access system
Pursley et al. Low-complexity adaptive transmission for cognitive radios in dynamic spectrum access networks
RU2012157961A (en) MULTIPLEXING OF CONTROL INFORMATION AND DATA INFORMATION FROM USER EQUIPMENT IN MIMO TRANSMISSION MODE
RU2710027C1 (en) Method for active monitoring of operating frequencies
CN111245575B (en) Semi-persistent scheduling method and device, base station, user terminal and readable storage medium
RU2705357C1 (en) Method of transmitting information over a short-wave communication channel using frequency-shift keyed signals
RU2799491C1 (en) Operating frequency control method
Motlagh Frequency hopping spread spectrum: An effective way to improve wireless communication performance
RU2405253C1 (en) Transmitting and receiving method of discrete information in radio line with pseudo-random tuning of operating frequency
RU2593378C1 (en) Method and apparatus for adaptive radio communication
RU2791729C1 (en) Method for noise-proof transmission of sixteenth phase signals based on single-sideband modulation
RU2778551C1 (en) Transmission method with active control of operating frequencies
RU2752650C1 (en) Method for transmission of discrete signals based on frequency modulation
RU2781567C1 (en) Method for selecting the transmission rate in radio links
RU2756972C1 (en) Method for active control of working frequencies without interruption in information transmission
RU2822453C1 (en) Method for noise-immune transmission of sixteen-position signals based on single-sideband modulation
Schutz et al. Contextual bandits: Band of operation selection in underwater acoustic communications
RU2804937C1 (en) Method of jamming-resistant information transmission based on amplitude manipulation
RU2822223C1 (en) Method of modulating high-frequency signals
RU2762376C1 (en) Method for transmitting and receiving signals in the mode of operating frequency hopping spread spectrum
KR20060068732A (en) Apparatus and method for communicating change information of sub-channel allocation scheme in broadband wireless communication system