RU77738U1 - RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS - Google Patents
RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU77738U1 RU77738U1 RU2008119708/22U RU2008119708U RU77738U1 RU 77738 U1 RU77738 U1 RU 77738U1 RU 2008119708/22 U RU2008119708/22 U RU 2008119708/22U RU 2008119708 U RU2008119708 U RU 2008119708U RU 77738 U1 RU77738 U1 RU 77738U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- board
- output
- ground
- software
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиосистемам обмена данными и может быть использована для информационного обмена между подвижными объектами (ПО), наземными комплексами (НК). Основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение дальности устойчивой связи с подвижными объектами за счет использования каналов спутниковой связи и комплексирования на приемной стороне сообщений, принятых от одного подвижного объекта по MB, ДКМВ и спутниковым радиолиниям, обмена данными с территориально разнесенными наземными комплексами, объединенными с помощью наземной сети передачи данных в единую систему.The utility model relates to radio data exchange systems and can be used for information exchange between moving objects (PO), ground-based complexes (NK). The main technical problem, which is claimed by the claimed utility model, is to increase the range of stable communication with mobile objects through the use of satellite channels and aggregation on the receiving side of messages received from one mobile object via MB, DKMV and satellite radio links, data exchange with territorially spaced ground systems, combined using a land data network in a single system.
Description
Полезная модель относится к системам обмена данными и может быть использована для реализации информационного обмена между подвижными объектами (ПО) и источниками (получателями) информации системы через наземные комплексы (НК).The utility model relates to data exchange systems and can be used to implement information exchange between moving objects (software) and sources (recipients) of system information through ground-based systems.
В настоящее время за рубежом применяется система ACARS - система обмена сообщениями между бортовым радиоэлектронным оборудованием воздушных судов (ВС) и наземными службами. Она обеспечивает вызов на речевую связь и передачу данных [1].Currently, the ACARS system is used abroad - a messaging system between aircraft avionics (aircraft) and ground services. It provides a call to voice communication and data transmission [1].
Бортовой комплекс связи для работы в системе ACARS, используемый на отечественных летательных аппаратах, решает следующие функциональные задачи:The on-board communications system for operation in the ACARS system, used on domestic aircraft, solves the following functional tasks:
- обмен сообщениями с наземным комплексом по MB (метровому) каналу в режимах свободного доступа и адресного опроса;- messaging with the ground complex on the MB (meter) channel in free access and address polling modes;
- обмен сообщениями с наземным комплексом по ДКМВ (декаметровому) каналу в режиме свободного доступа;- messaging with the ground complex on the DKMV (decameter) channel in free access mode;
- обработку сообщений с целью передачи принятой информации экипажу;- processing messages in order to transmit the received information to the crew;
- обработку принятых от бортовых систем и экипажа сообщений и передачу этой информации соответствующей наземной службе;- processing received messages from on-board systems and crew and transmitting this information to the appropriate ground service;
- автоматизированное управление частотой радиостанции MB диапазона по команде наземного комплекса и экипажа;- automated frequency management of an MB range radio station at the command of the ground complex and crew;
- автоматизированное управление режимами работы «прием-передача» радиостанций MB и ДКМВ диапазонов.- automated control of reception-transmission operating modes of MB and DKMV radio stations.
Бортовой блок управления и связи представляет собой процессор. Основным каналом обмена текущей информации является MB канал. При полетах на трассах, не оборудованных MB связью (труднодоступные районы, тундра, горные массивы, океан), связь с воздушными судами осуществляется по ДКМВ каналу.The on-board control and communication unit is a processor. The main channel for exchanging current information is the MB channel. When flying on routes not equipped with MB communications (hard-to-reach areas, tundra, mountain ranges, and the ocean), communications with aircraft are carried out through the DKMV channel.
Организацию обмена информацией между наземными службами гражданской авиации и бортовыми системами осуществляет наземный комплекс, он опрашивает воздушные суда, находящиеся в зоне его обслуживания, и собирает с них необходимую информацию. Бортовая система работает в этом случае в режиме адресного опроса. Для того чтобы бортовая система могла работать в режиме The exchange of information between the ground-based civil aviation services and airborne systems is carried out by the ground-based complex, it interviews the aircraft in its service area and collects the necessary information from them. The on-board system in this case operates in the address polling mode. So that the on-board system can work in the mode
адресного опроса, ей необходимо встать на обслуживание в наземной системе. Для этого в бортовой системе предусмотрен режим прямого доступа. Кроме этих двух режимов, предусмотрена возможность работы в режиме телефонной связи по каналу передачи данных [1, 6].targeted survey, she needs to get service in the ground system. For this, the on-board system provides direct access. In addition to these two modes, it is possible to work in telephone mode via a data channel [1, 6].
К недостаткам представленной системы обмена сообщениями между бортовым радиоэлектронным оборудованием воздушных судов и наземными службами следует отнести трудности управления ПО, находящимися за пределами радиогоризонта НК, который определяется границами оптической видимости. Существующие ДКМВ каналы ВС редко используются для управления полетом ВС из-за плохого качества принимаемых сообщений с одиночного наземного комплекса и отсутствия соответствующей наземной инфраструктуры.The disadvantages of the presented messaging system between the aircraft avionics and ground services include the difficulties of managing software located outside the NK radio horizon, which is determined by the boundaries of optical visibility. Existing DKMV aircraft channels are rarely used for flight control due to the poor quality of received messages from a single ground complex and the lack of appropriate ground infrastructure.
Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [4], которая и принята за прототип. В этой системе во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом. Принимаемые наземным комплексом из канала «воздух - земля» сообщения через аппаратуру передачи данных поступают в вычислитель АРМ на базе ПЭВМ, где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена, производится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, хранящимися в его памяти. При совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО и состоянии его датчиков выводится на экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ на базе ПЭВМ решается задача обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ПО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяется, программно, один из ПО, который назначается ретранслятором сообщений или назначается канал ДКМВ диапазона. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ПО определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК за радиогоризонт выбранному воздушному объекту. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) ПО или канала ДКМВ диапазона, может быть доставлено N-му ПО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладываются номер ПО, назначенного ретранслятором в канале MB диапазона, и адреса воздушных объектов, обеспечивающих The closest in purpose and most of the essential features is a radio communication system with moving objects [4], which is taken as a prototype. In this system, while moving, moving objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex. Messages received by the ground-based complex from the air-ground channel through the data transmission equipment are sent to the PC computer based workstation, where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the addresses received in the message are identified with the addresses of the moving objects stored in its memory. If the address of the moving object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software and the state of its sensors is displayed on the monitor screen of the ground workstation. In the PC-based automated workstation computer, the problem of providing constant radio communication with all N software is solved. When at least one of the software leaves the radio horizon or approaches the border of a stable radio communication zone, it is determined, programmatically, one of the software that is assigned by the relay of messages or the channel of the DKMV band is assigned. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining software, the optimal ways of delivering messages to the selected airborne object remote from the airborne horizon are determined. A message from the SC through a serial chain consisting of (N-1) software or a channel of the DKMV range can be delivered to the N-th software. To do this, on the NK in the shaper of the type of relayed messages, the number of the software assigned by the repeater in the MB channel of the range and the addresses of the air objects providing
заданный трафик сообщения. Принятые на ПО сообщения анализируются в блоке анализа типа сообщений для решения вопроса о направлении данных по двунаправленной шине на систему управления объекта или ретрансляции их на соседний ПО.The specified message traffic. Messages received by the software are analyzed in a message type analysis unit to resolve the issue of sending data via a bi-directional bus to the facility's control system or relaying them to neighboring software.
В обычном режиме, когда не требуется ретрансляция сигналов с НК, осуществляется адресный опрос ПО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображается на мониторе АРМ. На ПО после прохождения через антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал поступает в бортовой вычислитель, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного объекта. Далее сообщение передается в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где происходит дешифрация полученного заголовка (служебной части) сообщения, и определяется в каком режиме должна работать аппаратура ПО. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя и при необходимости выводится на экран блока регистрации данных. Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «оператор-пилот» взамен существующей речевой информации. Они предназначены для выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набора произвольного текста. Отображение набираемых и принятых сообщений осуществляется на блоке регистрации данных ВО и мониторе АРМ НК соответственно. Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛО-HACC/GPS записываются в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ПО обрабатываются в наземном вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.In normal mode, when relaying signals from the NK is not required, an address polling of the software is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message typed by the operator (dispatcher) is displayed on the AWP monitor. After passing through the antenna, radio station, data transmission equipment, the software enters the on-board computer, where the received address in the message is identified with its own address of the moving object. Next, the message is transmitted to the analysis unit of the type of relayed message, where the received header (service part) of the message is decrypted, and it is determined in what mode the software hardware should work. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer and, if necessary, is displayed on the screen of the data recording unit. Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the channel "operator-pilot" instead of existing voice information. They are designed to select permission / information / request message elements that correspond to the accepted speech phraseology, and to set up arbitrary text. Display of dialed and received messages is carried out on the data recording unit VO and the monitor workstation NK, respectively. Messages from the outputs of the receivers of the global navigation satellite systems GLO-HACC / GPS are recorded in the memory of ground and airborne computers with reference to global time and are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each software. Accepted by the NK navigation messages from all software are processed in the ground computer and displayed on the workstation monitor screen.
Однако прототипу присущи следующие недостатки:However, the prototype has the following disadvantages:
- планирование ДКМВ связи, как правило, осуществляется на основе специализированных пакетов прикладных программ, включающих модели солнечного цикла, ионосферы и ионосферного распространения радиоволн, с учетом параметров приемо-передающей аппаратуры и антенн. Тем не менее, несмотря на совершенство самих программ, планирование связи только с их помощью малоэффективно, - DKMV communication planning, as a rule, is carried out on the basis of specialized application software packages, including models of the solar cycle, ionosphere and ionospheric propagation of radio waves, taking into account the parameters of transceiver equipment and antennas. Nevertheless, despite the perfection of the programs themselves, communication planning only with their help is ineffective,
поскольку вместо постоянно меняющихся исходных данных о состоянии ионосферы в этом случае используются среднестатистические данные, которые могут отличаться от ее параметров для конкретного дня и связь в ДКМВ диапазоне будет неустойчивой;since instead of constantly changing initial data on the state of the ionosphere in this case, average statistics are used, which may differ from its parameters for a particular day and the connection in the DKMV range will be unstable;
- традиционные технические решения, используемые на обустроенных авиатрассах, совершенно непригодны для труднодоступных районов, малозаселенных областей с неразвитой наземной инфраструктурой, где отсутствует сплошное поле радиосвязи MB и ДКМВ диапазонов.- traditional technical solutions used on equipped air routes are completely unsuitable for inaccessible areas, sparsely populated areas with undeveloped ground infrastructure, where there is no continuous radio communication field of MB and DKMV bands.
Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение дальности устойчивой связи с подвижными объектами за счет использования каналов спутниковой связи и комплексирования на приемной стороне сообщений, принятых от одного подвижного объекта по MB, ДКМВ и спутниковым радиолиниям.Thus, the main technical problem to be solved by the claimed utility model is to increase the range of stable communication with mobile objects through the use of satellite communication channels and aggregation on the receiving side of messages received from one mobile object via MB, DKMV and satellite radio links.
Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, состоящую из наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, подключенной двухсторонними связями к каждому из М наземных комплексов (НК), в том числе к каждому из (М-1)-го разнесенных территориально НК, каждый из которых содержит наземную антенну MB диапазона, соединенную с наземной радиостанцией MB диапазона, аппаратуру передачи данных, подключенную двухсторонними связями к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), второй вход/выход которого подключен двухсторонними связями к соответствующему входу/выходу наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, наземную радиостанцию ДКМВ диапазона, первый вход/выход которой подключен двухсторонними связями к соответствующему входу/выходу вычислителя АРМ, а второй вход/выход - к наземной антенне ДКМВ диапазона, N подвижных объектов, в состав каждого из которых входят бортовая радиостанция ДКМВ диапазона, первый вход/выход которой подключен двухсторонними связями к соответствующему входу/выходу бортового вычислителя, а второй вход/выход - к бортовой антенне ДКМВ диапазона, бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь The specified technical result is achieved by the fact that in a radio communication system with moving objects, consisting of a terrestrial data network with input / output of a system connected by two-way communications to each of the M ground complexes (NK), including each of (M-1) geographically spaced NKs, each of which contains a ground-based antenna of the MB band, connected to a ground-based radio station of the MB band, data transmission equipment connected by two-way communications to the first input / output of the computer about the place (AWP), the second input / output of which is connected by two-way connections to the corresponding input / output of the terrestrial data network with the input / output of the system, the first input of which is connected to the signal receiver of navigation satellite systems, the second input is to the AWP control panel, and the output - to the AWP monitor, shaper of the type of relayed messages connected to the corresponding input of the AWP calculator, the DKMV terrestrial radio station, the first input / output of which is connected by two-way communications to the corresponding input / output to the workstation computer, and the second input / output - to the ground antenna of the DKMV range, N mobile objects, each of which includes an on-board radio station of the DKMV range, the first input / output of which is connected by two-way connections to the corresponding input / output of the on-board computer, and the second input / output - to the on-board antenna of the DKMV range, on-board sensors, a signal receiver of navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver
типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, третий вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, бортовой вычислитель соединен с входом блока регистрации данных и двухсторонними связями подключен к аппаратуре передачи данных, бортовая радиостанция MB диапазона подключена к бортовой антенне MB диапазона, причем передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого ПО, второго ПО и далее до N-го ПО, а передача данных с М-го ПО на НК осуществляется в обратном порядке, дополнительно введен спутник связи из созвездия спутников, подключенный двухсторонними связями к каждому из М НК и к каждому из N подвижных объектов, на каждом ПО введен дополнительно бортовой блок обработки и маршрутизации сообщений, подключенный двухсторонними связями к бортовой аппаратуре передачи данных, бортовой радиостанции MB диапазона, бортовой радиостанции ДКМВ диапазона и бортовой спутниковой станции, а в НК введен - наземный блок обработки и маршрутизации сообщений, подключенный двухсторонними связями к наземной аппаратуре передачи данных, наземной радиостанции MB диапазона, наземной радиостанции ДКМВ диапазона и наземной спутниковой станции, бортовая спутниковая антенна и наземная спутниковая антенна подключены двухсторонними связями к спутнику связи из созвездия спутников соответственно.types of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the third input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the on-board computer is connected to the input of the data recording unit and two-way communications connected to the data transmission equipment, the on-board radio station of the MB range is connected to the onboard antenna of the MB range, and data transmission from the ND is provided through a chain of serially connected first software, second software and then to the N-th software, and data is transferred from the Mth software to the NK in the reverse order, an additional communication satellite from the constellation of satellites is added, connected by two-way communications to each of the M NK and to each of the N mobile objects, an additional on-board message processing and routing unit is introduced connected by two-way communications to the on-board data transmission equipment, the on-board MB radio station, the DKMV on-board radio station and the on-board satellite station, and the ground-based processing and routing unit of scheny connected talkback to ground data transmission apparatus, a ground station MB range HF radio band terrestrial and satellite earth station, on-board satellite and terrestrial satellite antenna connected to two-way communication from the communication satellite constellations, respectively.
На фиг.1 представлена структурная схема системы радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:Figure 1 presents the structural diagram of a radio communication system with moving objects, where indicated:
1 - наземный комплекс;1 - ground complex;
2 - подвижный объект;2 - moving object;
3 - наземная сеть передачи данных с входом/выходом 4 системы;3 - ground data network with input / output 4 of the system;
5 - спутник связи из созвездия спутников.5 - communication satellite from the constellation of satellites.
На фиг.2 представлены структурная схема наземного комплекса 1 и подвижного объекта 2 системы радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:Figure 2 presents the structural diagram of the ground-based complex 1 and the moving object 2 of the radio communication system with moving objects, where it is indicated:
6 - бортовые датчики;6 - airborne sensors;
7 - приемник сигналов навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS (бортовой);7 - receiver of signals of navigation satellite systems GLONASS / GPS (on-board);
8 - блок регистрации данных;8 - data recording unit;
9 - бортовая аппаратура передачи данных;9 - on-board data transmission equipment;
10 - бортовая радиостанция MB диапазона;10 - on-board radio station MB range;
11 - бортовая антенна MB диапазона;11 - onboard antenna MB range;
12 - наземная антенна MB диапазона;12 - ground antenna MB range;
13 - наземная радиостанция MB диапазона;13 - MB terrestrial radio station;
14 - наземная аппаратура передачи данных;14 - ground-based data transmission equipment;
15 - вычислитель АРМ (на базе ПЭВМ);15 - computer workstation (based on PC);
16 - приемник сигналов навигационных спутниковых систем (наземный);16 - a signal receiver for navigation satellite systems (terrestrial);
17 - монитор АРМ;17 - AWP monitor;
18 - пульт управления АРМ;18 - control panel AWP;
19 - анализатор типа принимаемых сообщений;19 is an analyzer of the type of received messages;
20 - двунаправленная шина системы управления подвижным объектом;20 - bidirectional bus control system of a moving object;
21 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;21 - airborne type relay relay messages;
22 - формирователь типа ретранслируемых сообщений;22 - shaper type relayed messages;
23 - бортовая радиостанция ДКМВ диапазона;23 - on-board radio station DKMV range;
24 - бортовая антенна ДКМВ диапазона;24 - onboard antenna DKMV range;
25 - наземная радиостанция ДКМВ диапазона;25 - ground radio station DKMV range;
26 - наземная антенна ДКМВ диапазона;26 - ground antenna DKMV range;
27 - бортовой вычислитель;27 - on-board computer;
28 - бортовая спутниковая станция;28 - airborne satellite station;
29 - бортовая спутниковая антенна;29 - an onboard satellite dish;
30 - наземная спутниковая антенна;30 - ground satellite dish;
31 - наземная спутниковая станция;31 - ground-based satellite station;
32 - наземный блок обработки и маршрутизации сообщений;32 - ground block processing and routing messages;
33 - бортовой блок обработки и маршрутизации сообщений.33 - on-board unit for processing and routing messages.
Алгоритм работы системы радиосвязи с ПО 2 заключается в проведении обмена данными по радиолинии MB диапазона до тех пор, пока ПО 2 не выйдет за пределы прямой видимости с НК 1 или не удается организовать с этим ПО 2 обмен данными даже через цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО 2. В таком случае осуществляется переход по взаимно увязанным командам с бортового вычислителя 27 и вычислителя АРМ 15 на передачу данных с радиолиний связи MB диапазона на радиолинию связи ДКМВ диапазона и спутниковую линию связи. В радиолинии связи ДКМВ диапазона программно-аппаратными средствами обеспечиваются операции жесткого закрепления за каждым из подвижных объектов набора из нескольких рабочих частот, на которых ему разрешено работать, адаптивного выбора рабочей частоты из списка разрешенных, многостанционного доступа The algorithm of the radio communication system with software 2 consists in exchanging data via the MB radio line until software 2 goes beyond the line of sight with NK 1 or it is not possible to organize data exchange with this software 2 even through a chain consisting of (N -1) -th software 2. In this case, the transition is made according to mutually coordinated commands from the on-board computer 27 and the computer AWP 15 to transfer data from the MB radio communication line to the DKMV radio communication line and satellite communication line. The DKMV radio link of the range of software and hardware provides the operations of hard pinning to each of the moving objects a set of several operating frequencies at which he is allowed to work, adaptive selection of the operating frequency from the list of allowed, multi-station access
к каналу связи с временным разделением в режиме случайного и резервированного доступа, обмена данными с территориально разнесенными наземными комплексами 1, объединенными с помощью наземной сети 3 передачи данных в единую систему. Параллельно сообщения передаются по спутниковой линии связи. Принятая информация анализируется в бортовом и наземном блоках 33 и 32 обработки и маршрутизации сообщений соответственно. В блоках 33 и 32 осуществляются, например, операции комплексирования, критерийной обработки сигналов, кодирования, декодирования, защиты от несанкционированного доступа и другие. Эти операции могут быть выполнены аппаратно-программными методами.to a communication channel with a temporary separation in the mode of random and redundant access, data exchange with geographically dispersed ground-based complexes 1, combined using a ground-based network 3 for transmitting data into a single system. In parallel, messages are transmitted via satellite. The received information is analyzed in the airborne and ground units 33 and 32 for processing and routing messages, respectively. In blocks 33 and 32, for example, operations of complexing, criterion processing of signals, coding, decoding, protection against unauthorized access and others are carried out. These operations can be performed by hardware-software methods.
Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются навигационными и другими данными по радиолинии связи MB диапазона с наземным комплексом 1. Принимаемые наземной радиостанцией 13 из канала «воздух - земля» сообщения через аппаратуру 14 передачи данных поступают в вычислитель 15 АРМ, который может быть выполнен на базе серийной ПЭВМ. В нем в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 15 АРМ. При совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО 2i и состоянии его датчиков запоминается в вычислителе 15 АРМ. Поэтому в вычислителе 15 АРМ решаются задачи обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ПО 2, и на основе информации о точном местонахождении всех ПО 2 и параметрах их движения осуществляются операции запоминания этих сообщений в вычислителе 15 АРМ и вывод необходимых данных на экран монитора 17 АРМ НК 1 в виде, удобном для восприятия оператора (диспетчера). При отсутствии сведений о точном местонахождении ПО 2 используются методы экстраполяции по точке «последней связи» и известных параметрах их движения или по известному плану (маршруту) полета.A radio communication system with moving objects operates as follows. During movement, moving objects located within the radio horizon exchange navigation and other data on the MB radio link with the ground-based complex 1. Messages received by the ground-based radio station 13 from the air-ground channel pass through the data transmission apparatus 14 to the workstation calculator 15, which can be performed on the basis of a serial PC. In it, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the identification of the address received in the message with the addresses of the moving objects stored in the memory of the calculator 15 AWP is carried out. If the address of the moving object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software 2 i and the state of its sensors are stored in the calculator 15 AWP. Therefore, in the calculator 15 AWP, the tasks of ensuring constant radio communication with all N software 2 are solved, and on the basis of information about the exact location of all the software 2 and the parameters of their movement, the operations of storing these messages in the calculator 15 AWP and the necessary data are displayed on the monitor screen 17 AWP NK 1 in a form convenient for perception of the operator (dispatcher). In the absence of information about the exact location of PO 2, extrapolation methods are used at the point of “last connection” and known parameters of their movement or according to a known flight plan (route).
При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО 2 или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяется, программно, один из ПО 2, который назначается ретранслятором сообщений. При постоянном изменении дальности между ПО 2 и НК 1 в качестве ретранслятора может быть назначен в течение определенного времени любой из N ПО, местоположение которого известно и оптимально по отношению к НК 1 и всем остальным ПО 2. По If at least one of PO 2 is exceeded beyond the radio horizon or when approaching the boundary of a stable radio communication zone, one of the PO 2, which is assigned by the message relay, is determined programmatically. With a constant range change between PO 2 and NK 1, any of N N whose location is known and optimal with respect to NK 1 and all other PO 2 can be designated as a repeater for a certain time.
анализу местоположения и параметров движения остальных ПО 2 определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК 1 за радиогоризонт подвижному объекту 2N. Сообщение от НК 1 через последовательную цепочку, состоящую из (N-1)го ПО 2, может быть доставлено N-му ПО 2N. Для этого на НК 1 в формирователе 22 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладываются номер ПО 2, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных объектов 2i, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ПО 2 сообщения обрабатываются в блоке 19 анализа типа сообщений. Если сообщение предназначено для данного ПО 2, то после анализа решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине 20 на систему управления ПО 2, не указанную на фигуре 1, или в режиме ретрансляции - о передаче их на соседний ПО 2i. Для исключения коллизий минимизируется число разрядов в передаваемом сообщении и осуществляется ретрансляция данных последовательно во времени. При обмене данными по линии «оператор-пилот», особенно при наличии потенциально конфликтной ситуации, экипаж должен полностью выполнять команды оператора НК 1, имеющего более полный объем информации в своей зоне ответственности. Для этого с НК 1 оператором посылается на ПО 2 соответствующее сообщение, которое отображается на экране бортового блока 8 регистрации данных в виде согласованной отметки и формуляров, в которых могут быть отображены, например, номер рейса или номер борта, высота полета или другие характеристики. На основании принятых с НК 1 данных в бортовом вычислителе 27 ПО 2 решается задача наличия опасных сближений с соседними ПО 2 с учетом их прогнозируемых положений и возможных маневров, определяется время следующих сеансов связи с получателями информации или другие задачи. По отображаемой на экране бортового блока 8 регистрации данных экипажем ПО 2 при необходимости определяется направление дальнейшего движения или осуществление других действий.the analysis of the location and motion parameters of the remaining software 2 determines the optimal path for message delivery remote to the NK 1 for the radio horizon of the moving object 2 N. A message from NK 1 through a serial chain consisting of (N-1) th PO 2 can be delivered to N th PO 2 N. To do this, on NK 1 in the shaper 22 of the type of relayed messages, the number of the software 2 assigned by the relay and the addresses of the moving objects 2 i providing the specified message traffic are laid down in predetermined bits of the transmitted codogram. Received on the software 2 messages are processed in block 19 analysis of the type of messages. If the message is intended for this software 2, then after analysis, the question of sending data via a bi-directional bus 20 to the control system of software 2, not shown in figure 1, or in relay mode, to transfer them to neighboring software 2 i, is solved. To avoid collisions, the number of bits in the transmitted message is minimized and data is relayed sequentially in time. When exchanging data through the operator-pilot line, especially in the presence of a potentially conflict situation, the crew must fully comply with the commands of the NK 1 operator, which has a more complete amount of information in its area of responsibility. For this, with the NK 1, the operator sends a corresponding message to the software 2, which is displayed on the screen of the airborne data recording unit 8 in the form of an agreed mark and forms in which, for example, the flight number or board number, flight altitude or other characteristics can be displayed. Based on the data received from NK 1 in the on-board computer 27 software 2, the problem of the presence of dangerous proximity with neighboring software 2 is solved taking into account their predicted positions and possible maneuvers, the time of the next communication sessions with information recipients or other tasks is determined. The on-board unit 8 for data recording displayed on the screen by the crew of the software 2, if necessary, determines the direction of further movement or the implementation of other actions.
Тенденции движения соседних ПО 2 при необходимости могут быть отображены на экране собственного бортового блока 8 регистрации данных, а на экране монитора 17 АРМ - всех ПО 2 в районе действия НК 1 с помощью характеризующих предыдущее местоположение ПО 2 отметок, формируемых вычислителями 27 и 15. По мере движения ПО 2 устаревающие отметки стираются. Загрузка в память бортового вычислителя 27 необходимых данных в виде, например, системной The movement trends of neighboring software 2, if necessary, can be displayed on the screen of their own on-board unit 8 for data recording, and on the monitor screen 17 of the AWP, of all software 2 in the area of NK 1 using the marks characterizing the previous location of software 2 generated by calculators 27 and 15. as software moves 2, outdated marks are erased. Loading in the memory of the on-board computer 27 the necessary data in the form, for example, system
таблицы осуществляется при предстартовой подготовке подвижного объекта 2 через вход/выход 4 наземной сети 3 передачи данных.the table is carried out during the prelaunch preparation of the moving object 2 through the input / output 4 of the ground network 3 data transmission.
При передаче с НК 1 приоритетных сообщений для ПО 2 в соответствии с принятыми в системе радиосвязи с подвижными объектами категориями срочности в формирователе 22 типа ретранслируемых сообщений в заголовке сообщения формируется код запрета передачи других сообщений на время, отводимое для трансляции данных с НК 1 на выбранное ПО 2i с учетом времени реакции ПО 2 на принятое сообщение и времени задержки в трактах обработки дискретных сигналов. Принимаемая на ПО 2i информация отображается на экране бортового блока 8 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов или в виде точек и векторов.When transmitting priority messages for SC 2 from SC 1 in accordance with the categories of urgency adopted in the radio communication system with mobile objects in the shaper 22 of the type of relayed messages, a message blocking code is generated in the message header prohibiting the transmission of other messages for the time allotted for broadcasting data from SC 1 to the selected software 2 i taking into account the response time of software 2 to the received message and the delay time in the processing paths of discrete signals. Information received at the software 2 i is displayed on the screen of the airborne data recording unit 8 in the form of alphanumeric characters or in the form of dots and vectors.
Остальные менее приоритетные сообщения в соответствии с протоколом обмена находятся в очереди соответствующей категории срочности. В вычислителях 27 и 15 определяется время «старения» информации, и, если сообщение в течение определенного промежутка времени не было передано в канал связи, то оно «стирается», и посылается запрос на повторную передачу сообщения.The remaining lower priority messages in accordance with the exchange protocol are in the queue of the corresponding category of urgency. In computers 27 and 15, the time of “aging” of information is determined, and if the message has not been transmitted to the communication channel for a certain period of time, then it is “erased” and a request is sent to retransmit the message.
В обычном режиме с НК 1, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ПО 2 путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) с пульта 18 управления АРМ сообщение отображается на мониторе 17 АРМ и параллельно после прохождения сигнала на НК 1 через вычислитель 15, аппаратуру 14 передачи данных, радиостанцию 13, антенну 12 и на ПО 2 - через бортовые антенну 11, радиостанцию 10, аппаратуру передачи данных 9 поступает в бортовой вычислитель 27, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с адресом ПО 2. Далее сообщение передается в блок 19 анализа типа ретранслируемого сообщения для дешифрации полученного заголовка (служебной части) сообщения и определения режима работы аппаратуры ПО 2. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя 27 и при необходимости выводится на экран блока 8 регистрации данных, который может быть выполнен в виде монитора или другого устройства отображения.In the normal mode with NK 1, when signal relaying is not required, the address polling of software 2 is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message dialed by the operator (dispatcher) from the AWP control panel 18 is displayed on the AWP monitor 17 and in parallel after passing the signal to the NK 1 through the calculator 15, data transmission equipment 14, radio station 13, antenna 12, and on software 2 through on-board antenna 11, radio station 10 , the data transmission equipment 9 enters the on-board computer 27, where the identification of the address received in the message with the address of software 2 is performed. Next, the message is transmitted to the analysis unit 19 of the type of relayed message to decrypt the received header (service clock st) messages and determining the operating mode of the software 2. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer 27 and, if necessary, is displayed on the screen of the data recording unit 8, which can be made in the form of a monitor or other display device.
При использовании определенного формата заголовка сообщения с выхода бортовых формирователей 21 типа ретранслируемых сообщений может быть использован режим свободного доступа со стороны других подвижных объектов 2 When using a certain format of the message header from the output of airborne formers 21 of the type of relayed messages, the free access mode from other mobile objects 2 can be used
или режим выделения временного интервала для организации обмена данными с наземным комплексом 1.or a time slot allocation mode for organizing data exchange with a ground complex 1.
В результате анализа состояния и загрузки каналов радиосвязи в каждом НК 1 определяется число столкновений сообщений, и, когда это число превышает предельно допустимое, система переходит в режим адресного опроса для упорядочения работы канала передачи данных «воздух - земля». Для того, чтобы избежать столкновений в радиоканале связи при одновременной передаче сообщений несколькими объектами, в вычислителях 27 и 15 осуществляется контроль несущей при воздействии на радиостанцию преамбулы или заголовка (служебной части сообщений). Подготовленное сообщение с ПО 2 передается только в том случае, когда радиоканал свободен. Для того, чтобы разнести во времени моменты выхода на связь подвижных объектов в то время, когда они обнаружили, что радиоканал занят, в вычислителях 27 и 15 формируется псевдослучайная задержка передачи сообщений от подвижных объектов 2 - для каждого ПО 2 своя.As a result of the analysis of the state and load of the radio channels in each NK 1, the number of message collisions is determined, and when this number exceeds the maximum permissible, the system switches to the address polling mode to streamline the operation of the air-ground data channel. In order to avoid collisions in the radio communication channel during the simultaneous transmission of messages by several objects, in the computers 27 and 15, the carrier is monitored when the preamble or the header (the service part of the messages) is exposed to the radio station. A prepared message with software 2 is transmitted only when the radio channel is free. In order to spread in time the moments when mobile objects get in touch at the time when they found that the radio channel is busy, pseudo-random delay of message transmission from mobile objects 2 is formed in calculators 27 and 15 - for each software 2 its own.
В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только НК 1. Если подвижные объекты 2 сформировали для передачи сообщения и обнаружили, что радиоканал свободен, то они информируют остальные подвижные объекты о начале цикла передачи данных, в том числе о своем местоположении, и случайным образом в выделенных им временных слотах распределяют передаваемые сообщения. В каждом из ПО 2 время окончания сигнала несущей частоты в радиоканале и импульсы синхронизации используются для расчета в вычислителе 27 интервала времени собственной передачи и при его начале в ПО 2 осуществляется передача собственного пакета данных.In the address polling mode, only NK 1 can be a communication initiator. If mobile objects 2 were formed for message transmission and found that the radio channel is free, then they inform the remaining mobile objects about the beginning of the data transfer cycle, including their location, and randomly in the time slots allocated to them distribute the transmitted messages. In each of PO 2, the end time of the carrier frequency signal in the radio channel and synchronization pulses are used to calculate the time interval of own transmission in the calculator 27 and, when it starts, the software sends its own data packet to PO 2.
Сообщения о местоположении ПО 2 и параметрах его движения с выходов приемников 7 и 16 сигналов навигационных спутниковых систем, например, ГЛО-HACC/GPS записываются в память вычислителей 27 и 15 с привязкой к глобальному времени. Точная синхронизация слотов, используемых для обмена данными между абонентами системы, и их запланированное использование для передачи известно каждому пользователю по отношению к окружающим пользователям с известными координатами. Распределение слотов по объектам осуществляется в вычислителях 27 и 15 с использованием координат объектов. Чем дальше находится ПО 2 от аэродрома или от зоны интенсивного движения ПО 2, тем меньше ему отводится слотов для передачи данных. Такая информация позволяет каждому НК 1 организовать высокоэффективное использование канала связи.Messages about the location of software 2 and its motion parameters from the outputs of receivers 7 and 16 of the signals of navigation satellite systems, for example, GLO-HACC / GPS, are recorded in the memory of calculators 27 and 15 with reference to global time. The exact synchronization of the slots used for data exchange between subscribers of the system, and their planned use for transmission is known to each user in relation to surrounding users with known coordinates. The distribution of slots by objects is carried out in calculators 27 and 15 using the coordinates of the objects. The farther PO 2 is from the aerodrome or from the heavy traffic area of PO 2, the less slots for data transmission are allocated to it. Such information allows each NK 1 to organize highly efficient use of the communication channel.
В вычислителях 27 и 15 эти данные используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО. В зависимости от выбранного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ПО 2 в вычислителе 27 в заданное время формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ПО 2. Это время используется в вычислителе 15 для известной операции построения экстраполяционных отметок от ПО 2 [2, 8]. В аппаратуре передачи данных 9 и 14 осуществляются известные операции: сопряжения с узлами 5, 10, 23 - на ПО 2 и с узлами 15, 13, 26 - на НК 1 и другие.In calculators 27 and 15, this data is used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each software. Depending on the selected time interval for the issuance of messages on the NK 1 location 2 software in the calculator 27 at the specified time, a corresponding message is generated with reference to the global time for measuring coordinates of the software 2. This time is used in the computer 15 for the known operation of constructing extrapolation marks from software 2 [2, 8]. In the equipment for transmitting data 9 and 14, well-known operations are carried out: interfaces with nodes 5, 10, 23 - on software 2 and with nodes 15, 13, 26 - on NK 1 and others.
В ситуации, когда одно или несколько ПО 2 вышли за пределы прямой видимости с НК 1 или не удается организовать с этими ПО 2 обмен данными даже через цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО 2, осуществляется переход по взаимно увязанным во времени командам с бортового вычислителя 27 и вычислителя АРМ 15 на передачу данных с радиолиний связи MB диапазона на радиолинию связи ДКМВ диапазона, состоящую из бортовой радиостанции 23 ДКМВ диапазона, бортовой антенны 24 ДКМВ диапазона, наземной радиостанции 25 ДКМВ диапазона, наземной антенны 26 ДКМВ диапазона и на спутниковую радиолинию, состоящую из бортовой спутниковой станции 28, бортовой спутниковой антенны 29, спутника 5 связи из созвездия спутников, наземной спутниковой антенны 30, наземной спутниковой станции 31. Выходные сигналы с узлов 10, 23, 28 и 13, 26, 31 поступают на блоки 33 и 32 соответственно для обработки и передачи на узлы 9 и 14.In a situation where one or more software 2 has gone beyond line of sight with NK 1 or it is not possible to organize data exchange with these software 2 even through a chain consisting of (N-1) -th software 2, a transition is made according to mutually linked in time commands from the on-board computer 27 and the APM 15 computer to transmit data from the MB radio communication line to the DKMV radio communication line, consisting of the on-board radio station 23 DKMV band, the on-board antenna 24 DKMV band, the ground radio station 25 DKMV band, the ground antenna 26 DKMV band and on spu radio satellite line, consisting of an onboard satellite station 28, an onboard satellite antenna 29, a communication satellite 5 from the constellation of satellites, a terrestrial satellite antenna 30, a terrestrial satellite station 31. The output signals from nodes 10, 23, 28 and 13, 26, 31 are fed to the blocks 33 and 32, respectively, for processing and transmission to nodes 9 and 14.
Привязка ко времени сообщений осуществляется с помощью меток глобального времени, поступающих в вычислители 27 и 15 с выходов приемников 7 и 16 сигналов навигационных спутниковых систем.The binding to the time of messages is carried out using global time stamps received by computers 27 and 15 from the outputs of receivers 7 and 16 of the signals of navigation satellite systems.
Для увеличения дальности устойчивой связи с подвижными объектами, находящимися за пределы прямой видимости с НК 1, при использовании радиолинии передачи данных в ДКМВ диапазоне в вычислителях 27 и 15 и аппаратуре передачи данных 9 и 14 используются следующие известные технологии [9]:To increase the range of stable communication with mobile objects that are beyond the line of sight with the NK 1, using the radio data line in the DKMV range in computers 27 and 15 and the data transmission equipment 9 and 14, the following known technologies are used [9]:
- стандартизация пакетного обмена данными на всех уровнях модели взаимодействия открытых систем;- standardization of packet data exchange at all levels of the open systems interaction model;
- адаптация системы радиосвязи к изменению условий распространения радиоволн по частоте и по пространственному разнесению;- adaptation of the radio communication system to changing the propagation conditions of radio waves in frequency and spatial diversity;
- автоматизация процедур составления и разрыва линии связи с подвижными объектами;- automation of procedures for compiling and breaking a communication line with moving objects;
- динамическое управление частотой при приеме более мощного из нескольких радиосигналов;- dynamic frequency control when receiving a more powerful of several radio signals;
- корректирующие коды и методы решающей обратной связи при приеме сообщений с компенсацией задержки, многолучевости, сосредоточенных по спектру помех, доплеровских сдвигов частоты;- correcting codes and decision feedback methods for receiving messages with compensation for delay, multipath, concentrated on the interference spectrum, Doppler frequency shifts;
- привязка всех абонентов системы к единому глобальному времени;- Linking all system subscribers to a single global time;
- адаптация системы радиосвязи по скорости передачи данных, виду модуляции и кодирования.- adaptation of the radio communication system in terms of data transfer rate, type of modulation and coding.
Для увеличения дальности устойчивой связи с подвижными объектами при использовании спутниковой радиолинии используются антенны с направленными диаграммами и известные способы обработки сигналов [1, 6].To increase the range of stable communication with mobile objects when using a satellite radio line, directional diagram antennas and known signal processing methods are used [1, 6].
Благодаря введенной наземной сети 3 передачи данных для каждого из ПО 2, оборудованного ДКМВ радиостанцией с функцией управления и спутниковой радиолинией, осуществляется передача (прием) пакетов данных всеми НК 1 и взаимный обмен сообщениями через наземную сеть 3. В этом случае на ПО 2 определяется НК 1, параметры радиосигналов которого принимаются наиболее устойчиво, и через него начинается обмен данными. В бортовом и наземном вычислителях 27 и 15 хранятся предварительно заложенные таблицы со списками наземных комплексов 1 и наборами назначенных им частот. В бортовом вычислителе 27 заложены также координаты всех НК 1. Каждый НК 1 периодически излучает сигналы управления/синхронизации/связи на всех назначенных ему частотах. Для установления линии связи с НК 1 в бортовом вычислителе 27 ПО 2 автоматически анализируются принимаемые сигналы управления/синхронизации/связи от всех наземных комплексов 1 на всех частотах и выбираются лучшие частоты, например, по отношению сигнал-помеха или величине мощности принимаемого сигнала, и наземные комплексы 1 за счет реализации известного принципа адаптации по частоте и пространству. По измеренному отношению сигнал-помеха в бортовом вычислителе 27 ПО 2 выбирается скорость передачи данных, а также вид модуляции и кодирования. Оценка отношения сигнал-помеха осуществляется всеми НК 1 и ПО 2 каждый раз при приеме информационного сообщения или сигнала управления/синхронизации/связи. Эта величина сообщается на противоположную сторону в виде рекомендуемой скорости передачи данных. В АПД 9 и 14 при работе на радиостанцию ДКМВ диапазона и на спутниковую станцию могут быть использованы известные алгоритмы, например, высокоскоростных адаптивных модемов, Thanks to the introduced terrestrial data transmission network 3 for each of the software 2 equipped with a DKMV radio station with a control function and a satellite radio line, data packets are transmitted (received) by all NK 1 and mutual exchange of messages through the terrestrial network 3. In this case, the NK is determined by the NK 2 1, the parameters of the radio signals which are received most stably, and through it the exchange of data begins. On-board and ground computers 27 and 15 store pre-laid tables with lists of ground complexes 1 and sets of frequencies assigned to them. The on-board computer 27 also contains the coordinates of all NK 1. Each NK 1 periodically emits control / synchronization / communication signals at all frequencies assigned to it. To establish a communication line with NK 1 in the on-board computer 27 software 2, the received control / synchronization / communication signals from all ground-based complexes 1 at all frequencies are automatically analyzed and the best frequencies are selected, for example, with respect to the signal-to-noise ratio or the strength of the received signal, and ground complexes 1 due to the implementation of the well-known principle of adaptation in frequency and space. The measured signal-to-noise ratio in the on-board computer 27 software 2 selects the data transfer speed, as well as the type of modulation and coding. Evaluation of the signal-to-noise ratio is carried out by all NK 1 and PO 2 each time a message is received or a control / synchronization / communication signal. This value is reported to the opposite side as a recommended data rate. In the APD 9 and 14, when operating on a DKMV radio station and on a satellite station, known algorithms can be used, for example, high-speed adaptive modems,
рассчитанных на работу в каналах с многолучевостью. Для повышения достоверности приема информации может быть использован помехоустойчивый код, например, циклический.designed to work in multipath channels. To increase the reliability of information reception, a noise-resistant code, for example, cyclic, can be used.
Таким образом, каждый из ПО 2 может выходить на связь на нескольких рабочих частотах, известных всем участникам движения. В зависимости от важности ПО 2 их число может варьироваться. Списки выделенных частот меняются в зависимости от времени суток, с учетом сезонных ионосферных изменений и других факторов. При движении за пределами радиогоризонта ПО 2 выходит на связь, выбирая для связи тот НК 1, условия распространения радиоволн для связи с которым в данный момент времени являются оптимальными. При этом совсем не обязательно, чтобы выбранный НК 1 был ближайшим. Составленный таким образом канал связи между ПО 2 и получателем (источником) информации, как правило, будет включать канал связи ДКМВ диапазона, спутниковую радиолинию и наземную сеть 3 передачи данных. С помощью бортового вычислителя 27 ПО 2 и вычислителя АРМ 15 постоянно будут выбираться оптимальные рабочие частоты на основании моделей ионосферы и распространения радиоволн по данным аппаратных измерений ожидаемого качества связи и анализа сообщений наземных комплексов. Этим обеспечивается увеличение дальности обмена данными с ПО 2, находящимися на расстояниях от НК 1 от нескольких сотен до нескольких тысяч километров.Thus, each of PO 2 can communicate at several operating frequencies, known to all participants in the movement. Depending on the importance of software 2, their number may vary. The lists of allocated frequencies vary depending on the time of day, taking into account seasonal ionospheric changes and other factors. When moving outside the radio horizon, PO 2 gets in touch, choosing the NK 1 for communication, the conditions for the propagation of radio waves for communication with which at a given time are optimal. Moreover, it is not necessary that the selected NK 1 be the closest. The communication channel thus constructed between PO 2 and the recipient (source) of information, as a rule, will include a communication channel of the DKMV band, a satellite radio link and a terrestrial data transmission network 3. Using the on-board computer 27 software 2 and the computer AWP 15, the optimal operating frequencies will be constantly selected based on the ionosphere models and radio wave propagation according to hardware measurements of the expected quality of communication and analysis of messages from ground-based systems. This ensures an increase in the range of data exchange with PO 2 located at distances from NK 1 from several hundred to several thousand kilometers.
Для увеличения дальности связи с заданной устойчивостью и надежностью, кроме изменения диапазона рабочих частот, увеличения мощности передатчиков радиостанций 23 и 26, спутниковых станций 28 и 31, снижения уровня шумов их приемников, в системе используются известные методы разнесения по частоте, пространственного разнесения, временного разнесения, разнесения многолучевости, адаптивного выравнивания, кодирования с прямой коррекцией ошибок, перемежения для борьбы с эффектами многолучевости, замираний, импульсными шумами. Дальность и надежность связи определяется свойствами ионосферы над районом организации связи, ее корреляционными характеристиками по пространству, частоте и времени. Чем менее коррелированы пути разнесения, тем выше надежность связи. Радиус пространственной корреляции по квазирегулярным параметрам ионосферы (энергетике сигнала, многолучевости) обычно составляет 300-600 км. Поэтому НК 1 разносятся в пространстве на расстояние, превышающее эту величину. Из всех разнесенных в пространстве НК 1 назначается In order to increase the communication range with a given stability and reliability, in addition to changing the operating frequency range, increasing the power of transmitters of radio stations 23 and 26, satellite stations 28 and 31, reducing the noise level of their receivers, the system uses known methods of frequency diversity, spatial diversity, and time diversity , multipath diversity, adaptive equalization, coding with direct error correction, interleaving to combat the effects of multipath, fading, impulse noise. The range and reliability of communication is determined by the properties of the ionosphere over the area of communication, its correlation characteristics in space, frequency and time. The less correlated the diversity paths, the higher the reliability of communication. The radius of spatial correlation in the quasi-regular parameters of the ionosphere (signal energy, multipath) is usually 300-600 km. Therefore, NK 1 are distributed in space at a distance exceeding this value. Of all the NK 1 distributed in space
один ведущий, который, кроме рассмотренных выше операций выполняет функцию управления процессами, происходящими в системе. К функциям управления ведущего НК 1 добавляются операции управления частотой, таблицей состояния регистрации ПО 2, системной таблицей, конфигурацией, качеством передачи данных, обработки сигналов тревоги, дистанционной диагностики. Через вход/выход 4 наземной сети 3 передачи данных обеспечивается интерфейс с расположенными на земле источниками (получателями) информации системы и программирование бортовых вычислителей 27 ПО 2. Синхронизация работы наземной сети 3 передачи данных осуществляется на основе использования всеми абонентами участниками движения единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих объектов глобальной навигационной спутниковой системы.one leader, which, in addition to the above operations, performs the function of controlling the processes occurring in the system. The control functions of the master NK 1 are supplemented by the operations of frequency control, the status table of registration software 2, the system table, configuration, quality of data transfer, alarm processing, and remote diagnostics. Through the input / output 4 of the terrestrial data transmission network 3, an interface is provided with the system information sources (receivers) located on the ground and the on-board computer 27 software is programmed 2. The operation of the terrestrial data transmission network 3 is carried out on the basis of the use by all subscribers of the participants of the movement of a single global universal coordinated time (UTC) received from existing facilities of the global navigation satellite system.
Для взаимодействия наземных комплексов 1, оконечных пользователей и ПО 2 используется наземная сеть 3 передачи данных. Она может быть реализована различными известными способами, например, при межсетевой работе НК 1 через центры коммутации пакетов в соответствии с протоколом Х.25 [1, 6]. Соединения между НК 1 и центрами коммутации пакетов Х.25 (маршрутизаторами) могут обеспечиваться через специально выделенные или арендуемые каналы связи. Они позволят транслировать сообщение, адресованное пользователем определенному ПО 2 на тот наземный комплекс 1, на котором данный ПО 2 «зарегистрирован», и где в данный момент времени обеспечиваются оптимальные условия приема. Система радиосвязи с ПО 2 работает в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенного при планировании связи.For the interaction of ground-based complexes 1, end users and software 2, a ground-based data network 3 is used. It can be implemented in various known ways, for example, during the interworking of NK 1 through packet switching centers in accordance with the X.25 protocol [1, 6]. Connections between NK 1 and X.25 packet switching centers (routers) can be provided through specially allocated or leased communication channels. They will allow broadcasting the message addressed by the user to a specific software 2 to the ground complex 1 where this software 2 is “registered” and where optimal reception conditions are provided at a given time. The radio communication system with software 2 operates in automatic mode without operator intervention at the selected frequencies from the list of frequencies assigned during communication planning.
При передаче данных по ДКМВ линии используются, например, короткие пакеты (порядка 200 байт информации) сообщений длительностью, менее, чем 2,2 секунды в заданном временном слоте длительностью 2,5 секунды в соответствии с известным протоколом множественного доступа с временным разделением и резервированием слотов [9]. Этим обеспечивается предотвращение взаимных помех между передачами от наземных комплексов 1 и от многих ПО 2 в одном и том же слоте. В процессе ведения связи обеспечивается обмен данными между бортовым и наземным вычислителями 27 и 15 через соответствующие узлы: 9, 10, 11, 23, 24 - на ПО 2 и 14, 13, 12, 26, 25 - на НК 1.When transmitting data over a DCMV line, for example, short packets (of the order of 200 bytes of information) of messages lasting less than 2.2 seconds in a given time slot with a duration of 2.5 seconds are used in accordance with the well-known multi-access protocol with time division and reservation of slots [9]. This ensures the prevention of mutual interference between transmissions from ground-based complexes 1 and from many software 2 in the same slot. In the process of communicating, data is exchanged between the airborne and ground computers 27 and 15 through the corresponding nodes: 9, 10, 11, 23, 24 - on software 2 and 14, 13, 12, 26, 25 - on the NK 1.
На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования и соответствующее программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы 1-22 одинаковые с прототипом. Вводимые узлы 5, 28-31 могут быть выполнены известных серийных изделиях [1, 6], узлы 23 и 26 на радиостанциях Ягут-К-ДКМВ. Вычислители 27 и 15 могут быть выполнены, например, на плате процессорной 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems и ЭВМ типа «Багет-01-07» ЮКСУ.466225.001 соответственно. В качестве антенн ДКМВ диапазона для ПО могут быть использованы типовые самолетные килевые пазовые антенны типа «Щель», а для НК- типовой полуволновый вибратор.At the time of application submission, functioning algorithms and corresponding software of the claimed radio communication system have been developed. Nodes 1-22 are the same as the prototype. Introduced nodes 5, 28-31 can be made known serial products [1, 6], nodes 23 and 26 at the radio stations Yagut-K-DKMV. Computers 27 and 15 can be performed, for example, on a processor board 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card manufactured by Octagon Systems and computers of the Baguette-01-07 type YuKSU.466225.001, respectively. Typical aircraft keel slot antennas of the “Slit” type can be used as DKMV antennas for software, and a typical half-wave vibrator for NK.
Запись данных о местоположении выбранного для обмена данными подвижного объекта, параметров его движения и намерений экипажа ПО в наземные вычислители 15, работа одновременно с несколькими НК 1 с помощью спутниковой радиолинии и комплексирования сигналов с других радиосредств позволяют увеличить дальность устойчивой связи с подвижными объектами и обеспечить:Recording data on the location of a moving object selected for data exchange, its motion parameters and software crew intentions in ground computers 15, working simultaneously with several NK 1s using a satellite radio line and integrating signals from other radio facilities allows increasing the range of stable communication with mobile objects and ensuring:
- обмен данными между разнообразными получателями информации и находящимися за пределами радиогоризонта подвижными объектами: морскими и речными судами, автомобилями, самолетами гражданской авиации, поездами, воздушными судами малой авиации, государственной авиации;- data exchange between various information recipients and mobile objects located outside the radio horizon: sea and river vessels, automobiles, civil aviation planes, trains, small aircraft, state aviation;
- обмен данными по «последней связи» за счет хранения координат и параметров движения ПО в головном НК 1 и в наземных комплексах, с помощью которых был организован последний для соответствующего ПО 2 сеанс связи. В этом случае запись в наземных вычислителях АРМ 15 данных о местоположении ПО, параметров его движения и намерений с привязкой к единому глобальному времени позволит рассчитать экстраполяционные координаты выбранного ПО в заданный момент времени или использовать известный план полета;- data exchange via the “last connection” by storing the coordinates and parameters of the software movement in the lead NK 1 and in ground complexes, with the help of which the last communication session for the corresponding software 2 was organized. In this case, recording in the ground workstation AWP 15 data on the location of the software, its motion parameters and intentions with reference to the unified global time, it will be possible to calculate the extrapolation coordinates of the selected software at a given point in time or use a known flight plan;
- заданные требования по надежности связи с ПО и непрерывность сервиса на основе маршрутизации в наземной сети 3 передачи данных;- the specified requirements for the reliability of communication with software and the continuity of service based on routing in the terrestrial network 3 data transmission;
- работу одновременно с несколькими НК 1 в ДКМВ диапазоне или по спутниковой радиолинии, эквивалентную проведению операции ионосферного мониторинга для выбора оптимальной рабочей частоты [6, 9].- work simultaneously with several NK 1 in the DKMV band or via a satellite radio line, equivalent to conducting an ionospheric monitoring operation to select the optimal operating frequency [6, 9].
Сеть разнесенных в пространстве НК 1, соединенных между собой с помощью наземной сети 3 передачи данных, позволяет обеспечить перекрытие Евроазиатского и океанического пространства с высокой системной надежностью и пропускной способностью.A network of NK 1 spaced in space, interconnected using a ground-based data network 3, allows overlapping the Eurasian and oceanic spaces with high system reliability and throughput.
Литература:Literature:
1. В.В.Бочкарев, Г.А.Крыжановский, Н.Н.Сухих «Автоматизированное управление движением авиационного транспорта», М., Изд-во «Транспорт», 1999 г.1. VV Bochkarev, G. A. Kryzhanovsky, N. N. Sukhikh “Automated control of the movement of aircraft”, Moscow, Publishing House “Transport”, 1999
2. М.Сколник. Введение в технику радиолокационных систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1965. - 747 с.2. M. Skolnik. Introduction to the technique of radar systems: Per. from English - M .: Mir, 1965 .-- 747 p.
3. Технические системы и средства, создаваемые для Единой системы организации воздушного движения России. Каталог. Изд. 2-е перераб. и доп.М.: ОАО «НИИЭИР», 1998. - 159 с.3. Technical systems and facilities created for the Unified Air Traffic Management System of Russia. Catalog. Ed. 2nd rev. and additional M: NIIEIR OJSC, 1998. - 159 p.
4. Патент РФ №52 290 U1. М. кл. Н04В 7/26, 2006 (прототип).4. RF patent No. 52,290 U1. M. cl. HB04 7/26, 2006 (prototype).
5. В.Строителев. Новости // Новости аэронавигации 2000, №3. С.2-3.5. V. Stroitelev. News // Air Navigation News 2000, No. 3. C.2-3.
6. Б.И.Кузьмин «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция» ИКАО CNS/ATM. Москва Санкт-Петербург: ОАО «НИИЭР», 1999, 206 с.6. B.I. Kuzmin “Digital Telecommunication Networks and Systems”, part 1 “Concept” of ICAO CNS / ATM. Moscow St. Petersburg: NIIER OJSC, 1999, 206 p.
7. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.7. GPS - a global positioning system. - M .: PRIN, 1994, 76 p.
8. Д.С.Конторов, Ю.С.Голубев-Новожилов. Введение в радиолокационную системотехнику. - М.; Сов. Радио, 1971, 367 с.8. D.S. Kontorov, Yu.S. Golubev-Novozhilov. Introduction to radar systems engineering. - M .; Owls Radio, 1971, 367 pp.
9. Руководство по ВЧ-линии передачи данных (Doc9741 - AN/962). Издание первое. - ICAO, 2000, 148 с.9. Guidance on the HF data link (Doc9741 - AN / 962). First edition. - ICAO, 2000, 148 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008119708/22U RU77738U1 (en) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008119708/22U RU77738U1 (en) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU77738U1 true RU77738U1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=48231033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008119708/22U RU77738U1 (en) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU77738U1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484560C1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Onboard decametric antenna of mobile object |
| RU2505929C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | System for radio communication with mobile objects |
| RU2530015C2 (en) * | 2013-02-01 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | System of radio communication with moving objects |
| RU2529888C1 (en) * | 2013-04-19 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication method of moving objects in centimetre wave range |
| RU2581847C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Device for controlling radio stations on mobile objects |
| RU2607475C2 (en) * | 2011-10-26 | 2017-01-10 | Таль | Method for coordinated processing of signals transmitted by beacons |
| RU2614983C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-04-03 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Method for dynamic backup and distribution of channel throughput in satellite network and device therefor |
-
2008
- 2008-05-19 RU RU2008119708/22U patent/RU77738U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607475C2 (en) * | 2011-10-26 | 2017-01-10 | Таль | Method for coordinated processing of signals transmitted by beacons |
| RU2484560C1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" | Onboard decametric antenna of mobile object |
| RU2505929C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | System for radio communication with mobile objects |
| RU2530015C2 (en) * | 2013-02-01 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | System of radio communication with moving objects |
| RU2529888C1 (en) * | 2013-04-19 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication method of moving objects in centimetre wave range |
| RU2581847C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Device for controlling radio stations on mobile objects |
| RU2614983C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-04-03 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Method for dynamic backup and distribution of channel throughput in satellite network and device therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU77738U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2309543C2 (en) | System for radio communication with moving objects | |
| RU68211U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2319304C2 (en) | Complex of onboard digital communication instruments | |
| RU2557801C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU44907U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2686456C1 (en) | Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements | |
| RU2516704C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2286030C1 (en) | High frequency system and method for exchanging packet data | |
| RU52290U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2544007C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU106064U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2505929C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU103046U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2530015C2 (en) | System of radio communication with moving objects | |
| RU2518014C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2635388C1 (en) | Complex of navy means of digital communication | |
| RU99261U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU82971U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2516686C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU52289U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU106062U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2535923C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2516868C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2572521C2 (en) | System for radio communication with mobile objects |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20120702 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130520 |