UA78479C2

UA78479C2 - High-rate wireless data transmission system

Info

Publication number: UA78479C2
Application number: UAA200610800A
Authority: UA
Inventors: Viktor Grygorovych Ivashkevych; Oleksandr Ivanovych Mohylnyi; Valerii Petrovych Potiienko; Volodymyr Anatolii Sevastianov; Volodymyr Volodymy Savastianov; Serhii Heorhiiovych Samillo; Borys Mykolaiovych Severhin; Illia Dmytrovych Semeniuk; Oleksii Leonidovych Smazhenko; Yurii Oleksandrovych Filatov
Original assignee: Close Joint Stock Company Plat
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2007-03-15

Abstract

The proposed high-rate wireless data transmission system contains a base station, with an omnidirectional antenna and a sectoral antenna, and a user station. The receiving antennas of the base station are conencted to the modular demodulator of the station via a signal converter. The antenna of the user station is connected to the demodulator ant the transmitter of the station via a duplexer and a signal converter. The proposed system is distinctive by its enhanced reliability.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до техніки зв'язку, що забезпечує обмін даних у високошвидкісній бездротовій мережі 9 НМ.The invention relates to communication technology that provides data exchange in a high-speed wireless network of 9 NM.

Відоме технічне рішення - мікрохвильова інтерактивна дистрибутивна інформаційна система МІДІСA well-known technical solution is the MIDIS microwave interactive distribution information system

ІРСТ/ОА2003/000042, міжнародна публікація МоУУО 2004/039076)Ї, що забезпечує доступ користувачів до інформаційних ресурсів через мережу висхідних і низхідних каналів між базовою та щонайменше однією абонентською станцією, які утворюють високошвидкісну бездротову мережу передачі даних НІіМуї, при цьому 70 базова станція містить ненаправлену антену, приймальний ланцюг зворотного каналу, який через блок розділення підключений до входу конвертора зворотного каналу, сполученого із входами демодуляторів зворотного каналу, щонайменше, один формувач прямого каналу, вихід якого через модулятор прямого каналу сполучений з передавачем прямого каналу, що підключений через суматор вказаної ненаправленої антени, а абонентська станція включає антену, що через дуплексер сполучена з понижуючим конвертером, вихід якого 19 сполучений з демодулятором прямого каналу і з передавачем зворотного каналу, вхід якого сполучений з блоком модулятора зворотного каналу, а до складу приймального ланцюга зворотного каналу введені приймальні секторні антени зворотного каналу, виходи яких підключені до входів понижуючих конвертерів зворотного каналу.IRST/OA2003/000042, international publication MoUUO 2004/039076), which provides user access to information resources through a network of uplink and downlink channels between a base station and at least one subscriber station, which form a high-speed wireless data transmission network NIiMui, while 70 base stations contains a non-directional antenna, the receiving circuit of the return channel, which is connected to the input of the return channel converter connected to the inputs of the return channel demodulators through the separation unit, at least one direct channel shaper, the output of which is connected through the forward channel modulator to the forward channel transmitter, which is connected through an adder of the specified non-directional antenna, and the subscriber station includes an antenna connected through a duplexer to a downconverter, the output of which 19 is connected to the demodulator of the direct channel and to the transmitter of the return channel, the input of which is connected to the block of the modulator of the return channel, and to the receiving circuit of the return channel receiving sector antennas of the return channel are introduced below, the outputs of which are connected to the inputs of the down-converters of the return channel.

Недоліками відомого рішення є: неоднорідність середовища передачі даних для послуг різного типу, наявність аналогових стовбурів передачі послуг і аналогових тюнерів у абонента, низька швидкість приймання-передачі даних кожного стовбура, непрозорість середовища для наскрізної передачі фреймівThe disadvantages of the known solution are: the heterogeneity of the data transmission environment for different types of services, the presence of analog trunks for the transmission of services and analog tuners at the subscriber, the low speed of data reception and transmission of each trunk, the opacity of the environment for end-to-end transmission of frames

ЕШегпеї, погана масштабованість і керованість, що вимагає створення високої вартості інфраструктури, яка масштабується. Крім того, внаслідок вказаних недоліків, система не придатна для побудови рішень для надання сервісів ТгіріеРіау, оскільки використання аналого-цифрового і аналогового стовбурів не утворює стандартний с стикз присутніми рішеннями на ринку, що, у свою чергу, не забезпечує інтегроване надання якісних сервісів і Ге) послуг кінцевим абонентам.Expenditure, poor scalability and manageability, requiring the creation of a high-cost scalable infrastructure. In addition, as a result of the indicated shortcomings, the system is not suitable for building solutions for the provision of services in Tirye Riau, since the use of analog-digital and analog trunks does not form a standard connection with existing solutions on the market, which, in turn, does not ensure the integrated provision of quality services and Ge ) of services to end subscribers.

В основу винаходу поставлене завдання створення принципово нової, орієнтованої на сервіси, мережевої архітектури розподільної системи передачі даних з прозорим для кадрів Е(ПегпейР І2//З3 моделі ОБІЛ5ЗО каналом передачі даних та високою швидкістю (100Мбіт/с) у кожному передаючому каналі від базової до о абонентської станції, що узгоджуються з концепцією побудови інтелектуальних інформаційних мереж між - складовими рішення, що пропонується.The invention is based on the task of creating a fundamentally new, service-oriented, network architecture of a data transmission distribution system with a data transmission channel transparent to E(PegpeiR I2//Z3 model OBL5ZO frames) and a high speed (100 Mbit/s) in each transmission channel from the basic to about the subscriber station, which are consistent with the concept of building intelligent information networks between the components of the proposed solution.

Поставлене завдання вирішується створенням: М 1. Пристрою високошвидкісної бездротової мережі передачі даних НІімуі (скорочення від англомовного ХНідй с взреей УмМігеІезв") (Фіг.1.), що включає базову станцію (В5) (1) та, щонайменше, одну абонентську (прикордонна, 3о рогаег) станцію (С5, ВС5) (16), при цьому базова станція (1) містить приймальні секторні антени зворотного в каналу (2), виходи яких через блок розподілення (3) підключені до входу понижуючого конвертору зворотного (висхідного, ирзігеат) каналу (4), вихід якого з'єднаний з входом демодулятора зворотного каналу (5), яка має, щонайменше, один модуль формування прямого каналу (9), вихід якого через модулятор прямого каналу « (11) сполучений з передавачем прямого каналу (12), підключеного через суматор (13) до неспрямованої антени З (14), а абонентська станція (16) містить антену (17), яка через дуплекс ер (18) з'єднана з понижуючим с конвертором (19), вихід якого з'єднаний з демодулятором прямого (низхідного, дом/пзігеат) каналу (20) та зThe task is solved by creating: M 1. A device for a high-speed wireless data transmission network NIimui (abbreviation from the English-language KhNidy s vzreei UmMigeIezv") (Fig. 1.), which includes a base station (B5) (1) and at least one subscriber (border . ) of the channel (4), the output of which is connected to the input of the reverse channel demodulator (5), which has at least one forward channel forming module (9), the output of which is connected through the forward channel modulator (11) to the forward channel transmitter ( 12), connected through the adder (13) to the non-directional antenna C (14), and the subscriber station (16) contains the antenna (17), which is connected through the duplexer (18) to the down-converter (19), the output of which connected to the demodulator of the direct (downlink, dom/psycheat) channel alu (20) and with

Із» передавачем зворотного каналу (конвертором, що підвищує) (23), вхід якого сполучений з блоком модулятора зворотного каналу (22), який відрізняється тим, що блок розподілення (3) є модульним і має від 1 до М виходів, принаймні один з яких може бути підключений до входу конвертора зворотного каналу (4), з'єднаного з 49 входом демодулятора зворотного каналу (5), а виходи демодулятора зворотного каналу (5) підключені до, 7 щонайменше, одного входу модульного програмно-апаратного комутуючого маршрутизатора зворотного каналуWith" a return channel transmitter (boost converter) (23), the input of which is connected to a return channel modulator unit (22), which is characterized in that the distribution unit (3) is modular and has from 1 to M outputs, at least one of which can be connected to the input of the reverse channel converter (4) connected to the 49 input of the reverse channel demodulator (5), and the outputs of the reverse channel demodulator (5) are connected to at least one input of the modular software-hardware switching router of the reverse channel

Ге | (7), що містить модулі декапсуляції транспортного потоку (6), з'єднані з входом (а) кореневого маршрутизатора (8), виходи (Б) якого підключені до входів модулів формування прямого каналу (9) модульного шк програмно-апаратного комутуючого маршрутизатора прямого каналу (10), а до складу абонентської станції (16) -і 20 включений прикордонний шлюз (Брогадег даїемау) (21), з'єднаний, відповідно, з виходом демодулятора прямого каналу (20) та модулятором зворотного каналу (22). с 2. Винахід за п. 1, який відрізняється тим, що центр формування інформаційних послуг (15) складається з серверів послуг, приймальних станцій аналогового і цифрового теле- і радіосигналу, сховищ і баз даних і знань, обчислювальних платформ та кластерів, серверів білінгу та моніторингу, об'єднаних в локальну 29 обчислювальну мережу, і підключений до портів (с) кореневого маршрутизатора (8).Ge | (7) containing transport flow decapsulation modules (6) connected to the input (a) of the root router (8), the outputs (B) of which are connected to the inputs of the direct channel formation modules (9) of the modular shk software-hardware switching router of the direct channel (10), and the subscriber station (16) and 20 include a border gateway (Brogadeg daiemau) (21), connected, respectively, to the output of the demodulator of the direct channel (20) and the modulator of the reverse channel (22). c 2. The invention according to item 1, which is characterized by the fact that the center for the formation of information services (15) consists of service servers, receiving stations of analog and digital television and radio signals, data and knowledge storage and databases, computing platforms and clusters, billing servers and monitoring, combined in a local 29 computer network, and connected to the ports (c) of the root router (8).

ГФ) 3. Винахід за п. 2, який відрізняється тим, що до груп портів (4) кореневого маршрутизатора (8) можуть бути підключені: публічна (РТМ-Рибіїс зу/існеа (еіерпопе пеїмжогк) телефонна мережа загального користування о (ТМЗК, РЗТМ), провайдер послуг Інтернет (ІЗР), глобальні мережі передачі даних (УУАМ), в т.ч. для доставки теле- і радіосигналу. бо 4. Винахід за п.3, який відрізняється тим, що до складу абонентської станції введений пристрій абонентського доступу (Зеї Тор Вох) (ЗТВ), підключений до порту Е(Шегпеї прикордонного шлюзу (21), а до пристрою абонентського доступу (ЗТВ) підключений телевізійний приймач (ТМ), через який абонент може отримувати відповідні сервіси, управляючи ними за допомогою пристрою абонентського доступу (ЗТВ). 5. Винахід за п.4, який відрізняється тим, що прикордонний шлюз (21) може мати декілька портів Е(Пегпеї, бо до яких можуть бути підключені персональний комп'ютер абонента (РОС), телефон (РІіопе, ІРРпопе), пристрої абонента, об'єднані в локальну або персональну мережу передачі даних (ГАМ/РАМ), за допомогою відповідних технологій. б. Винахід за п.5, який відрізняється тим, що модулі формування прямого каналу (9) модульного програмно-апаратного комутуючого маршрутизатора прямого каналу (10) формують на виході середовище передачі даних, прозоре на рівні 2 моделі взаємодії відкритих систем (О5ІЛ5О).GF) 3. The invention according to item 2, which differs in that the following can be connected to the groups of ports (4) of the root router (8): public (RTM-Ribiis zu/isnea (eierpope peimzhogk) public telephone network about (TMZK, RZTM), Internet service provider (IZR), global data transmission networks (UUAM), including for the delivery of television and radio signals. 4. The invention according to item 3, which differs in that a device is included in the subscriber station subscriber access (Zei Tor Voh) (ZTV), connected to port E (Shegpei border gateway (21), and a television receiver (TM) is connected to the subscriber access device (ZTV), through which the subscriber can receive relevant services, controlling them using 5. The invention according to item 4, which is characterized by the fact that the border gateway (21) can have several E (Pegpei) ports, to which the subscriber's personal computer (ROS), phone ( RIiope, IRRpope), subscriber's devices combined into local or personal nal data transmission network (GAM/RAM) using appropriate technologies. b. The invention according to claim 5, which is characterized by the fact that the direct channel formation modules (9) of the modular hardware and software switching router of the direct channel (10) form at the output a data transmission environment transparent at level 2 of the open systems interaction model (О5ИЛ5О).

До відмінних від відомої системи МІДІС ознак запропонованої системи НІМУі відносяться: 1. Передача кадрів Е(Шегпеї з базової станції на абонентські станції без інкапсуляції їх у транспортний потік ОМВ, завдяки чому швидкість низхідного потоку окремо взятого стовбура складає 100Мбіт/с. 70 2. Використання однорідного середовища передачі даних (Е(Шегпеї)) і уніфікація транспортного протоколу (ІР) для передачі даних у всіх блоках системи, що дозволяє скористатися всіма перевагами мереж ЕПегпеї, значно спрощує інфраструктуру системи, знижує вартість компонентів, управління і обслуговування, а також значно розширює масштабованість системи за рахунок стандартизації стиків.The features of the proposed NIMUi system that differ from the known MIDIS system include: 1. Transmission of E(Shegpei) frames from the base station to the subscriber stations without encapsulating them in the OMV transport stream, due to which the downstream speed of an individual trunk is 100 Mbit/s. 70 2. Use uniform data transmission environment (E(Shegpei)) and the unification of the transport protocol (IP) for data transmission in all units of the system, which allows you to take advantage of all the advantages of EPegpei networks, significantly simplifies the system infrastructure, reduces the cost of components, management and maintenance, and also significantly expands scalability of the system due to the standardization of joints.

З. Введення до складу базової станції модульних програмно-апаратних маршрутизуючих комутаторів низхідного і висхідного каналів для забезпечення безпеки і керованості потоками даних висхідних і низхідних каналів, а також наскрізну підтримку і керованість політиками Со5, фільтрації доступу до середовища передачі, забезпечення масштабованості, надійності і стикованості системи з іншими стандартними рішеннями на базі стандарту Е(Пегпеї. 4. Введення в структуру системи кореневого маршрутизатора для управління потоками даних між 2о складовими системи, а також для підключення до публічних телефонних мереж загального користування (ТМЗК,C. Introduction of modular hardware and software routing switches of downlink and uplink channels to the base station to ensure security and manageability of data flows of uplink and downlink channels, as well as end-to-end support and manageability of Co5 policies, filtering access to the transmission environment, ensuring scalability, reliability and connectivity systems with other standard solutions based on the E (Pegpei) standard. 4. Introduction of a root router into the structure of the system for managing data flows between 2 components of the system, as well as for connecting to public telephone networks of general use (TMZK,

РЗТМ), провайдерам послуг Інтернет (ІЗР), глобальним мережам передачі даних (УУАМ), у т.ч. для доставки теле- і радіосигналу. 5. Введення в структуру єдиного центру управління, зберігання даних і формування послуг, що є високошвидкісним сегментом мережі з серверів моніторингу, управління, білінгу, зберігання даних, комутації сч об голосових і відео-пакетів, стрімінга, приймальних станцій аналогового і цифрового теле- і радіосигналу, сховищ і баз даних і знань, обчислювальних платформ різного призначення для формування інших послуг та ін. і) б. Введення до складу абонентської станції прикордонного шлюзу, що формує керовану мережу, що масштабується, між інфраструктурою кінцевого сегменту користувача і бездротовою сервіс-орієнтованою мережею, утвореною вказаним винаходом. б зо 7. Введення в структуру системи цифрового пристрою абонентського доступу (зекіор рох, 5ТВ) до якого підключений телевізор, через який здійснюється доступ кінцевими користувачами до основних, призначених для - користувача, мультимедійних послуг і сервісів. «гRZTM), Internet service providers (IZR), global data transmission networks (UUAM), including for the delivery of television and radio signals. 5. Introduction into the structure of a single control center, data storage and service formation, which is a high-speed segment of the network from servers for monitoring, management, billing, data storage, switching of voice and video packets, streaming, reception stations of analog and digital television and radio signal, repositories and databases and knowledge, computing platforms of various purposes for the formation of other services, etc. i) b. Introduction to the composition of the subscriber station of the border gateway, which forms a controlled, scalable network between the infrastructure of the end segment of the user and the wireless service-oriented network formed by the specified invention. б зо 7. Introduction into the system structure of a digital subscriber access device (zekior roh, 5TV) to which a TV is connected, through which end users access the main multimedia services and services intended for the user. "Mr

Таким чином, в заявленому технічному рішенні вирішуються поставлені завдання, а саме: - Замкнута, збалансована з погляду масштабованості система, технічним результатом винаходу якої є цілісна со високошвидкісна бездротова сервіс-орієнтована ієрархічна мережа. ї- - Подолання проблеми останньої милі за допомогою заявленого винаходу - бездротової мережі НІМУі з великим радіусом (до 50-бОкм.) дії на основі сервіс-орієнтованої мережевої архітектури, що дозволить ефективно використовувати запропоноване рішення для розгортання мережі для надання послуг ТгіріеРіау. - Висока масштабованість і гнучкість системи, стандартизація стиків усередині системи і між іншими « бистемами, базовий протокол передачі даних системи ІР, прозорість до рівня 2 моделі ОБІЛЗО каналів передачі пл») с даних, що дозволить досягти значного економічного ефекту при впровадженні системи, в подальшому . обслуговуванні і нарощуванні як потужності каналів, так і кількості сервісів. и? - Висока швидкість передачі даних в стовбурі системи: 100Мбіт/с, що дозволяє передавати чималі масиви даних або відео. - Універсальність способу доставки послуг на базі протоколів ІР за допомогою цифрового пристрою -І абонентського доступу (зер рох, ЗТВ), до якого підключений телевізор.Thus, the stated technical solution solves the set tasks, namely: - A closed system, balanced in terms of scalability, the technical result of the invention of which is an integrated high-speed wireless service-oriented hierarchical network. - Overcoming the problem of the last mile with the help of the claimed invention - a NIMUi wireless network with a large radius (up to 50 km) of action based on a service-oriented network architecture, which will allow effective use of the proposed solution for the deployment of the network for the provision of TgirieRiau services. - High scalability and flexibility of the system, standardization of connections within the system and between other "bistems, the basic data transmission protocol of the IR system, transparency up to level 2 of the OBILZO model of PL transmission channels") with data, which will allow to achieve a significant economic effect when implementing the system, in the future . servicing and increasing both the capacity of channels and the number of services. and? - High speed of data transfer in the trunk of the system: 100 Mbit/s, which allows you to transfer large amounts of data or video. - Universality of the method of delivering services based on IR protocols using a digital device - And subscriber access (Zer Roh, ZTV) to which the TV is connected.

Фіг.1. Схематичне зображення пристрою високошвидкісної бездротової мережі передачі даних Нім со Вказаний винахід може бути застосований для побудови сервіс-орієнтованих мереж масового доступу їх середнього масштабу (до 50км радіусом) для надання наступних послуг: - Передачі даних і доставки будь-якого контенту з високою швидкістю (100Мбіт/с). - - Масової одночасної передачі контенту.Fig.1. Schematic representation of the device of a high-speed wireless data transmission network Nim so The specified invention can be applied to build service-oriented mass access networks of their medium scale (up to 50 km radius) to provide the following services: - Data transmission and delivery of any content at high speed (100 Mbit /with). - - Mass simultaneous transmission of content.

Ге - Обслуговування кожного абонента (прямий доступ до абонента), що персоналізується. - Послуг ІР-телефонії (Мо!Р). - Послуг цифрового телебачення і інтерактивного телебачення (ІР-ТМ), рейтинги. 5Б - Послуг платного телебачення. - Послуг "відео-на-замовлення" (Моб).Ge - Personalized service for each subscriber (direct access to the subscriber). - IR-telephony services (Mo!R). - Services of digital television and interactive television (IR-TM), ratings. 5B - Pay TV services. - Video-on-demand services (Mob).

Ф) - Проведення відеоконференцій або використання відео-телефонії. ка - Захисту даних, що передаються. - Надання і підкріплення вже існуючих каналів передачі даних будь-яких організацій, у т.ч. для освітніх бор Чілей, телемедицини. - Доставку послуг зв'язку в будь-яку місцевість на відстані до 5О0км в умовах прямої видимості, або до 8Окм через ретранслятор. - Підкріплення каналом зв'язку базових станцій мобільного зв'язку, організація пої-зрогів мережі УМі-РЇЛЛ/ЛМАХ. - Організація каналів для систем моніторингу і відеоспостереження, а також охоронної і пожежної 65 сигналізації, служб оповіщення. - Надання масових мультимедійних послуг. Сумарна здатність базової станції, що передає, може бути більша за 10Гбіт/с, в залежності від використаного частотного діапазону. - Подолання проблем останньої милі - канальна швидкість системи практично не зменшується із збільшенням дальності (100Мбіт/с на 5Окм).F) - Conducting video conferences or using video telephony. ka - Protection of transmitted data. - Provision and reinforcement of already existing data transmission channels of any organizations, including for educational boards of Chile, telemedicine. - Delivery of communication services to any area at a distance of up to 5O0km in line of sight, or up to 8Okm through a repeater. - Reinforcement of mobile communication base stations with a communication channel, organization of points-corners of the UMi-RYLL/LMAK network. - Organization of channels for monitoring and video surveillance systems, as well as security and fire 65 signaling, notification services. - Provision of mass multimedia services. The total capacity of the transmitting base station can be greater than 10 Gbit/s, depending on the used frequency range. - Overcoming the problems of the last mile - the channel speed of the system practically does not decrease with increasing range (100 Mbit/s per 5 km).

Claims

The formula of the invention

1. A Nimui high-speed wireless data transmission system comprising a base station containing 70 reverse channel receiving antennas, the outputs of which are connected via a distribution block to the input of a reverse channel down-converter, with an output connected to the input of a reverse channel demodulator, at least one a direct channel forming module, the output of which is connected through a direct channel modulator to a direct channel transmitter connected to a non-directional antenna through an adder, and the subscriber station contains an antenna connected to a down-converter through a duplexer, the output of which is connected to a direct channel demodulator and with a return channel transmitter, with an input connected to a return channel modulator unit, characterized in that the distribution unit is modular, and has from 1 to M outputs, at least one of which can be connected to the return channel converter input, connected with the input of the return channel demodulator, and the outputs of the return channel demodulator connected to at least one input of a modular software-hardware switching router of the reverse channel,

20. THAT contains traffic flow decapsulation modules connected to the input of the root router, the outputs of which are connected to the inputs of the direct channel formation modules of the modular software-hardware switching router of the direct channel, and the subscriber station includes a border gateway connected, respectively, with forward channel demodulator output and reverse channel modulator.

2. The system according to claim 1, which is distinguished by the fact that the base station includes a center for the formation of 25 information services, which consists of service servers, analog and digital television and radio signal receiving stations, data and knowledge storage and databases, computing platforms and clusters, billing and (o) monitoring servers, united in a local computer network, and connected to the ports of the root router.

C. The system according to claim 2, which differs in that the following can be connected to the groups of ports of the root router: a public telephone network, an Internet service provider, global data transmission networks, including for the delivery of television and radio signals. in.

4. The system according to item C, which differs in that the subscriber station includes a subscriber access device, which is connected to port E(tegpay of the border gateway and has video information output ports for connecting an information display device or a television receiver through which ( 2.0) 35 the subscriber can receive the relevant TgirieRiau services by managing them with the help of the subscriber access point device.

5. The system according to claim 4, which is characterized by the fact that the border gateway, which contains at least 2 ESHegpay ports, to which the subscriber's personal computer, phone, subscriber's devices can be connected, combined into a local or personal data transmission network using technologies E (Pegpei or technologies "wireless data transmission. with s b. The system according to claim 5, which differs in that the modules of the direct channel formation of the modular hardware and software switching router of the direct channel are made with the possibility of forming at the output a data transmission medium transparent to levels 2 and Z of the model of interaction of open systems O5I/LZO.