Способ передачи информации

 

Способ передачи информации в виде цифровых кодированных радиосигналов, причем радиосигналы наряду с информационной частью содержат протокольную часть, для реализации высококачественной передачи информации отличается тем, что передачу информационной части радиосигналов начинают перед, во время или одновременно с обработкой протокольной части в передаточном реле, что и является достигаемым техническим результатом. 23 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу передачи информации в виде цифровых кодированных радиосигналов, при этом радиосигналы наряду с информационной частью содержат протокольную часть.

Способ рассматриваемого типа известны из практики в течение многих лет. Эти известные способы применяют, например, в мобильных радиосетях С, D1, D2 и Е - плюс. Указанные в качестве примера мобильные радиосети имеют в типичном случае неподвижные радиоустройства и внешнее управление радиосетью по отношению к операции коммутации для радиопередачи в мобильных радиосетях. Операция передачи управляется в основном внешней центральной станцией или центральной рабочей ЭВМ вне отдельных оконечных радиостанций. За счет этого оказывается внешнее влияние как на мобильные радиостанции радиосетей, так и на неподвижные радиоустройства, как, например, базисные радиостанции или радиолинейные станции отдельных неподвижных ячеек этой радиосети.

В обычной для известных радиосетей передаче информации в виде цифровых кодированных радиосигналов подлежащую передаче информацию при каждой передаче принимает передаточное реле и сперва обрабатывает в рамках обработки информации и только после этой обработки передает дальше. Для обработки радиосигналы содержат наряду с информационной частью протокольную часть в виде, например, протокола передачи. Такая обработка может включать в себя также выявление ошибок и корректуру ошибок принятых радиосигналов.

В частности, в протяженных радиолиниях для передачи информации необходимы передаточные реле. Тогда в каждом передаточном реле происходит обработка радиосигналов согласно протоколу. Тем самым скорость передачи или длительность передачи радиосигналов существенно определяется суммирующимся временем обработки в отдельных реле. Сама скорость распространения радиосигналов или время распространения радиосигналов явно отступает на задний план по сравнению с временем обработки. Во многих случаях применения передачи информации, в частности при передаче речи, такие задержки передачи, вызванные реле, являются очень неблагоприятными в отношении качества передачи.

Поэтому в основе настоящего изобретения лежит задача создать способ указанного в начале типа, с помощью которого обеспечивается передача информации с высоким качеством.

Указанная задача выполняется согласно изобретению с помощью способа с признаками пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с ним рассматриваемый способ предусматривает, что передачу информационной части начинают перед, во время или одновременно с обработкой протокольной части в передаточном реле.

Согласно изобретению было установлено, что изменение известной до настоящего времени последовательности обработки сперва протокольной части и затем передачи информации дает большой выигрыш во времени при передаче информации в виде цифровых кодированных радиосигналов. Для этого передачу информационной части начинают уже перед, во время или также одновременно с обработкой протокольной части в передаточном реле. Согласно изобретению образующийся в результате выбора последовательности передачи информационной части и обработки протокольной части выигрыш времени приводит к явному повышению качества передачи информации, в частности передачи речи. При соответственно более быстром прохождении радиосигнала через передаточное реле снижается длительность передачи в направлении чистой длительности прохождения радиосигналов.

Способ согласно изобретению находит применение не только внутри известных мобильных радиосетей с центральным управлением радиосетью, но также в децентрализованных радиорелейных сетях, например в описанной немецкой патентной заявке 19535021.9 децентрализованной радиорелейной сети, которая содержит отдельные мобильные радиостанции и мобильные радиореле, при этом мобильные радиостанции служат также мобильными радиореле и наоборот. Для реализации способа мобильные радиостанции или мобильные радиореле имеют электронные процессоры и запоминающие устройства, с помощью которых управляют действиями этих станций как оконечными абонентскими станциями и как радиорелейными станциями.

С точки зрения быстрой передачи информации является особенно предпочтительным, если необходимое для передачи информации радиосоединение будет создано уже перед передачей. Тем самым реализуется разделение создания радиосоединения и собственно передачи информации. Тем самым процесс передачи может происходить без вызванной созданием соединения временной задержки.

Обработка информации, необходимая в обычных способах для идентификации и адресации подлежащей передаче информации, осуществляется путем чтения информации протокола передачи, которая содержит подлежащий передаче пакет информации. Эта информация в обычных способах передачи информации закодирована исключительно во времени. При этом вид временной последовательности и временной характеристики цифровых импульсов образует текст или информацию.

С точки зрения особенно простой передачи информационной части перед, во время или одновременно с обработкой протокольной части можно производить дополнительно к временному кодированию частотное кодирование радиосигнала. При этом частотное кодирование можно использовать для идентификации и адресации подлежащей передаче информации. Эту протокольную часть, охватывающую идентификацию и адресацию подлежащей передаче информации, можно особенно просто передавать в основном одновременно с информационной частью. За счет этого передача радиосигналов через передаточное реле может происходить почти с чистой скоростью распространения радиоволн, так как отдельные передаточные реле для идентификации и адресации подлежащей передаче информации должны проверить и обработать только частотный код и не должны проводить полную обработку протокола. Полная обработка протокола существенно замедлила бы передачу.

Особенно предпочтительным является кодирование информации в частотный кортеж из отдельных частот. При этом частотный кортеж может быть n-кортежем.

В зависимости от потребности отдельные частоты частотного кортежа могут быть равны нулю и/или две или несколько частот внутри частотного кортежа могут быть равными.

Особенно просто использовать в качестве частот несущие радиочастоты радиосигналов.

При несинхронизированной работе передаточных реле, например в рамках создания радиосоединения или создания линии связи, релейная задержка, в частности при использовании очень многих реле, составляет существенную часть времени передачи сигнала в рамках передачи сигналов. С помощью способа согласно изобретению - способа "сперва говори, потом думай" (First talk then think) или способа F3T - можно снизить результирующуюся задержку во времени радиосигналов до почти чистого времени прохождения радиосигналов. В этом случае каждое реле симультанно передает приходящий, принятый пакет информации со сдвигом по фазе и проводит небольшую обработку сигнала, например в рамках обработки передаточного протокола и его передачи или в рамках проверки ошибок и коррекции ошибок, только после собственно передачи пакета информации.

Для предотвращения перекрестной модуляции в области передаточного реле можно изменять кодирование, и/или форму кодирования, или способ модуляции, и/или способ манипуляции несущей радиочастотой или частотами во время длительности одного радиосоединения в различных фазах радиосвязи. Тем самым обеспечивается возможность в зависимости от требований переходить от амплитудной модуляции к частотной модуляции или выборке. При этом изменение кодирования может относиться в основном к частотному кодированию. В этом случае в передаточном реле работают, например, различные передаточные местные генераторы в заданных частотных каналах по холостому ходу в отношении мощности. Они с помощью принимаемой мощности из приходящего цифрового радиосигнала электронно подключаются непосредственно к передающей антенне реле и манипулируются в соответствии со способом модуляции. При этом одновременно излучаемые снова сигналы преобразованы по частоте.

Для предотвращения сложной проверки ошибок и коррекции ошибок передача информации может происходить битами нечувствительным к помехам образом. При этом каждому информационному биту может быть предан частотный кортеж. После его интегрирования в передаточном реле бит информации может быть преобразован или манипулирован по частоте и без задержки передан дальше. При этом можно также использовать частотное кодирование или частотный код для идентификации и адресации информации. Кроме того, можно использовать частотное кодирование или частотный код для идентификации канала передачи. Кроме того, можно использовать частотное кодирование или частотный код для шифрования подлежащей передаче информации.

Несмотря на непосредственную передачу достигается еще определенное освобождение от помех сигнала в отношении подавления шума. Если переключение происходит после временного процесса интегрирования, который согласован с длительностью отдельных импульсов цифрового радиосигнала, то короткие импульсы помех в радиосигнале могут быть дискриминированы. Тогда они не могут приводить к излучению ошибочного сигнала.

В указанном выше режиме непосредственной передачи для собственно передачи информации только определенные и непосредственно адресованные целевые передаточные реле в задействованной линии передачи работают в режиме F3T (First talk then think). Абоненты радиосвязи не работают в режиме F3T (First talk then think). В этом случае радиосигналы могут быть обработаны внутри реле произведенной непосредственной передачи принятых радиосигналов. При распознавании ошибок, которым нельзя пренебрегать, может быть снова проведена передача освобожденного по ошибке сигнала.

За счет повторной передачи можно при работе в режиме F3T (First talk then think) вызвать повышение радиоактивности в радиосети, так как сперва передают ошибочные радиосигналы и затем после исправления ошибки дополнительно передают освобожденный от ошибок сигнал. Наряду с этим несинхронизированные реле, которые работают в режиме F3T (First talk then think), передают дальше при некоторых обстоятельствах без проверки радиосигналы, которые не принадлежат к их радиообмену, определяемому существующей линией связи. За счет этого при некоторых обстоятельствах существующее радиосоединение может перекрестно модулироваться чужими радиосигналами других радиосоединений.

Абоненты, как уже указывалось, никогда не работают в режиме F3T (First talk then think). Поэтому перекрестная модуляция для собственно передачи информации между абонентами радиосвязи не является существенной, так как абоненты проверяют целевой адрес цифровой частотной последовательности переданного пакета информации в рамках обработки протокола.

Однако перекрестная модуляция повышает нагрузку сети и поэтому относится к проблематике пропускной способности радиосети и проблематике радиоколлизий в радиосети и поэтому подлежит предотвращению.

Для этого кодированная в частотном кортеже информация может ожидаться в приемном реле в заданных частотных каналах с одновременным приходом или в определенном интервале времени и тем самым как бы открывать двери в данном существующем радиосоединении. До настоящего времени многочастотные способы передачи цифровой кодированной информации, как, например, частотная выборка, служили исключительно для подавления влияния помех на радиосигналы.

Точнее говоря, отдельные частотные импульсы частотного кортежа для предотвращения перекрестной модуляции можно ожидать или принимать в заданной временной последовательности внутри заданного временного окна в передаточном реле и/или в приемнике информации. Точно также можно ожидать или принимать отдельные частотные импульсы частотного кортежа с одновременным приходом в заданном отрезке времени в передаточном реле и/или в приемнике информации. За счет этого реле были бы определенным образом синхронизированы ("сегментированный способ F3T" - First talk then think).

В этом случае в процедуре радиообмена необходимо обусловить между реле определенные временные окна, в которых они работают исключительно в режиме F3T (First talk then think). Чужие пакеты информации из других смежных радиолиний при известных условиях выпадают из временных окон передачи режима F3T (First talk then think). В этом случае их сперва проверяют и при известных условиях не передают дальше.

Общий синхронный такт может быть обеспечен за счет единого стандарта времени, который все реле может принимать, например, с помощью внутренних радиочасов. В этом случае неправильная синхронизация только замедляет передачу сигналов, так как тогда подлежащие передаче радиосигналы сперва проверяются реле и только после этого передаются.

Другая возможность защиты от перекрестной модуляции в режиме F3Т (First talk then think) может быть реализована тем, что выбранное для определенного радиосоединения передаточное реле и/или приемник информации ожидают прихода частотно-кодированной информации в заданных или задаваемых частотных каналах приема или принимают их. При этом ожидаемые частотные кортежи или ожидаемые величины частот частотных кортежей радиосигналов могут быть изменены для повторного приема в течение передачи радиосигналов согласно заданному способу. Точно также могут изменяться частоты частотного кортежа согласно заданному способу. При этом имеется в виду, с одной стороны, сторона приема и, с другой стороны, сторона передачи.

В качестве особенно эффективного способа изменения возможен циклический способ. Этого можно достичь с помощью так называемого циклического способа скачка частоты, в котором реле реагирует только на приходящие радиосигналы, сигнальные импульсы которых несет совершенно определенная ожидаемая последовательность частот. При этом произвольная в начале частота передачи изменяется в ходе дальнейшей радиосвязи с помощью заданного циклического способа.

Для этого способ изменения можно проводить согласно частотной таблице, придаваемой реле и приемнику информации. Такая таблица может задаваться реле и/или приемнику информации с помощью микропроцессора.

Способ изменения в зависимости от требований может быть одинаковым для каждого передаточного реле из заданного количества передаточных реле или определенной группы передаточных реле. В качестве альтернативного решения цикл выбора частоты может быть также одинаковым для всех реле. Если одно реле получило начальную радиопередачу с определенной радиочастотой, то оно ожидает следующую передачу с этой стороны передачи с совершенно определенной частотой в соответствии с заданным при необходимости в виде таблицы циклом. Циклический способ определяет в дальнейшем ходе радиосвязи всю комбинацию радиочастот на всей радиолинии для обоих имеющихся направлений передачи, т.е. от передатчика к приемнику и обратно. Эта комбинация изменяется определенным образом при каждой последующей передаче радиосоединения.

Кроме того, заданные частотные кортежи для каждого реле из определенного числа реле или определенной группы реле могут происходить из другого способа выбора частотных кортежей или другой области циклов или отрезка циклов способа выбора частотных кортежей. Реле, которые передают дальше принятую информацию, могут при этом передавать дальше принятые радиосигналы с другим частотным кортежем. При этом особенно простым вариантом является равенство способа изменения частотного кортежа для передачи, а также для приема для соответствующих групп реле.

Мгновенная вероятность w (вероятность перекрестной модуляции реле) того, что на реле попадает радиосигнал с ожидаемой радиочастотой, который происходит не из рассматриваемого радиосоединения, уменьшается при постоянной радиоактивности с согласованием мощности передачи согласно формуле w=n⁺/m², где m равно числу применяемых радиочастотных каналов используемой полосы передач и n⁺ равно числу ближайших соседей, которые могут передавать. Это равно вероятности того, что два игрока кубиком с m числами выбросят одинаковое число.

Дальнейшего снижения этой вероятности можно достичь с помощью способа двух частот или способа нескольких частот. При этом реле настроено на пару радиочастот или частотный кортеж. Особенно просто это можно использовать при частотной модуляции или при частотной выборке радиосигналов. Демодуляция радиосигналов может происходить в рамках демодуляции совпадений. При настройке на пару радиочастот используемые радиочастоты можно произвольно или детерминированно спаривать при передаче из имеющихся радиочастот радиоканалов. В этом случае верхняя граница мгновенной вероятности W₂ для перекрестной модуляции радиосоединений равна W₂=3np(2/m(m-1))², где m равно числу имеющихся радиочастотных каналов, n равно числу реле в радиолинии и р равно числу параллельных возможностей передачи одного реле. При этом используется модель декартовой решетки.

Перекрестную модуляцию за счет радиовызовов для установления радиоконтактов для создания собственно радиосоединения можно предотвратить с помощью другого разделения модуляции. Установление радиоконтактов, которое, как указано выше, происходит не в режиме F3T (First talk then think), проводится с помощью модулированных по амплитуде или выбранных по амплитуде сигналов. Это соответствует частотной модуляции или частотной выборке пар частот с частотой v=0. Такие пары частот в режиме F3Т (First talk then think) игнорируются реле на основе демодуляции совпадений и поэтому не могут вызывать перекрестную модуляцию.

Таким образом, перекрестная модуляция возможна только во включенных, пересекающихся или соприкасающихся радиолиниях, которые в точке пересечения работают локально с одинаковым частотным кортежем цикла выбора частот. При числе дуплексных частотных каналов m=256 и 100 передачах в радиолинии и 4 параллельных возможностях передачи каждого реле при согласовании мощности передачи вероятность перекрестной модуляции для одного радиосоединения в разделенном по модуляции циклическом режиме F3Т (First talk then think) меньше, чем W₂=1,1х10^-6.

Указанная выше амплитудная выборка в рамках установления радиоконтакта имеет также преимущество экономии энергии в радиореле, так как в этом случае только для положительных битов информации цифровых радиосигналов создается мощность передачи. С другой стороны, пакеты информации во включенных радиосоединениях могут передаваться с значительно более помехоустойчивой частотной модуляцией.

При оптимизации радиолинии, например при сокращении или увеличении числа передач, необходимо снова согласовать частотный цикл. При этом отдельные реле могут руководствоваться переданной в радиопротоколе переменной величиной, которая указывает выбор частотного кортежа для следующего пакета информации.

В способе согласно изобретению существенным является то, что передаточные реле передают полезную информацию или информационную часть для приемника информации раздельно во времени от относящихся к ним протоколов передачи или управления или от указаний по управлению. При этом можно производить, в частности, обработку информации, как, например, изменение целевого адреса или проверку ошибок или коррекцию ошибок подлежащей передаче информации в передаточных реле раздельно по времени от передачи информации.

В отношении особенно простой и эффективной проверки ошибок или коррекции ошибок можно отслеживать или проверять передачу информации в каждом направлении передачи с помощью находящихся в обоюдном радиоконтакте предыдущих передаточных реле и при возникновении ошибки исправлять ее. Более точное описание проверки ошибок дано в рамках описания примера выполнения способа согласно изобретению.

Способ согласно изобретению уменьшает релейные задержки в радиорелейной сети до такой минимальной длительности, что могут быть промежуточно включены несколько сот реле в одном радиосоединении в радиорелейной сети. За счет этого возможно создание перекрывающих большие пространства радиорелейных сетей для целей связи, в которых передача информации происходит с, по меньшей мере, одинаковой скоростью передачи, как и в используемых до настоящего времени кабельных сетях или стекловолоконных сетях.

Для лучшего понимания способа согласно изобретению для передачи информации в виде цифровых кодированных радиосигналов способ подробно поясняется ниже на примере выполнения.

Способ согласно изобретению представляет собой быстрый и свободный от помех способ передачи полезной информации внутри одного радиосоединения или внутри цепи радиосоединений при необходимости очень большого числа передаточных реле. Установление радиосоединения (маршрутизация) не является предметом изобретения и последующего описания. Предполагается, что радиосоединение произведено и существует.

При многократной передаче через радиореле существуют следующие проблемы и требования: 1. Каждое реле создает задержку по времени в процессе передачи, называемом релейной ретрансляцией, которую необходимо сокращать до минимума для выполнения передачи в реальном масштабе времени, как, например, передачу речи.

2. Вызванные помехами ошибки передачи при радиопередаче сильно накапливаются при многократной передаче. Эти ошибки передачи необходимо предотвращать или иметь возможность их исправления.

Эти проблемы многократной радиорелейной передачи или передачи с многократной ретрансляцией в целом решаются с помощью изобретения.

Для минимизации времени передачи реле или времени реакции реле необходимо отказаться от занимающего много времени промежуточного запоминания длинных переданных наборов (последовательностей) информации и от внутреннего анализа ошибок и коррекции ошибок перед собственно передачей информации. Этому способствует передача в рамках цифровой передачи информации. В этом случае затраты времени на промежуточное запоминание становятся минимальными, так как они охватывают только один передаваемый радиоимпульс. Следовательно, при передаче через реле можно отказаться от анализа ошибок и коррекции ошибок.

Одноимпульсная передача имеет различные другие преимущества. Единственный подлежащий передаче бит не может быть разрушен при передаче за счет радиоинтерференции. В противоположность информационным последовательностям, которые содержат большое число передаваемых радиоимпульсов и при этом имеют сложный состав импульсов. Такой состав может быть существенно деформирован и разрушен интерференцией. Кроме того, однобитная передача предотвращает интерференционные помехи, которые вызываются распространением по нескольким путям с различным временем прохождения. Если в соответствии с договоренностью передается только один радиоимпульс в качестве единицы информации, то можно игнорировать другие такие же импульсы, которые проходят в том же канале приема и из других радиосоединений или в результате распространения по нескольким путям того же радиосоединения. При обычной передаче нельзя разделить последовательности информации, которые накладываются друг на друга с временным сдвигом и поэтому поставляют ошибочную информацию.

Передача ошибок предотвращается еще и тем, что каждое передаточное реле, которое передало один цифровой бит информации, контролирует дальнейшую передачу информационного содержания этого бита следующим передаточным реле. Это возможно, поскольку оба задействованных передаточных реле находятся в обоюдной радиодосягаемости.

Если последующее передаточное реле создает ошибку и передает ее дальше, то эта ошибка может быть распознана наблюдающим первым передаточным реле и маркируется следующим переданным вдогонку битом ошибки, который также передается дальше. Последующее передаточное реле может распознать ошибки или биты, за которыми следует бит ошибки в качестве ложных, и игнорировать их. Этот способ исключает передачу ошибок и накопление ошибок внутри цепи радиосвязи через передаточные реле.

Таким образом, для решения указанных в пунктах 1 и 2 проблем используют однобитную передачу. Однако отдельные одинаковые передаваемые радиоимпульсы, которые передаются все на одинаковой несущей частоте, не могут приводить к дифференцированию информации в цифровой передаче информации. Для дифференцирования информации внутри передачи информации необходимо привлечь другие свойства передаваемых радиоимпульсов, для того чтобы иметь возможность изображать дифференцированные информационные биты, например двоичные информационные биты и управляющие биты, биты ошибки, блокировочные биты, биты синхронизации и т.д.

Это можно производить с помощью различной формы импульсов, например, в отношении высоты импульсов или длительности импульсов передаваемых радиоимпульсов или групп передаваемых радиоимпульсов. В качестве примера тому известна радиопередача знаков Морзе с последовательностями коротких и длинных импульсов для отдельных знаков информации.

Кроме того, для этого можно использовать абсолютное или относительное временное положение одинаковых передаваемых радиоимпульсов относительно временного события, как, например, импульса синхронизации или предыдущего радиопередающего импульса или предыдущих групп импульсов. В качестве примера здесь известна простая бинарная передача кодово-импульсной модуляции.

Наконец, для этого можно выбрать также дифференцирование несущей частоты передаваемых радиоимпульсов. При этом различные цифровые информационные биты отличаются различными радиочастотами или положением частоты фазы передаваемых радиоимпульсов. В качестве примера - способ многочастотного телефонного набора.

Однако во всех известных применениях указанных выше способов всегда используют временные последовательности импульсов с, по меньшей мере, двумя или более следующими друг за другом во времени отдельными импульсами в определенном временном интервале в качестве информационного блока, например в виде логического двойного бита. Так как несколько передаваемых радиоимпульсов образуют информационный блок, то должна иметься возможность отличать их во времени от других блоков. Это производится с помощью синхронизации, т. е. с помощью определенного временного соотношения с событием во времени, как, например, относительно определенного передаваемого радиоимпульса или группы передаваемых радиоимпульсов или одного информационного бита (бита синхронизации).

В противоположность этому в изобретении используют действительно одиночные передаваемые радиоимпульсы в качестве полного информационного блока или логического информационного бита, относительное временное положение которого внутри группы передаваемых радиоимпульсов или группы битов не имеет значения для передачи информации. При этом отказываются от любой синхронизации передаваемых радиоимпульсов.

Дифференцирование информации или дифференцирование битов происходит внутри передачи информации с помощью дифференциального кода в рамках частотного кодирования. Для этого каждое передаточное реле содержит занесенную в память таблицу несущих частот и занесенный в память способ выбора частот. Как таблица с установленной последовательностью различных подлежащих использованию несущих частот, так и правила выбора, с помощью которых выбирают и используют частоту передачи из этой таблицы, одинаково заданы всем передаточным реле определенной группы передаточных реле.

При этом техническая реализация происходит с помощью включения электронных запоминающих устройств и микропроцессоров в передаточные реле, в которых внесена в память с возможностью изменения или программирования необходимая таблица частот и способ выбора и в которых происходит процесс обработки или выбор.

При многократной передаче от передаточного реле к передаточному реле необходимо преобразовывать по частоте подлежащий передаче импульс радиосигнала после радиоприема реле для того, чтобы иметь возможность тотчас или одновременно передать его дальше. Частотное преобразование предотвращает то, что при необходимости высокая выходная мощность передачи оконечного каскада реле передается на при необходимости еще (одновременно) открытый чувствительный приемный входной каскад того же частотного канала и перегружает его или при известных условиях даже разрушает его.

При этом преобразовании частоты логическая информация передается сразу тем, что передатчик выбирает совершенно определенные частоты для различных информационных битов исходя из обусловленной между передаточными реле стартовой частоты сигналов.

Для иллюстрации преобразования частоты служит помещенная в конце описания таблица.

Передачу полезной информации начинают с передачи стартового кортежа передаваемых импульсов из трех определенных несущих частот. Эти несущие частоты снова и снова изменяются от реле к реле при передаче случайно или детерминированно. Несущие частоты стартового сигнала служат одновременно каждому передаточному реле для установки исходного положения в его таблице частот для следующей передачи. Каждое передаточное реле, а также передатчик источника и приемник цели также регистрирует частоты стартового сигнала, переданного дальше их целевым передаточным реле. Поэтому они могут контролировать радиопередачу своего целевого передаточного реле в дальнейшем ходе связи.

Передаточное реле, которое получило свой стартовый сигнал и передало его дальше, ожидает теперь передачу полезной информации. Оно ожидает один из возможных передаваемых радиоимпульсов с заданными несущими частотами. Только для этих заданных радиосигналов оно держит определенные приемные радиоканалы открытыми. Число возможных радиосигналов с различными частотами соответствует числу различных информационных битов, необходимых для передачи информации. Если для передачи информации необходимы, например, два двойных логических бита и один управляющий бит, то используют три различные несущие частоты для передаваемых радиоимпульсов.

Теперь передаточное реле получает первый полезный информационный бит в одном из своих заданных каналов приема с определенными частотами передачи. Какие приемные каналы оно держит открытыми, устанавливается согласно определенному правилу выбора или определенному способу выбора. Это правило выбора известно каждому абоненту радиосети. Оно задано передаточному реле с помощью указанных запоминающего устройства и микропроцессора.

Правило выбора в отношении примера может быть следующим. Необходимо держать открытыми только те входные каналы для приема, частоты приема которых расположены в заданной таблице частот во второй, третьей и седьмой позиции при отсчете от исходной позиции в определенном направлении. Если в канале приема принят сигнал с частотной позицией 2, то имеет место информационный бит "логический 0". Если принят сигнал с частотной позицией 3, то имеет место информационный бит "логическая единица", и если принят сигнал в позиции 7, то имеет место "управляющий бит".

Таким образом, передаточное реле может полученный радиосигнал отнести к информационному биту и передать его дальше. Оно знает способ передачи и передает радиосигнал, который оно преобразовало на так много позиций на внутренней таблице частот, как это определено таблично заданным правилом выбора для подлежащего передаче информационного бита. В качестве исходной позиции для преобразования частоты реле использует позицию последнего переданного им дальше радиосигнала. Следующий приемник радиосигнала ожидает этот сигнал снова в трех возможных отсчитанных дальше частотных позициях исходя из позиции своего последнего полученного сигнала приема.

Этот способ кодирования или реконструкции информации передаваемого импульса или принимаемого импульса с помощью дифференциальных позиций несущих частот в таблице частот можно одновременно использовать как самостоятельный способ кодирования. При этом преимуществом является то, что преобразование частоты описанным образом с радиотехнической точки зрения является очень благоприятным. С помощью способа преобразования частоты можно просто достигать достаточного кодирования передаваемой информации без необходимости выполнения дополнительных стадий процесса кодирования. Это значительно сокращает аппаратные расходы при реализации способа передачи.

Если третьему не известны таблица частот и правило сдвига позиций, то на основе только радиоприема он не может получить никакой информации о кодировании. Все используемые информационные биты появляются в радиопередаче абсолютно симметрично, т.е. нет возможности определить, о каком информационном бите может идти речь, так как таблицу частот проходят циклически и для различных информационных битов могут последовательно возникать одинаковые по частоте и аналогичные передаваемые радиоимпульсы.

Если даже текст передачи является известным, то невозможно соотнести передаваемые радиоимпульсы в их временной последовательности передачи с буквами текста, так как не должно быть возможного для установления соотношения между числом знаков текста и числом передаваемых радиоимпульсов. Этого можно достичь тем, что передаточное реле после передачи информационного бита стохастическим образом принятия решения передает вслед за этим битом не имеющий значения для информации бит или же регулярный "...мнимый бит" или следующий информационный бит. Биты ошибки оказывают в этом отношении то же действие, что и мнимые биты.

В радиорелейной сети необходимо рассчитывать при необходимости на большое число реле и значительный обмен связи вблизи целевого реле. Так как для каждого радиосоединения всегда между двумя реле как в прямом, так и обратном направлении обуславливаются, по меньшей мере, два различных радиочастотных канала, то это может приводить к большой потребности в радиочастотных каналах или ширине частотной полосы.

К этому добавляется то, что все реле, расположенные по соседству, могут согласовывать частотные каналы независимо друг от друга. Поэтому существует опасность того, что в двух независимых радиосоединениях, которые расположены в пространстве слишком близко друг от друга, будут использованы одинаковые частотные каналы. Это может приводить к перекрестной модуляции между обоими радиосоединениями.

Для того чтобы подавить эту помеху в одном канале, необходимо по возможности шире разнести растр частотных каналов, для того чтобы вероятность помех в одном канале была минимальной. Это достигается тем, что между двумя реле в действительности происходит обмен несколькими передаваемыми радиоимпульсами с различными частотами в качестве одного информационного бита. Эти радиочастоты образуют в зависимости от используемого числа радиочастотные кортежи. Поэтому реле ожидает прихода не одного определенного одиночного передаваемого радиоимпульса, а кортежа передаваемых радиоимпульсов с различными несущими частотами.

Отдельные передаваемые радиоимпульсы одного частотного кортежа могут передаваться одновременно или с определенным временным интервалом. Приемник ожидает наоборот отдельные импульсы, которые совпадают или приходят с определенным временным интервалом. За счет этой демодуляции совпадений можно в значительной степени подавить перекрестную модуляцию между радиосоединениями, так как можно создавать большое число частотных комбинаций или различных частотных кортежей.

Необходимое число независимых отдельных частот, которое необходимо для большого и увеличивающегося подавления помех в радиосети, возрастает при этом менее сильно, так что необходимое число частотных каналов или ширину полосы частот для передачи в радиосети можно удерживать относительно ограниченными. Число необходимых частотных каналов и ранг частотных кортежей, а также длительность передаваемых радиоимпульсов и используемые временные окна демодуляции совпадений можно определить и оптимизировать с помощью компьютерных моделей для радиосети.

В качестве обобщения следует отметить, что в описанном способе передачи впервые используется частотно параллельная передача отдельных информационных битов с демодуляцией совпадений в приемнике, в котором дифференцированная информация битов устанавливается за счет различия позиций в таблице частотных кортежей с помощью определенных способов выбора. Как таблица частот, так и способ выбора заданы с возможностью программирования каждому реле радиосети. Этот способ передачи обеспечивает максимально быструю и очень помехоустойчивую передачу информации в радиосетях с множеством реле. Радиосигналы в рамках их частотного кодирования в частотном кортеже имеют как информационную часть, так и протокольную часть, при этом протокольная часть в объеме стартового сигнала во взаимодействии с таблицей частот является ответственной за правильную передачу логического информационного бита 0 или 1.

Формула изобретения

1. Способ передачи информации в виде цифровых кодированных радиосигналов, содержащих информационную часть и протокольную часть, с помощью передаточных реле внутри радиосети, причем передаточные реле имеют средства для обработки протокольной части, отличающийся тем, что передачу информационной части радиосигналов начинают перед, во время или одновременно с обработкой протокольной части радиосигнала в том же передаточном реле, причем передачу информации производят битами и каждому информационному биту придают кортеж из частот.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что радиосвязь, необходимую для передачи информации, устанавливают уже перед передачей.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что две или более частот внутри кортежей из частот равны.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве частот используют несущие радиочастоты радиосигналов.

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что имеют возможность изменять кодирование, и/или форму кодирования, и/или способ выборки одной или нескольких несущих радиочастот во время длительности одной радиосвязи в различных фазах радиосвязи.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что изменение кодирования относится к частотному кодированию.

7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что каждый информационный бит после его интеграции в передаточном реле преобразуют по частоте и незамедлительно передают дальше.

8. Способ по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что частотное кодирование используют для идентификации и адресации информации.

9. Способ по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что частотное кодирование используют для идентификации канала передачи.

10. Способ по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что частотное кодирование используют для шифрования подлежащей передаче информации.

11. Способ по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что отдельные частотные импульсы кортежей из частот ожидают в задаваемой временной последовательности внутри задаваемых временных окон в передаточном реле и/или в приемнике информации.

12. Способ по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что отдельные частотные импульсы кортежей из частот ожидают совмещенно в задаваемом временном интервале в передаточном реле и/или в приемнике информации.

13. Способ по одному из пп. 1-12, отличающийся тем, что в одном или нескольких выбранных для определенной радиосвязи передаточных реле и/или приемниках информации ожидают прихода частотно-кодированной информации в задаваемых частотных каналах приема.

14. Способ по одному из пп. 1-13, отличающийся тем, что ожидаемые кортежи из частот радиосигналов для повторного приема в ходе передачи радиосигналов изменяют согласно задаваемому способу выбора частот.

15. Способ по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что частоты кортежей из частот изменяют согласно задаваемому способу выбора частот.

16. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что способ выбора частот является циклическим способом.

17. Способ по одному из пп. 14-16, отличающийся тем, что способ выбора частот осуществляют согласно таблице частот, присваиваемой реле и приемнику информации.

18. Способ по одному из пп. 14-17, отличающийся тем, что способ выбора частот является одинаковым для каждого передаточного реле из задаваемого числа передаточных реле или определенной группы передаточных реле.

19. Способ по одному из пп. 14-18, отличающийся тем, что заданные кортежи из частот для каждого передаточного реле из определенного числа реле или определенной группы реле исходят из другого способа выбора кортежей из частот или другой области цикла способа выбора кортежей из частот.

20. Способ по одному из пп. 14-19, отличающийся тем, что передаточные реле, передающие дальше принятую информацию, передают принятые радиосигналы с измененными кортежами из частот.

21. Способ по одному из пп. 14-20, отличающийся тем, что способ выбора частот кортежей из частот для соответствующих групп передаточных реле являются одинаковым как для передачи, так и для приема.

22. Способ по одному из пп. 1-21, отличающийся тем, что передаточные реле передают информационную часть для приемника информации раздельно по времени от соответствующих протоколов передачи или управления или указаний по управлению.

23. Способ по одному из пп. 1-22, отличающийся тем, что обработку информации, например изменение адреса цели, или проверку ошибок, или коррекцию ошибок подлежащей передаче информации, производят в передаточных реле раздельно по времени от передачи информации.

24. Способ по одному из пп. 1-23, отличающийся тем, что передачу информации в каждом направлении передачи проверяют предшествующие передаточные реле, находящиеся во взаимном радиоконтакте, и при возникновении ошибки корректируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.05.2008

Извещение опубликовано: 27.07.2010        БИ: 21/2010

---