Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для организации цифровой связи в системах автоматизированного обмена данными воздух-земля. Техническим результатом является повышение эффективности системы за счет увеличения пропускной способности устройства, а именно передачи с подвижных объектов потребителю информации всех принятых сообщений независимо от их приоритета. Указанный технический результат достигается тем, что в центральную станцию системы радиосвязи с подвижными объектами введены два счетчика импульсов, два формирователя импульсов, линия задержки, причем выход генератора импульсов дополнительно подключен к синхровходам счетчиков, выходы которых подключены соответственно к входам «Сдвига» сдвигающего регистра, «Записи» блока управления и к входу «Считывание» блока управления, вход третьей схемы ИЛИ через линию задержки к входам «Установка в нуль» счетчиков импульсов, третий выход блока управления подключен к входу блока хранения сигналов передачи, начальная установка блоков задания приоритетов и управления, счетчики загрузки системы осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс». 2 ил.

 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для организации цифровой связи в системах автоматизированного обмена данными воздух-земля.

Известна система радиосвязи, содержащая в наземной станции приемник, демодулятор, передатчик, модулятор, блок регистрации данных, блок выдачи данных, два элемента И, дешифратор сообщений, буферный регистр адресов подвижных объектов, счетчик загрузки системы, счетчик числа объектов, генераторы тактовых импульсов, ключ свободного доступа, буферный запоминающий блок, формирователь временного окна, линию задержки, ключ адресного опроса, дешифратор приоритетов сообщений, блок регистров приоритетных сообщений, коммутатор - распределитель сообщений, блок таймеров, счетчик числа переспросов, генератор импульсов сброса, в бортовой станции - антенный коммутатор, приемник, демодулятор, дешифратор адреса, модулятор, передатчик, блок регистрации данных, блок выдачи данных [1].

К недостаткам данной системы следует отнести ограниченные возможности по числу обслуживаемых подвижных объектов (ПО) и отсутствие адаптации к изменению числа сообщений в канале связи.

Наиболее близкой к заявляемому объекту является центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами, содержащая последовательно соединенные приемник, демодулятор и блок дешифраторов адреса, а также передатчик, генератор импульсов, n таймеров, счетчик загрузки системы, блок задания приоритетов, счетчик числа приоритетных сообщений, последовательно соединенные формирователь сигнала включения передачи, блок хранения сигнала передачи, блок регистрации данных, блок выдачи данных, n элементов И, n счетчиков импульсов, n первых ключей, блок управления, n первых, n вторых формирователей импульсов, третий, четвертый формирователи импульсов, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, и запоминающий блок, где n - число обрабатываемых сообщений с подвижных объектов [2]. К недостаткам прототипа следует отнести:

- ограничение по числу обрабатываемых с ПО сообщений из-за наличия порога в счетчике числа приоритетных сообщений и счетчике загрузки системы, при превышении которого менее приоритетные сообщения не обрабатываются и не поступают потребителю информации, что приводит к потере части данных;

- процесс формирования ответных (запросных) сообщений на ПО не связан во времени с процессом приема и обработки сообщений с ПО;

- не использована возможность увеличения скорости считывания данных потребителю с запоминающего блока по сравнению со скоростью записи принимаемой информации с ПО в сдвигающие регистры;

- после каждого превышения в счетчике загрузки системы заданного порога диспетчеру необходимо включать команду «Сброс» для установки в «Нуль» блока задания приоритетов, счетчика загрузки системы и блока управления.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности системы за счет увеличения пропускной способности устройства, а именно, передачи с подвижных объектов потребителю информации всех принятых сообщений независимо от их приоритета.

Указанный технический результат достигается тем, что в центральную станцию системы радиосвязи с подвижными объектами, содержащую последовательно соединенные приемник, демодулятор и сдвигающий регистр, расположенный в блоке дешифраторов адреса, а также блок регистрации данных и первый запоминающий блок, расположенные в блоке управления, последовательно соединенные блок хранения сигнала передачи, блок формирования сигнала включения передачи, передатчик, а также генератор импульсов, n таймеров, счетчик загрузки системы, блок задания приоритетов, счетчик числа приоритетных сообщений, n элементов И, n счетчиков импульсов, n первых ключей, блок управления, n первых, n вторых формирователей импульсов, третий, четвертый формирователи импульсов, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, где n - число обрабатываемых сообщений с подвижных объектов, причем сигнальный выход блока дешифраторов адреса соединен с входами n первых ключей, выходы которых через четвертый элемент ИЛИ соединены с сигнальным входом блока управления, выходы n элементов совпадения блока дешифраторов адреса соединены с n входами блока задания приоритетов, входами n счетчиков импульсов и входами n первых линий задержки, выходы которых через соответствующие таймеры соединены с первыми входами соответствующих n элементов И, выходы которых соединены с входами соответствующих n счетчиков импульсов, выходы которых через соответствующие вторые формирователи импульсов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом «Сброс» счетчика числа подвижных объектов, вход записи которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого через соответствующие n первых формирователей импульсов соединены с соответствующими выходами элементов совпадения блока дешифраторов адреса, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами n элементов И, выход счетчика числа подвижных объектов соединен через третий элемент ИЛИ с входом счетчика загрузки системы, выход которого соединен с управляющим входом блока задания приоритетов и вторым входом блока управления, первый выход которого через третий формирователь импульсов соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом блока хранения сигнала передачи, n выходов блока задания приоритетов соединены с входами управления n первых ключей, введены (n+1)-й и (n+2)-й счетчики импульсов, пятый и шестой формирователи импульсов, (k+n+1)-я линия задержки, причем выход генератора импульсов дополнительно подключен к входам (n+1)-го и (n+2)-го счетчиков импульсов, выход (n+1)-го счетчика импульсов через пятый формирователь импульсов подключен к входам «Сдвига» сдвигающего регистра, расположенного в блоке дешифраторов адреса, и «Записи» блока управления, выход (n+2)-го счетчика импульсов через шестой формирователь импульсов подключен к входу «Считывание» блока управления, выход третьего элемента ИЛИ через (k+n+1)-ю линию задержки подключен к входам «Установка в нуль» (n+1)-го и (n+2)-го счетчиков импульсов, третий выход блока управления подключен к входу блока хранения сигналов передачи, начальная установка блоков задания приоритетов и управления, счетчика загрузки системы осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс», в блоке управления сигнальный вход подключен к входам k вторых линий задержки и k дешифраторов типа сообщений, выходы k вторых линий задержки подключены к информационным входам соответствующих k вторых ключей, выходы k дешифраторов типа сообщения через k соответствующих четвертых формирователей импульсов подключены одновременно к управляющим входам k вторых ключей и к k входам анализатора типа сообщений, где k - число типов сообщений, кроме того, выход первого из k четвертых формирователей импульсов через счетчик числа приоритетных сообщений подключен к входу элемента НЕ, третьего ключа и третьего формирователя импульсов, а вычитающий вход счетчика числа приоритетных сообщений - через седьмой формирователь импульсов к выходу первого запоминающего блока, выходы остальных (k-1) вторых ключей через пятый элемент ИЛИ подключены к информационному входу второго запоминающего блока, вход «Записи» блока управления через (k+n+2)-ю линию задержки подключен к входам первого и второго запоминающих блоков, вход «Считывание» блока управления через (n+1)-й элемент И подключен к входу второго запоминающего блока, а через третий ключ - к входу первого запоминающего блока, выход анализатора типа сообщения через последовательно соединенные восьмой формирователь импульсов и (k+n+3)-ю линию задержки подключен к входу блока хранения сигналов передачи, выход счетчика загрузки системы подключен также к входу блока регистрации данных, расположенному в блоке управления, установка в нуль блока регистрации данных и счетчика числа приоритетных сообщений осуществляется путем подачи сигнала «Сброс», выход первого из k вторых ключей подключен к входу «Считывание» первого запоминающего блока, выходы первого и второго запоминающих блоков подключены к шестому элементу ИЛИ, выход которого является выходом станции.

На фиг.1 приведена структурная схема центральной станции системы радиосвязи с подвижными объектами, на фиг.2 - структурная схема блока управления.

Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами содержит последовательно соединенные приемник 1, демодулятор 2 и блок 3 дешифраторов адреса, блок 4 задания приоритетов, n таймеров 5, первые n линий 6 задержки, n элементов И 7, n счетчиков 8 импульсов, генератор 9 импульсов, n первых 10 и n вторых 11 формирователей импульсов, первый 12 и второй 13 элемент ИЛИ, счетчик 14 числа подвижных объектов, третий элемент ИЛИ 15, счетчик 16 загрузки системы, n первых ключей 17, четвертый элемент ИЛИ 18, третий формирователь 19 импульсов, блок 20 управления, передатчик 21, блок 22 формирования сигнала включения передачи, блок 23 хранения сигнала передачи, четвертый формирователь 24 импульсов, расположенные в блоке дешифраторов адреса 3 элементы 25 совпадения, блок 26 адресов, сдвиговый регистр 27.

Блок управления 20 содержит k вторых линий 28 задержки, k вторых ключей 29, четвертые формирователи 30, счетчик 31 числа приоритетных сообщений, третий ключ 32, первый запоминающий блок 33, k дешифраторов 34 типов сообщений, (n+1)-й и (n+2)-й счетчики 35 и 36 импульсов, пятый 37 и 38 шестой формирователи импульсов, (n+k+1)-ю линию 39 задержки, анализатор 40 типа сообщений, элемент НЕ 41, седьмой формирователь 42 импульсов, пятый элемент ИЛИ 43, второй запоминающий блок 44, (n+k+2)-ю линию 45 задержки, (n+1)-й элемент И 46, восьмой формирователь 47 импульсов, (n+k+3)-ю линию 48 задержки, блок 49 регистрации данных, шестой элемент ИЛИ 50.

Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами функционирует следующим образом. Сформированные на ПО сообщения последовательно во времени поступают на приемник 1 обрабатываются в демодуляторе 2 и в виде последовательности импульсов подаются на вход сдвигового регистра 27, расположенного в блоке 3 дешифраторов адреса. Под действием импульсов с выхода пятого формирователя 37 импульсов, подаваемых на вход «Сдвига», цифровая последовательность продвигается по сдвиговому регистру 27. Записанная в сдвиговом регистре 27 информация в параллельном виде поступает на соответствующие входы n элементов 25 совпадения, на вторые входы которых в параллельном виде подается информация о заданных для центральной станции типах сообщений. Импульсы с выхода пятого формирователя 37 импульсов поступают также на вход «Записи» блока 20 управления. Эти импульсы формируются с помощью (n+1)-го счетчика 35 импульсов, где n - число обрабатываемых сообщений с подвижных объектов. «Установки в нуль» счетчиков 35 и 36 импульсов осуществляется импульсами с выхода третьего элемента ИЛИ 15, подаваемыми на соответствующие входы и задержанными в (k+n+1)-й линии 39 задержки на время т₁ (т₁<т), где т - время задержки в n первых линиях 6 задержки, k - число типов сообщений. Выход генератора 9 импульсов дополнительно подключен к входам (n+1)-го и (n+2)-го счетчиков импульсов. Выход (n+2)-го счетчика 36 импульсов соединен с входом шестого формирователя 38 импульсов. Фазирование группы из n счетчиков 8 импульсов осуществляется импульсами с выхода соответствующего элемента 25 совпадения, расположенного в блоке 3 дешифраторов адреса. При совпадении поступающего адреса и адреса, хранящегося в блоке 26 адресов блока 3 дешифраторов адреса, срабатывает соответствующий элемент 25 совпадения. Сигнал с его выхода через один из n первых формирователей 10 импульсов, первый элемент ИЛИ 12 поступает на вход «Записи» счетчика 14 числа подвижных объектов и увеличивает записанную ранее величину на единицу. Одновременно сигнал с выхода элемента 25 совпадения сбрасывает соответствующий из n счетчиков 8 импульсов и через одну из n первых линий 6 задержки запускает один из n таймеров 5, который срабатывает и открывает на время т соответствующий один из n элементов И 7, через который в один из n счетчиков 8 импульсов начинают поступать счетные импульсы с генератора 9 импульсов. Если за время т i-й элемент 25 совпадения не срабатывает, т.е. подвижный объект не вышел на связь (вышел из зоны устойчивой радиосвязи), то соответствующий счетчик 8 импульсов заполнится и сформированный на его выходе импульс через один из n вторых формирователей 11 импульсов, второй элемент ИЛИ 13 поступает на вычитающий вход счетчика 14 числа подвижных объектов. Если за время т i-й элемент 25 совпадения вновь срабатывает, то импульс с выхода данного элемента 25 совпадения обнуляет соответствующий счетчик 8 импульсов и через одну из n первых линий 6 задержки вновь запускает таймер 5 на время т. При несовпадении адресов принятых сообщений с заданными диспетчером в блок 26 адресов или заложенными заранее в блоке 26 адресов, а также при наложении сообщений от нескольких ПО на выходе элементов 25 совпадения сигналы отсутствуют.

Одновременно сигнал с выхода элемента 25 совпадения поступает на один из n входов блока 4 задания приоритетов, который имеет несколько режимов функционирования и меняет режимы опроса n первых ключей 17 в зависимости от сигнала на управляющем входе блока 4 задания приоритетов. Счетчик 16 загрузки системы используется для оценки числа обработанных сообщений с выхода третьего элемента ИЛИ 15 за заданный интервал времени. Выход счетчика 16 загрузки системы подключен к входам блока 4 задания приоритетов и блока 20 управления соответственно. Данные о числе принятых сообщений отображаются на блоке 49 регистрации данных, расположенного в блоке 20 управления. Команда «Сброс» на блок 4 задания приоритетов, счетчик 16 загрузки системы, блок 20 управления, счетчик 31 числа приоритетных сообщений и блок 49 регистрации данных подается только в начале работы для установки в «Нуль» регистров и счетчиков соответствующих блоков.

Обработка сообщений в блоке 20 управления осуществляется следующим образом. Сообщение в виде последовательности импульсов поступает на сигнальный вход блока 20 управления, на k вторых линий 28 задержки и на k дешифраторов 34 типа сообщений. Тип сообщения несет в себе информацию о его назначении, например, для воздушных судов: аварийные сигналы, сообщения автоматического зависимого наблюдения, данные обмена «пилот-диспетчер». В общем случае может быть k типов сообщений, которые разделяются по приоритетам. Сигналы, характеризующие признаки типов сообщений, с выходов одного из k четвертых формирователей 30 импульсов поступают на соответствующий вход анализатора 40 типа сообщения, с выхода которого через восьмой формирователь 47 импульсов и (k+n+3)-ю линию 48 задержки поступают на вход блока 23 хранения сигналов передачи, а затем, пройдя блок 22 формирования сигнала включения передачи, передатчик 21, в форме радиосигнала излучаются в пространство для находящихся там подвижных объектов. На сообщения, для которых не требуется ответное слово, на выходах анализатора 40 типа сообщения сигналы отсутствуют. В это время для передатчика 21 могут формироваться сообщения, посылки которых являются необходимыми для обозначения типа (номера) центральной станции системы радиосвязи с подвижными объектами, например, скваттерные посылки для воздушных судов гражданской авиации. При поступлении сообщения высшего приоритета срабатывает первый из k дешифраторов 34 типа сообщения и через соответствующий из k формирователей 30 импульсов сигнал поступает на информационный вход первого из k вторых ключей 29, через который информация заносится в первый запоминающий блок 33. На управляющий вход первого из k вторых ключей 29 подается сигнал с выхода первого из k четвертых формирователей импульсов. Этот же сигнал подается на вход реверсивного счетчика 31 числа приоритетных сообщений. При этом содержимое реверсивного счетчика 31 числа приоритетных сообщений увеличивается на единицу. Запись данных высшего приоритета в первый запоминающий блок 33 осуществляется импульсами с выхода пятого формирователя 37 импульсов, задержанными в (k+n+2) линии 45 задержки.

Менее срочные сообщения (с приоритетом от 2 до k) после прохождения последовательно во времени, как они сформированы для передачи с подвижных объектов, обрабатываются так же, как и в рассмотренных выше блоках 28 и 29, объединяются в пятом элементе ИЛИ 43 и поступают на информационный вход второго запоминающего блока 44. Для записи информации во второй запоминающий блок 44 используются импульсы с выхода (k+n+2)-й линии 45 задержки. Считывание информации с первого и второго запоминающих блоков 33 и 44 осуществляется синхронно следующими пачками импульсов с выхода шестого формирователя 38 импульсов через третий ключ 32 и (n+1)-й элемент И 46 соответственно, подаваемыми на вход «Считывания» блока 20 управления, со скоростью, превышающей скорость записи данных. Это позволяет обеспечить передачу потребителю информации менее приоритетных сообщений, в интервалы времени, свободные от передачи приоритетных сообщений с первого запоминающего блока 33. До тех пор, пока не переданы приоритетные сообщения с первого запоминающего блока 33, на выходе счетчика 31 числа приоритетных сообщений присутствует высокий уровень, который разрешает прохождение через третий ключ 32 импульсов для считывания данных с первого запоминающего блока 33 и подается на вход элемента НЕ 41. В остальных случаях инверсный сигнал с выхода элемента НЕ 41 разрешает считывание менее приоритетных сообщений со второго запоминающего блока 44 с помощью импульсов, прошедших через (n+1)-й элемент ИЛИ 46. Разделенные во времени сообщения с запоминающих блоков 33 и 44 после объединения в шестом элементе ИЛИ 50 поступают получателю информации. После передачи каждого приоритетного сообщения с седьмого формирователя 42 импульсов на вычитающий вход счетчика 31 числа приоритетных сообщений поступает импульс, возвращающий его в исходное состояние. Этим обеспечивается исключение перегрузки канала связи за счет постоянной установки в «Нуль» счетчика 31 числа приоритетных сообщений после передачи данных с высшим приоритетом с первого запоминающего блока 33.

Блоки 1-34 по назначению и структуре одинаковые с прототипом. Они могут быть реализованы на известных серийных элементах и узлах. Введенные блоки 35-50 могут быть реализованы на известных микросхемах. Функции блоков 3-20 и 23-50 могут быть выполнены программно с помощью ЭВМ.

К преимуществам заявляемого устройства следует отнести:

- исключение ограничения по числу принимаемых с ПО сообщений и, следовательно, потери информации;

- процесс формирования ответных (запросных) данных на соответствующие принятые с ПО сообщения синхронизированы во времени и логически объединены;

- при увеличении скорости считывания данных с запоминающих блоков уменьшается время доставки сообщения с ПО получателю информации, а в оставшемся после передачи сообщений интервале времени можно передавать менее приоритетные сообщения.

Источники информации

1.А/с №1411985 М.кл. Н 04 В 7/26, 1986.

2. А/с №2050695 М.кл. Н 04 В 7/26, 1995 (прототип).

Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами, содержащая последовательно соединенные приемник, демодулятор и сдвиговый регистр, расположенный в блоке дешифраторов адреса, а также блок регистрации данных и первый запоминающий блок, расположенные в блоке управления, последовательно соединенные блок хранения сигнала передачи, блок формирования сигнала включения передачи, передатчик, а также генератор импульсов, n таймеров, счетчик загрузки системы, блок задания приоритетов, счетчик приоритетных сообщений, расположенный в блоке управления, n элементов И, n счетчиков импульсов, n счетчиков первых ключей, блок управления, n первых, n вторых формирователей импульсов, третий, четвертый формирователи импульсов, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, где n - число обрабатываемых сообщений с подвижных объектов, причем сигнальный выход блока дешифраторов адреса соединен с входами n первых ключей, выходы которых через четвертый элемент ИЛИ соединены с сигнальным входом блока управления, выходы n элементов совпадения блока дешифраторов адреса соединены с соответствующими n входами блока задания приоритетов, входами соответствующих n счетчиков импульсов и входами соответствующих n первых линий задержки, выходы которых через соответствующие таймеры соединены с первыми входами соответствующих n элементов И, выходы которых соединены с входами соответствующих n счетчиков импульсов, выходы которых через соответствующие вторые формирователи импульсов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом «Сброс» счетчика числа подвижных абонентов, вход записи которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого через соответствующие n первых формирователей импульсов соединены с соответствующими выходами элементов совпадения блоков дешифраторов адреса, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами n элементов И, выход счетчика числа подвижных объектов соединен через третий элемент ИЛИ с входом счетчика загрузки системы, выход которого соединен с управляющим входом блока задания приоритетов и вторым входом блока управления, первый выход которого через третий формирователь импульсов соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом блока хранения сигнала передачи, n выходов блока задания приоритетов соединены с соответствующими входами управления n первых ключей, расположенные в блоке дешифраторов адреса каждый из элементов совпадения соединен как со сдвигающим регистром, так и с блоком адресов, отличающаяся тем, что в нее введены (n+1)-й и (n+2)-й счетчики импульсов, пятый и шестой формирователи импульсов, (k+n+1)-я линия задержки, причем выход генератора импульсов дополнительно подключен к входам (n+1)-го и (n+2)-го счетчиков импульсов, выход (n+1)-го счетчика импульсов через пятый формирователь импульсов подключен к входам «Сдвига» сдвигающего регистра, расположенного в блоке дешифраторов адреса, и «Записи» блока управления, выход (n+2)-го счетчика через шестой формирователь импульсов подключен к входу «Считывание» блока управления, выход третьей схемы ИЛИ через (k+n+1)-ю линию задержки подключен к входам «Установка в нуль» (n+1)-го и (n+2)-го счетчиков импульсов, третий выход блока управления подключен к входу блока хранения сигналов передачи, начальная установка блоков задания приоритетов и управления, счетчика загрузки системы осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс», в блоке управления сигнальный вход подключен к входам k вторых линий задержки и k дешифраторов типа сообщений, выходы k вторых линий задержки подключены к информационным входам k соответствующих вторых ключей, выходы k дешифраторов типа сообщения через k соответствующих четвертых формирователей импульсов подключены одновременно к управляющим входам k вторых ключей и к k входам анализатора типа сообщений, где k - число типов сообщений, кроме того, выход первого из k четвертых формирователей импульсов через счетчик числа приоритетных сообщений подключен к входу элемента НЕ, третьего ключа и третьего формирователя импульсов, а вычитающий вход счетчика числа приоритетных сообщений через седьмой формирователь импульсов - к выходу первого запоминающего блока, выход первого из k вторых ключей подключен к входу «Считывание» первого запоминающего блока, выходы остальных (k-1) вторых ключей через пятый элемент ИЛИ подключены к информационному входу второго запоминающего блока, вход «Записи» блока управления через (k+n+2)-ю линию задержки подключен к входам первого и второго запоминающих блоков, вход «Считывание» блока управления через (n+1)-й элемент И подключен к входу второго запоминающего блока, а через третий ключ - к входу первого запоминающего блока, выход анализатора типа сообщения через последовательно соединенные восьмой формирователь импульсов и (k+n+3)-ю линию задержки подключен к входу блока хранения сигналов передачи, выход счетчика загрузки системы подключен также к входу блока регистрации данных, расположенному в блоке управления, установка в нуль блока регистрации данных и счетчика числа приоритетных сообщений осуществляется путем подачи сигнала «Сброс», выходы первого и второго запоминающих блоков подключены к шестому элементу ИЛИ, выход которого является выходом станции.