Способ и устройство для адаптивной радиосвязи

Изобретение относится к области радиосвязи. В предложенном способе и устройстве для адаптивной радиосвязи качество канала связи оценивают путем сравнения сигнала контрольной комбинации, уровень которого изменяют в заданных пределах, с тем же сигналом, искаженным шумами и помехами в месте приема. На каждой выделенной для связи частоте подсчитывают количество ошибок, определяют, с какой максимальной скоростью передачи можно работать и выбирают для связи частоту, обеспечивающую максимальную скорость передачи при минимальном сигнале. Для этого устройство содержит последовательно соединенные радиоприемное устройство, модем и радиопередающее устройство, подключенные к шине ЭВМ, соединенной с устройствами ввода-вывода, а также последовательно соединенные второе радиоприемное устройство, сумматор, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, а также формирователь сигнала контрольной комбинации, аттенюатор и цифроаналоговый преобразователь. Техническим результатом является достижение максимальной пропускной способности линии связи. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к автоматизированным системам с поиском, назначением и регулированием параметров каналов связи, и может быть использовано в системах сеансовой связи, обеспечивающих выполнение высоких требований к своевременности передачи больших объемов сообщений.

Известен способ осуществления связи между двумя радиостанциями с использованием принципа частотной адаптации (См. Военные системы радиосвязи, ч.1. Под ред. В.В.Игнатова. Л., ВАС, 1989, с.297-301). Способ заключается в поиске пригодных для связи частот на основе их предварительного пассивного (по уровню помех) анализа и последующей проверки путем передачи служебных сигналов и команд при установлении связи.

Известен другой способ связи, при котором связь между двумя абонентами осуществляется на одной из выделенных для связи частот (См. Военные системы радиосвязи, ч.1. Под ред. В.В.Игнатова. Л., ВАС, 1989, с.379-382). Установление связи между абонентами начинается с поиска пригодной для передачи сообщения частоты, на которой уровень предварительно измеренных помех минимален. Передача сообщения начинается после передачи инициатором связи своему абоненту сигнала подтверждения приема ответа.

Недостатком как первого, так и второго способа является использование только одного вида адаптации, а именно частотной адаптации.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) заявленному является способ и устройство по патенту РФ №2138926 от 27.09.1999 г. При этом способе закрепленный за радиостанцией частотный ресурс используется в качестве одного из параметров адаптации к условиям ведения связи. Другими регулирующими параметрами являются скорость передачи и формат кода с коррекцией ошибок, а кроме того мощность передатчика.

Недостатком этого способа и устройства, его реализующего, является то, что они не обеспечивают передачу информации на оптимальной, для существующих условий радиосвязи, скорости, то есть не обеспечивают максимальную пропускную способность линии связи. Это вызвано тем, что оценка качества канала связи (частоты) осуществляют непосредственно при передаче вызывного сигнала. При этом если качество канала удовлетворяет заданному критерию, то передача информации осуществляется на данной частоте, хотя на других частотах скорость передачи может быть выше. Чтобы определить оптимальную частоту связи, необходимо передать сигнал вызова на всех выделенных для связи частотах, что снижает пропускную способность линии связи.

Цель изобретения состояла в устранении этого недостатка, то есть в повышении пропускной способности системы связи.

Эта цель достигается тем, что в промежутках между сеансами связи периодически перестраивают радиоприемное устройство по всем выделенным для связи частотам, формируют сигнал контрольной комбинации, величину которого аттенюатором изменяют в заданных пределах от максимума до минимума, преобразуют этот сигнал в аналоговую форму, суммируют с сигналом шумов с выхода радиоприемного устройства, преобразуют в цифровую форму, на каждой частоте сравнивают полученный сигнал с исходной контрольной комбинацией при различных уровнях сигнала и скоростях передачи, подсчитывают количество ошибок на каждой частоте, определяют, при каком уровне сигнала, с какой скоростью передачи можно работать, и выбирают для связи частоту, обеспечивающую максимальную скорость передачи при минимальном сигнале.

Для реализации этого способа в состав устройства дополнительно введены последовательно соединенные второе радиоприемное устройство, сумматор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и вычислитель, а также последовательно соединенные формирователь сигнала контрольной комбинации, аттенюатор и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого подключен к другому входу сумматора, кроме того, управляющий вход радиоприемного устройства, формирователя сигнала контрольной комбинации и аттенюатора и информационный вход и выход вычислителя подключены к шине управляющей ЭВМ.

Схема устройства, реализующего предложенный способ, приведена на чертеже и содержит: последовательно соединенные радиоприемное устройство 1, модем 2 и радиопередающее устройство 3, ЭВМ 4, соединенную с устройствами ввода-вывода 5, причем информационные и управляющие входы и выходы радиоприемного и радиопередающего устройств и модема подключены к шине ЭВМ. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второе радиоприемное устройство 6, сумматор 7, аналого-цифровой преобразователь 8 и вычислитель 9, а также последовательно соединенные формирователь сигнала контрольной комбинаций 10, аттенюатор 11 и цифро-аналоговый преобразователь 12, выход которого подключен ко второму входу сумматора, причем другие входы второго радиоприемного устройства, формирователя сигнала контрольной комбинации, аттенюатора и вход-выход вычислителя подключены к шине ЭВМ.

Описанное устройство реализует предложенный способ следующим образом. Через блок ввода-вывода 5 в ЭВМ 4 заносят необходимые для связи данные. Посредством ЭВМ 4 приемник 6 периодически перестраивают по всем выделенным для связи частотам. На каждой частоте посредством формирователя 10 формируют сигнал контрольной комбинации, который поступает на аттенюатор 11 и вычислитель 9, при котором скорость телеграфирования дискретно изменяют по заданным значениям от максимума до минимума. Аттенюатором 11 по командам с ЭВМ 4 дискретно изменяют уровень сигнала контрольной комбинации по заранее установленным значениям от максимума до минимума, преобразуют цифроаналоговым преобразователем 12 в аналоговую форму, складывают сумматором 7 с сигналом шумов на данной частоте, поступающим с выхода приемника 6, преобразуют аналого-цифровым преобразователем 8 в цифровую форму и подают в вычислитель 9. В вычислителе 9 сравнивают сигнал исходной контрольной комбинации, поступающий на него из формирователя 10, с сигналом, искаженным шумами и помехами, поступающим на него с АЦП 8, и определяют, с какой максимальной скоростью и при каком минимальном уровне сигнала можно работать на данной частоте. Полученные результаты выдают в ЭВМ 4 и по окончании цикла перестройки по всем частотам выбирают частоту, обеспечивающую максимальную скорость обмена информацией при минимальном сигнале. После этого процесс анализа частот повторяют и полученные данные постоянно обновляют.

Для передачи информации передатчик 3 вызывающего корреспондента и приемник 1 вызываемого корреспондента посредством ЭВМ 4 настраивают одну и ту же, заранее обусловленную частоту. Приемник 1 вызывающего корреспондента настраивают на предварительно выбранную частоту, обеспечивающую на данный момент максимальную скорость передачи информации при минимальном сигнале. Посредством ЭВМ 4 устанавливают соответствующий режим работы модема 2 и посредством передатчика 4 передают с минимальной скоростью и использованием наиболее помехоустойчивого кода сигнал вызова, который содержит информацию о частоте, на которую настроен приемник 1, и о качестве канала связи на этой частоте.

У вызываемого корреспондента при приеме сигнала вызова, посредством ЭВМ 4 настраивают передатчик 3 на частоту, переданную в сигнале вызова, а приемник 1 на предварительно выбранную частоту, обеспечивающую максимальную на данный момент времени скорость передачи информации, при минимальном сигнале. Режимы работы модема 2 устанавливают соответствующими качеству каналов связи, на которые настроены приемники 1 вызываемого и вызывающего корреспондентов, и передают сигнал подтверждения вызова, в котором содержится информация о частоте, на которую настроен приемник 1, и о качестве канала связи на этой частоте.

В случае неприема сигнала подтверждения вызова более определенного времени передачу сигнала вызова повторяют на другой, заранее обусловленной частоте.

При приеме сигнала подтверждения вызова у вызывающего корреспондента посредством ЭВМ 4 устанавливают передатчик 3 на частоту, переданную в сигнале подтверждения вызова, а режим работы модема - соответствующим качеству канала связи на этой частоте. После этого посредством модема 2 и передатчика 3 передают информацию с максимально возможной на данный момент времени скоростью передачи.

У вызываемого корреспондента в процессе приема информации программно аппаратными средствами модема 2 определяют и подсчитывают количество некорректируемых ошибок в принимаемом сообщении. Если сообщение принято с допустимыми искажениями, то по обратному каналу вызывающему корреспонденту передают подтверждение его приема. В случае, когда сообщение принимают с числом ошибок, превышающим допустимую величину, на вызывающую сторону по обратному каналу передают служебный сигнал, несущий информацию о снижении скорости передачи или, если есть частота, позволяющая передавать информацию с более высокой скоростью, о переходе на эту частоту. При этом передатчик 3 вызывающего корреспондента и приемник 1 вызываемого корреспондента настраивают на эту частоту, а в модемах 2 устанавливают режим работы, соответствующий изменившемуся (в результате снижения скорости передачи или перехода на новую частоту) качеству канала связи.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает способ и устройство для адаптивной радиосвязи на частотах, позволяющих передавать информацию с максимальной на данный момент скоростью передачи при минимальном уровне сигнала.

1. Способ адаптивной радиосвязи, заключающийся в том, что до начала связи приемные и передающие средства корреспондентов настраивают на заранее оговоренные частоты, корреспондент, по инициативе которого начинается связь, передает сигнал вызова, принимающий корреспондент, получив сигнал вызова, передает сигнал подтверждения вызова, в котором передает информацию о качестве канала, на котором предполагается передача информации, если это качество удовлетворяет заданным критериям начинают передачу блока информации со скоростью передачи, соответствующей качеству канала связи, если нет, то повторяют вызов на другой частоте, в процессе приема информации производят подсчет ошибок, и если их число превышает допустимый уровень, передают по обратному каналу команду на изменение скорости передачи и способа кодирования или на смену частоты связи, отличающийся тем, что в промежутках между сеансами связи периодически перестраивают радиоприемное устройство по всем выделенным для связи частотам, формируют сигнал контрольной комбинации, величину которого аттенюатором изменяют в заданных пределах от максимума до минимума, скорость передачи этого сигнала также дискретно изменяют от максимума до минимума, преобразуют этот сигнал в аналоговую форму, суммируют с сигналом шумов с выхода радиоприемного устройства и преобразуют в цифровую форму, на каждой частоте сравнивают полученный сигнал с исходной контрольной комбинацией при различных уровнях сигнала и скоростях передачи и подсчитывают количество ошибок, на каждой частоте определяют, при каком уровне сигнала с какой скоростью передачи можно работать и выбирают для связи частоту, обеспечивающую максимальную скорость передачи при минимальном сигнале.

2. Устройство для адаптивной радиосвязи, содержащее последовательно соединенные радиоприемное устройство, модем и радиопередающее устройство, а также ЭВМ соединенную с устройствами ввода-вывода, причем управляющие и информационные входы-выходы радиоприемного устройства модема и радиопередающего устройства подключены к шине ЭВМ, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно введены последовательно соединенные второе радиоприемное устройство, сумматор, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и вычислитель, выполненный с возможностью сравнения сигнала, поступающего из формирователя сигнала контрольной комбинации, с сигналом, поступающим из АЦП, подсчитывания ошибок на каждой частоте и определения, при каком уровне сигнала с какой скоростью можно работать на данной частоте, а также последовательно-соединенные формирователь сигнала контрольной комбинации, аттенюатор и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого подключен к другому входу сумматора, кроме того, управляющий вход радиоприемного устройства, формирователя сигнала контрольной комбинации и аттенюатора и информационный вход и выход вычислителя подключены к шине ЭВМ, а выход формирователя контрольной комбинации соединен с другим входом вычислителя.