Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов


 


Владельцы патента RU 2556872:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" (RU)

Изобретение относится к радиосистемам обмена данными и может быть использовано для обмена данными между разнесенными абонентскими станциями (АС) и центральной станцией (ЦС). Технический результат состоит в обеспечении двухстороннего обмена данными между каждой из АС и ЦС и через ЦС с получателями информации, повышении достоверности и скорости передачи данных. Для этого организуют единую временную шкалу в системе и осуществляют привязку слотов к точному всемирному времени и уменьшают защитные интервалы в каждом слоте; построение аппаратуры на принципах цифровой обработки сигналов и программного выполнения основных функций в узлах системы; обеспечивают возможность модернизации оборудования системы, например введение новых режимов модуляции, кодирования, перемежения и других функций с помощью перепрограммирования вычислительных средств. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов.

Известна система множественного доступа с временным разделением каналов, описанная в книге [1], которая содержит передатчики земных станций и ретранслятор, аналогичные предлагаемой системе. При этом в известной системе каждый корреспондент передает свой информационный сигнал в специально отведенный для него интервал времени работы системы.

Недостатками этой системы множественного доступа с временным разделением каналов являются трудности ее модернизации, например введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно, и отсутствие свойств адаптации, так как она не может работать в сетях радиосвязи с другими видами модуляции и кодирования.

Известна система передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов по патенту [2], которая содержит N передающих частей абонентских станций (АС), каждая из которых содержит источник информации, формирователь четверично-кодированных последовательностей, передатчик, передающую антенну, хронизатор, тактовый генератор и приемную часть центральной станции (ЦС), которая содержит приемную антенну, блок приема четверично-кодированных радиосигналов, приемник информации, аналогичные предлагаемой системе. При этом в известной системе используются для передачи информации четверично-кодированные последовательности (E-коды, коды Велти), не имеющие боковых выбросов в апериодической автокорреляционной функции (АКФ).

Недостатками данной системы передачи данных с множественным доступом и временным разделением корреспондентов являются трудности ее модернизации, например введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно, и отсутствие свойств адаптации, так как она не может работать в сетях радиосвязи с другими видами модуляции и кодирования.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов [3], которая содержит N передающих частей абонентских станций, каждая из которых содержит генератор тактовых импульсов, хронизатор, источник информации, формирователь информационного сигнала, формирователь кодированного сигнала, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятор, передатчик, передающую антенну, синтезатор частот, генератор псевдослучайных чисел и приемную часть центральной станции, которая содержит приемную антенну, демодулятор, селектор сигналов, блок выделения дополнительных последовательностей, первый двухканальный согласованный фильтр, первый вычитатель, первый приемник информации, синтезатор частот, генератор псевдослучайных чисел и генератор тактовых импульсов.

В каждой передающей части абонентской станции последовательно соединены источник информации, формирователь информационного сигнала, формирователь кодированного сигнала, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятор, передатчик и передающая антенна. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам хронизатора, формирователя информационного сигнала, формирователя кодированного сигнала, формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции, генератора псевдослучайных чисел и синтезатора частот. Выход хронизатора совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и тактовому входу источника информации. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Приемная часть центральной станции, содержит приемную антенну, выход которой подключен к информационному входу демодулятора. Выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей подключены соответственно к первому и второму информационным входам двухканального согласованного фильтра, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам вычитателя. Выход вычитателя подключен к входу приемника информации. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу демодулятора.

Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов - аналог - использует для передачи информационного сигнала четверично-кодированные последовательности (E-коды, коды Велти) с двукратной частотной манипуляцией и ППРЧ, где нечетные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f3+fППРЧ или f4+fППРЧ, а четные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f1+fППРЧ или f2+fППРЧ, то есть номинал частоты определяет номер дополнительной последовательности в четверично-кодированном радиосигнале.

Недостатком данной системы передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов является неэффективность использования частотного ресурса и отсутствие свойств адаптации.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к заявленной системе передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов аналогом (прототипом) является система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержащая N передающих частей абонентских станций и приемную часть центральной станции, которая и принята за прототип [4]. При этом каждая передающая часть абонентской станции содержит генератор тактовых импульсов, выход которого совместно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, первого канала формирования четверично-кодированных сигналов, синтезатора частот, генератора псевдослучайных чисел и хронизатора. Выход хронизатора совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации. Выход источника информации подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, выход которого подключен к входу передатчика, выход передатчика подключен к входу передающей антенны. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Приемная часть центральной станции содержит приемную антенну, выход которой подключен к информационному входу демодулятора. Выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого канала обработки четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел, n управляющих выходов которого подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход синтезатора частот подключен к модулирующему входу демодулятора.

В каждую передающую часть абонентской станции блока формирования субпотоков, идентично первому второго канала формирования четверично-кодированных сигналов и сумматора, а в приемную часть центральной станции введением идентично первому второго канала обработки четверично-кодированных сигналов и объединителя. При этом в приемной части выход формирователя информационного сигнала подключен к информационному входу блока формирования субпотоков, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к информационным входам первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов также совместно подключен к тактовым входам блока формирования субпотоков и второго канала формирования четверично-кодированных сигналов. Выходы первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. При этом первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей также подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго канала обработки четверично-кодированных сигналов, N информационных выходов которого подключены к соответствующим с N+1-го по 2N-й информационным входам устройства объединения, а N информационных выходов первого канала обработки четверично-кодированных сигналов подключены к соответствующим с 1-го по N-й информационным входам устройства объединения, N информационных выходов устройства объединения являются N информационными выходами приемной части центральной станции.

В каждой передающей части абонентской станции установлен блок формирования субпотоков, второго канала формирования четверично-кодированных сигналов и сумматор, идентичные первому каналу, а в приемной части центральной станции - второй канал обработки четверично-кодированных сигналов и объединитель, идентичные первому каналу. При этом в приемной части выход формирователя информационного сигнала подключен к информационному входу блока формирования субпотоков, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к информационным входам первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов также совместно подключен к тактовым входам блока формирования субпотоков и второго канала формирования четверично-кодированных сигналов. Выходы первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. При этом первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей также подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго канала обработки четверично-кодированных сигналов, N информационных выходов которого подключены к соответствующим с N+1-го по 2N-й информационным входам устройства объединения, а N информационных выходов первого канала обработки четверично-кодированных сигналов подключены к соответствующим с 1-го по N-й информационным входам устройства объединения, N информационных выходов устройства объединения являются N информационными выходами приемной части центральной станции.

Недостатками этой системы передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов являются:

- наличие только передающей части абонентских станций и приемной части центральной станции, поэтому она не может работать в дуплексном или симплексном режимах;

- затруднена временная синхронизация оборудования разнесенных в пространстве центральной и абонентских станций из-за возможных расхождений временных шкал генераторов тактовых импульсов абонентских станций и центральной станции, что ограничивает число обслуживаемых АС;

- оборудование системы трудно поддается модернизации, например введению новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей системы, а именно:

- обеспечение двухстороннего обмена данными между каждой из АС и ЦС и через ЦС с получателями информации;

- организация единой временной шкалы (синхронизации) в системе позволит повысить достоверность и скорость передачи информации в системе за счет привязки слотов к точному всемирному времени и в связи с этим уменьшения защитных интервалов в каждом слоте;

- построение аппаратуры на принципах цифровой обработки сигналов и программного выполнения основных функций в узлах системы;

- увеличение числа обслуживаемых АС;

- наличие базы данных о текущих характеристиках абонентов системы с возможностью текущего обновления массивов;

- возможность модернизации оборудования системы, например введения новых режимов модуляции, кодирования, перемежения и других функций с помощью перепрограммирования вычислительных средств.

Техническим результатом изобретения является:

- программная реализация оборудования АС и ЦС, упрощающая введение известных новых и реализацию существующих режимов двухстороннего обмена данными за счет автоматического изменения программного обеспечения;

- динамическая перестройка не только рабочих частот, но и технологии радиодоступа;

- эффективное использование выделенного частотного спектра радиодиапазона.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержащей N абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС), при этом каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержит генератор тактовых импульсов, выход которого одновременно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот и хронизатора, выход которого совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации АС с входом данных каждой АС, выход которого подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, передатчик, выход которого подключен к входу передающей антенны, приемную антенну, а центральная станция содержит также устройство объединения ЦС, N информационных выходов которого являются N информационными выходами центральной станции, в каждой абонентской станции, как и в центральной станции, выход приемной антенны через последовательно соединенные фильтросогласующее устройство, широкополосный усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) подключен к информационному входу первого сигнального процессора, выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), фильтр подключен к входу передатчика, синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, соответствующие выходы хронизатора соединены с синхровходами первого и второго сигнальных процессоров и синтезатора частот, соответствующие выходы синтезатора подключены к синхровходам АЦП и ЦАП, первая шина управления введенного центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам фильтросогласующего устройства, широкополосного усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора, вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика, синтезатора, выходы хронизатора подключены к соответствующим входам АЦП, ЦАП и центрального процессора с внешним входом/выходом, а также информационный выход первого сигнального процессора каждой абонентской станции подключен к устройству объединения АС, синхронизируемого импульсами с соответствующего выхода хронизатора, выход устройства объединения является выходом АС, N информационных входов являются входами ЦС и источника информации ЦС, выход которого подключен к входу формирователя информационного сигнала на ЦС, а синхровход - к соответствующему выходу хронизатора на ЦС, первая шина управления центрального процессора АС с внешним входом/выходом подключена к соответствующему входу/выходу устройства объединения АС, а первая шина управления центрального процессора ЦС с внешним входом/выходом подключена к соответствующему входу/выходу устройства объединения ЦС, передающие антенны каждой АС по радиоэфиру соединены с приемной антенной ЦС, а передающая антенна ЦС - с приемной антенной каждой АС.

Структурная схема заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами, представлена на чертеже, где обозначено:

1 - абонентская станция (АС) в количестве N штук;

2 - центральная станция (ЦС);

3 - генератор тактовых импульсов;

4 - формирователь информационного сигнала;

5 - синтезатор частот;

6 - хронизатор;

7 - источник информации АС с входом данных каждой АС;

8 - передатчик;

9 - передающая антенна;

10 - приемная антенна;

11 - устройство объединения ЦС, N информационных выходов которого являются N информационными выходами центральной станции;

12 - фильтросогласующее устройство;

13 - широкополосный усилитель;

14 - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);

15 - первый сигнальный процессор;

16 - второй сигнальный процессор;

17 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);

18 - фильтр;

19 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;

20 - первая шина управления центрального процессора 21 с внешним входом/выходом 22;

23 - вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом;

24 - устройство объединения АС;

25 - источник информации ЦС.

Система работает следующим образом. При организации обмена данными между любой АС и ЦС в центральном процессоре 21 с внешним входом/выходом 22 определяется наличие выбранной АС в зоне обслуживания по присутствию соответствующего радиосигнала заданной частоты в определенном интервале времени. Если наличие радиосигнала подтверждается, то поступившая информация на вход ЦС для соответствующей АС 1 передается в выделенный (заранее известном для всех АС) диапазоне и рабочей частоте. В этом случае наличия соответствующих данных непосредственно с источника 25 информации ЦС 2, например сигналов речевой связи или данных на соответствующем входе ЦС 2, на выходе формирователя 4 информационного сигнала, связанном с шиной 23, с выхода центрального процессора 21 по шине 23 на ЦС 2 посылаются соответствующие управляющие сигналы на узлы 16, 5 18, 8 и через узел 5 на узел 17, и с помощью полученных данных формируется сообщение, содержащее адрес получателя, например, по номеру слота, а также адрес отправителя, например, по номеру канала на входе источника 25 информации ЦС (при необходимости). На АС принимается радиосигнал, излученный с ЦС 2 с помощью передающей антенны 9, и при получении управляющих сигналов с выхода центрального процессора 21 по шине 20 на АС 1 обрабатывается последовательно в узлах 12, 13, 14, 15. Затем сообщение приводится к требуемому формату в устройстве 24 объединения АС и поступает на выход абонентской станции 1.

При наличии информации на входе источника 7 информации АС 1, например, речевой связи или данных на выходе формирователя 4 информационного сигнала (шине 23) с выхода центрального процессора 21 по шине 23 на АС 1 посылаются соответствующие управляющие сигналы на узлы 16, 5 и через него на 17, 18, 8, и с помощью полученных данных формируется сообщение, содержащее адрес получателя в заданном временном интервале (слоте). При приеме на ЦС 2 осуществляются операции, аналогичные указанным выше при описании выполняемых функций на АС 1. Отличие заключается только в том, что в устройстве 11 объединения ЦС в дополнении к восстановлению формата данных осуществляются операции маршрутизации сообщений требуемому пользователю по одному из N информационных выходов центральной станции 2. Кроме того, источник 7 информации АС 1 предназначен для преобразования входного информационного сообщения в посылку длительностью, менее заданного интервала времени для каждой конкретной абонентской станции за цикл работы системы.

Контроль работоспособности удаленных АС 1 на центральной станции 2 осуществляется по наличию информации в соответствующих слотах и формируемого вторым сигнальным процессором 17 контрольного сообщения, транслируемого через заданное время (при отсутствии на входе АС 1 данных). Если такая информация отсутствует, то с ЦС 2 посылается запросное сообщение о состоянии АС 1. Отсутствие ответа в течение заданного времени характеризует неработоспособное или выключенное состояние конкретной АС 1. При поступлении данных для такой АС 1 они сохраняются в памяти центрального процессора 21 ЦС 2 и при восстановлении работоспособности абонентской станции 1 передаются на нее. Если АС 1 не восстанавливается в течение длительного времени, то устаревшие данные стираются, а на их место записываются новые сообщения.

Узел 4 предназначен для формирования дискретного сообщения с выхода источника 7 информации в соответствующем слоте таким образом, чтобы его длительность размещалась в этом слоте с учетом защитных интервалов и согласовалась с требованиями к параметрам входных сигналов второго сигнального процессора 16. Передающая антенна 9 предназначена для преобразования энергии высокочастотных токов в антенно-фидерном тракте в энергию свободно распространяющихся электромагнитных волн, а приемная антенна 10 - для преобразования энергии свободно распространяющихся электромагнитных волн в энергию высокочастотных токов. Выходные сигналы синтезатора частот 5, тактируемого хронизатором 6 и управляемого центральным процессором 21, необходимы для преобразования аналоговых сигналов в цифровые в АЦП 14 и цифровых сигналов в аналоговые в ЦАП 17.

Хронизатор 6 всех N абонентских станций 1 выдает разрешающие импульсы, в том числе импульсы, характеризующие начало каждого цикла и слота, на тактовые входы источников 7 информации, узлов 4, 16 и 17, узлов 14, 15 и 24 в заданные для конкретной абонентской станции интервалы времени с периодом, равным одному циклу обмена. Хронизатор 6 ЦС 2 формирует разрешающие импульсы на тактовые входы источника 25 информации ЦС 2, узлов 4, 16 и 17, узлов 14, 15 и 24 во всех слотах в течение цикла обмена системы передачи с множественным доступом и временным разделением каналов. В устройстве 11 объединения ЦС 2 выделенные в первом сигнальном процессоре 15 информационные импульсы преобразуются в сообщения требуемого формата и поступают на выход центральной станции.

В центральных процессорах 21 в соответствии с информацией, заложенной через внешний вход/выход 22, формируются управляющие сигналы для реализации протоколов физического, канального и сетевого уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем в соответствующих узлах АС и ЦС для организации обмена данными с помощью известных операций, например, [5]:

- кодирование и декодирование данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для коррекции ошибок;

- перемежение данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех;

- скремблирование данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для выравнивания спектра передаваемого сигнала;

- формирование в сигнальных процессорах 15 и 16 ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для реализации адаптивных методов приема сообщения;

- формирование в фильтрах 18 заданной формы огибающей каждого символа типа приподнятого косинуса для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала.

Сформированный для передачи радиосигнал с выхода фильтра 18 подают на вход передатчика 8, в котором с помощью управляющих воздействий центрального процессора 21 подготовлены условия для формирования радиосигнала, излучаемого через соответствующую передающую антенну 9, входное сопротивление которой согласовано с выходным сопротивлением на рабочей частоте: требуемый уровень мощности, рабочая частота. Затем усиленный радиосигнал передается по радиоканалу. При необходимости для увеличения энергетического потенциала (повышения достоверности передачи информации) одновременно могут быть использованы, например, несколько параллельно работающих передатчиков, работающих на соответствующее количество секторных антенн.

С помощью управляющих сигналов центрального процессора 21 на приемной стороне после приемной антенны 10, согласованной в узле 12 с входным сопротивлением широкополосного усилителя 13, радиосигнал отфильтровывается от помех соседних диапазонов также в узле 12, квантуется по амплитуде и дискретизируется во времени в АЦП 14 и поступает в первый сигнальный процессор 15, где в соответствии с известными процедурами его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с коррекцией ошибок, проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок и в случае отсутствия ошибок формируют из него в узлах 11 или 24 необходимое пользователю сообщение, например, в соответствии с ISO 8208, предназначенное для передачи данных по протоколу X.25. Для защиты от замираний радиосигнала (повышения достоверности передачи информации) одновременно могут быть использованы, например, несколько параллельно работающих приемных антенн, разнесенных в пространстве.

В центральном процессоре 21 хранится полная информации о собственных вычислительных, аппаратных возможностях и характеристиках ЦС 2 и всех АС 1, обслуживаемых системой, текущем состоянии эфира и алгоритмах действий, которые могут выполнять абоненты системы.

При наличии в эфире помех с помощью ЦС 2 обеспечиваются: автоматический выбор рабочей частоты из списка разрешенных частот, случайный и резервированный доступ к каналу связи в режиме множественного доступа с временным разделением, передача на все АС 1 сведений о назначаемой новой рабочей частоте.

При передаче с ЦС 2 приоритетных сообщений для АС 1 в соответствии с принятыми в системе категориями срочности в источнике 25 информации ЦС в заголовке сообщения формируется код запрета передачи других данных.

Благодаря цифровой обработке сигналов в узлах 14, 15, 16, 17 и фильтра 18 в системе гарантируются каждой зарегистрированной АС 1 требуемые характеристики радиолинии связи, а именно вероятность своевременной доставки сообщения с заданной достоверностью и требуемой скоростью потока сообщений. Число N зависит от заданной длительности сообщений, скорости передачи данных в канале распространения радиоволн, длительности защитных интервалов, предотвращающих наложения информации в соседних слотах. Чем меньше величина защитного интервала, тем выше скорость передачи информации и ее достоверность. Поэтому синхронизация работы всех узлов системы осуществляется на основе использования ЦС 2 и всеми АС 1 единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих объектов глобальной навигационной спутниковой системы [5, 6]. Технология организации точной синхронной временной шкалы на ЦС 2 и АС 1, например, следующая. Секундными метками UTC синхронизируются генераторы 3 тактовых импульсов на ЦС 2 и АС 1. Эти импульсы используются в хронизаторе 6 для формирования временных шкал в каждом цикле работы системы для цифровой обработки сигналов, в том числе и слотов, для узлов 4, 5, 11, 14, 17, 21, 25 на ЦС 2 и для узлов 4, 5, 7, 14, 17, 21, 24 на АС 1. Точная синхронизация слотов, используемых для обмена данными между абонентами системы, и их запланированное использование для передачи и приема известно каждому пользователю.

За счет введения в системе цифровой обработки сигнала обеспечивается выполнение следующих операций:

- формируются радиоканалы связи;

- обрабатываются и формируются сигналы (осуществляются операции: выбор слота, кодирование/декодирование, модуляция/демодуляция и перемежение/деперемежение, в том числе операции формирования четверично-кодированных сигналов, двукратной частотной манипуляции и им обратные);

- выполняются функции частотного преобразования и фильтрации радиосигналов;

- осуществляется управление параметрами двухстороннего обмена данными (устанавливается режим связи, распределение АС 1 по слотам, вид модуляции и частота передачи, ширина полосы частот и т.д.);

- осуществляется согласование выходного сопротивления модуля передатчика и входного сопротивления фильтросогласующего устройства с параметрами антенно-фидерного тракта на всех рабочих частотах.

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования. Узлы 1-11 одинаковые с прототипом.

Узлы могут быть выполнены: узел 21 - на плате процессорной 5066-586-133MHz-1MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems, узлы 8, 9, 10, 13 - на серийно выпускаемых изделиях, узлы 7, 11, 24, 25 - на базе, например, матрицы шлюзов, программируемых полями (FPGA - Field Programmable Gate Array) по технологии PCI (VME), сигнальные процессоры 15, 16 - на ИМС типа DSP ADSP-21060 (фирмы Analog Devices), узлы 3, 4, 5, 6, 12, 18 - на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) EPF10K50 (фирмы Altera), контроллеров AVR ATmega16 (фирмы Atmel) для контроля и управления процессом цифровой обработки сигналов (для модемов-кодеков, фильтров), АЦП 14 - на базе ИМС фирмы Linear Technology LTC2208 (16 бит, 130 МГц), ЦАП - на базе ИМС DAC-16FP.

Заявляемое изобретение имеет следующие преимущества:

- за счет применения цифровой обработки совместно с фильтрацией сохраняется идентичность фазовых и амплитудных соотношений между квадратурными сигналами I и Q, осуществляется автоматическая коррекция амплитуды и фазы сигналов I и Q, что обеспечивает подавление спектральных составляющих в нерабочей полосе до уровня минус 90 дБ [5];

- информация о собственных вычислительных (программных), аппаратных возможностях и характеристиках других абонентов, текущем состоянии эфира и алгоритме действий, которые могут выполнять абоненты системы позволяют обеспечить "гибкое" программируемое изменение конфигурации, осуществить быстрый переход с обработки одного вида сигналов на другие со сменой видов модуляции, кодирования и перемежения в зависимости от параметров радиоканала связи и существующей помеховой обстановки, ввести программным способом через внешний интерфейс 22 новых режима работы ЦС 2 и АС 1;

- организация единой синхронизации в радиосети, наличие базы данных о текущих характеристиках абонентов системы с входом для текущего обновления массивов и построение аппаратуры на принципах программного выполнения основных функций позволяет увеличить число абонентских станций;

- построение аппаратуры на принципах программного выполнения основных функций в узлах системы позволяет осуществить модернизацию оборудования системы, в том числе введение новых режимов модуляции, кодирования, перемежения, псевдослучайной перестройки рабочей частоты в пределах выделенного частотного ресурса и других функций с помощью перепрограммирования центральных процессоров.

В ходе проведения анализа уровня современной техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не был обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Выбор из перечня выявленных аналогов наиболее близкого по совокупности существенных признаков прототипа позволил выявить совокупность существенных по отношению к предлагаемому техническому решению отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" был проведен дополнительный поиск известных технических решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения. Результаты поиска показали, что для специалиста в области радиотехники заявленное изобретение не следует явным образом из известного уровня техники. Не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной системы следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленную систему при его осуществлении, предназначено для использования в системах сбора и передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов;

- для заявленной системы в том виде, как она охарактеризована в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленную систему при его осуществлении, способно обеспечить достижение предложенного заявителем технического результата.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Литература

1. Борисов В.А. «Радиотехнические системы передачи информации». - М.: Радио и связь, 1990, с.227-232.

2. Патент РФ №2012143, МПК7 H04B 7/12, 1994.

3. Патент РФ №2240653, МПК7 H04B 7/12, 2004.

4. Патент РФ №2315428, МПК H04B 7/212, 2008 (прототип).

5. Кейстович А.В., Комяков А.В. Системы и техника радиосвязи в авиации: учеб. пособие - Нижний Новгород: НГТУ, 2012, 236 с.

6. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.

Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов содержит N абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС), при этом каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержит генератор тактовых импульсов, выход которого одновременно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот и хронизатора, выход которого совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации АС с входом данных каждой АС, выход которого подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, передатчик, выход которого подключен к входу передающей антенны, приемную антенну, а центральная станция содержит также устройство объединения ЦС, N информационных выходов которого являются N информационными выходами центральной станции, отличающаяся тем, что в каждой абонентской станции, как и в центральной станции, выход приемной антенны через последовательно соединенные фильтросогласующее устройство, широкополосный усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) подключен к информационному входу первого сигнального процессора, выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), фильтр подключен к входу передатчика, синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, соответствующие выходы хронизатора соединены с синхровходами первого и второго сигнальных процессоров и синтезатора частот, соответствующие выходы синтезатора подключены к синхровходам АЦП и ЦАП, первая шина управления введенного центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам фильтросогласующего устройства, широкополосного усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора, вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика, синтезатора, выходы хронизатора подключены к соответствующим входам АЦП, ЦАП и центрального процессора с внешним входом/выходом, а также информационный выход первого сигнального процессора каждой абонентской станции подключен к устройству объединения АС, синхронизируемого импульсами с соответствующего выхода хронизатора, выход устройства объединения является выходом АС, N информационных входов являются входами ЦС и источника информации ЦС, выход которого подключен к входу формирователя информационного сигнала на ЦС, а синхровход - к соответствующему выходу хронизатора на ЦС, первая шина управления центрального процессора АС с внешним входом/выходом подключена к соответствующему входу/выходу устройства объединения АС, а первая шина управления центрального процессора ЦС с внешним входом/выходом подключена к соответствующему входу/выходу устройства объединения ЦС, передающие антенны каждой АС по радиоэфиру соединены с приемной антенной ЦС, а передающая антенна ЦС - с приемной антенной каждой АС.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов. .

Изобретение относится к области мобильной радиосвязи. .

Изобретение относится к электросвязи, и более конкретно к синхронизации приемопередатчиков различных пользователей, для синхронизации, основанной на ортогональных последовательностях, имеющих оптимизированные корреляционные свойства.

Изобретение относится к способу, устройству и телекоммуникационной сети для устранения наложения сигналов при проведении двусторонней связи с временным разделением, когда сообщения передаются в первом направлении связи в первом временном сегменте и во втором направлении связи во втором временном сегменте.

Изобретение относится к устройству связи с множественным доступом с временным уплотнением (МДВУ), в частности к устройству связи для демодуляций и обработки сигнала МДВУ с изменяющимися временными интервалами.
Наверх