Система автоматического управления коротковолновой связью



Система автоматического управления коротковолновой связью
Система автоматического управления коротковолновой связью
Система автоматического управления коротковолновой связью

 


Владельцы патента RU 2564993:

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

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы за счет исключения постоянно действующих каналов адаптации и управления с выделенными для них радиостанциями, учета характеристик распространения радиоволн в КВ диапазоне. Упомянутый технический результат достигается тем, что в систему автоматического управления KB связью устройства введен расчет характеристик распространения радиоволн, генератор тактовых импульсов, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной и синтезатора. Предложена система автоматического управления коротковолновой связью с использованием ЭВМ для адаптации сети радиосвязи. Используя несколько заданных фиксированных частот для тестирования KB диапазона, система адаптирует работу канальной аппаратуры к направлению связи, суточной динамике ионосферы и радиопомехам. Используя свойство инерционности ионосферы, контролируя динамику сигналов абонента, учитывая характеристики распространения радиоволн в KB диапазоне: координаты точек передачи и приема, московское декретное время, месяц года и коэффициент солнечной активности, в системе прогнозируется время возникновения постоянных отказов и заблаговременно, еще до возникновения отказа, с привязкой к точному всемирному времени перестраиваются средства связи обоих корреспондентов на новые оптимальные частоты. 3 ил.

 

Изобретение относится к области дальней коротковолновой связи, использующей радиоволны, многократно отраженные от ионосферы.

Известно устройство - аналог предложенного изобретения [1]. Оно содержит приемник с блоком измерения амплитуды тестирующих сигналов, передатчика, ЭВМ с управляющей программой, а также демодулятор сигналов, устройства оценки устойчивости сигналов во времени и устройства принятия корректного решения по знакам. Такая система с использованием однообразных тестирующих сигналов, способная передавать подтверждающие сигналы о хорошем канале (частоте), записи их в памяти ЭВМ передающей станции, с целью использования их в качестве запасных, предназначена для осуществления автоматической телеграфной связи. Она обеспечивает вступление в связь, выполняет анализ качества радиоканала и автоматически при отказе радиоканала переходит на другие частоты, т.е. адаптируется по частоте.

К недостаткам аналога следует отнести то, что при передаче тестирующих (зондирующих) сигналов, излучаемых на множестве частот KB диапазона через небольшие промежутки времени, создаются радиопомехи другим радиостанциям. Из-за отсутствия предварительного анализа помеховой обстановки в момент появления помехи или ухудшения условий распространения радиоволн радиостанция вынуждена переходить на другую частоту, и в радиоканале происходит отказ, на ликвидацию которого и приходится тратить некоторое время.

Известна система-прототип, которая содержит устройство расчетов и адаптации канальных радиостанций к динамике ионосферы и радиопомехам, связанное с ЭВМ, устройство обучения системы связи помеховой обстановке, связанное с ЭВМ и с устройством прогнозирования отказов радиоканала, и содержит по крайней мере одну канальную радиостанцию, связанную через модем с устройством расчетов и адаптации канальных радиостанций к динамике ионосферы и радиопомехам [2]. Устройство расчетов и адаптации канальных радиостанций к динамике ионосферы и к радиопомехам может содержать устройство адаптации канальных радиостанций к динамике ионосферы, связанное с ЭВМ, устройство прогнозирования отказов радиоканалов, связанное с ЭВМ и с устройством обучения системы связи помеховой обстановке, а также связанное с устройством формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, которое в свою очередь имеет соединение с канальной радиостанцией через модем и напрямую с передатчиком тестирующих сигналов. Система автоматического управления может содержать также устройство приема и декодирования команды на упреждающую смену частоты, соединенное с ЭВМ, с канальной радиостанцией через модем, и напрямую с приемником тестирующих сигналов. Устройство обучения системы связи помеховой обстановке может содержать отдельный программно-управляемый приемник, соединенный с измерителем уровня помех, который соединен с ЭВМ и устройством прогнозирования отказов радиоканала.

Недостатки системы-прототипа, как и аналогов, следующие:

- в системе при расчете ее параметров, необходимых для процесса адаптации, не учитываются важнейшие характеристики распространения радиоволн в KB диапазоне, которыми являются координаты точек передачи и приема, московское декретное время, месяц года и коэффициент солнечной активности (число Вольфа) [3-5];

- в системе существуют отдельные каналы адаптации и управления с выделенными для них радиостанциями, которые не используются для передачи информации, тем самым уменьшая ее связные ресурсы;

- ведомые канальные радиостанции не могут связываться между собой;

- в канальных станциях и их системах управления отсутствуют узлы, с помощью которых обеспечивается единое точное системное время.

Технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей системы за счет исключения постоянно действующих каналов адаптации и управления с выделенными для них радиостанциями, учета характеристик распространения радиоволн в KB диапазоне, которыми являются координаты точек передачи и приема, московское декретное время, месяц года и коэффициент солнечной активности и введения узлов, с помощью которых обеспечивается единое точное системное время на всех объектах системы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе автоматического управления коротковолновой связью, содержащей ведущие и ведомые канальные станции, соединенные каналами двухсторонней связи, ведущая и каждая ведомая канальные станции соединены двухсторонними связями с соответствующей системой управления при ведущей канальной станции и системой управления при ведомой канальной станции, ведущие канальные станции соединены между собой каналами наземной сети передачи данных, каждая из канальных станций содержит программноуправляемые передатчики и программноуправляемые приемники канальных радиостанций по числу каналов на станции, а каждая система управления - ЭВМ с программой управления, измеритель амплитуды тестирующих сигналов связан двухсторонними связями с программноуправляемым приемником и с ЭВМ с программой управления, устройство адаптации канальных радиостанций, устройство прогнозирования отказов радиоканалов, связанное с ЭВМ с программой управления и с устройством формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, которое, в свою очередь, имеет соединение с программноуправляемым передатчиком, а также содержит устройство приема и декодирования команды на упреждающую смену частоты, соединенное с ЭВМ с программой управления, программноуправляемый приемник соединен с измерителем уровня помех, который подключен к ЭВМ с программой управления и устройству прогнозирования отказов радиоканала, терминал, дополнительно введены устройство расчета характеристик распространения радиоволн, соединенное двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, генератор тактовых импульсов, синхровход которого подключен к выходу приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, а первый выход соединен с ЭВМ с программой управления, второй выход - с соответствующим входом устройства формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, терминал, соединенный двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, синтезатор, соединенный с программноуправляемым передатчиком и двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, в каждой системе управления устройство формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, подключенное одновременно к входам всех программноуправляемых передатчиков ведомых канальных станций, ЭВМ с программой управления, соединенная двухсторонними связями с устройством адаптации канальных радиостанций, которое в свою очередь соединено двухсторонними связями с устройством расчета характеристик распространения радиоволн, измеритель уровня помех, измеритель амплитуды тестирующих сигналов, устройство приема и декодирования команды на упреждающую смену частоты, ЭВМ с программой управления имеют число входов по числу подключаемых канальных радиостанций, при этом системы управления, подключенные к ведущим канальным станциям, соединены между собой каналами наземной сети передачи данных, ведомые канальные станции соединены между собой каналами двухсторонней связи.

Достигаемый технический результат поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена схема взаимодействия объектов системы управления и ее связи с канальной аппаратурой нескольких корреспондентов, где 1 - ведущие (или которые могут быть назначены ведущими) канальные станции в количестве к штук, 2 - ведомые канальные станции в количестве В штук, 3 - система управления при ведущей канальной станции, 4 - система управления при ведомых канальных станциях, 5 - каналы наземной сети передачи данных, 6 - каналы двухсторонней связи, построенные, например, по принципу «каждый с каждым» (при наличии между ними каналов с соответствующими характеристиками).

На фиг. 2 представлена схема ведущей (или ведомой, так как по структуре они одинаковые и отличаются наличием команды управления на роль «ведущей», поданной с терминала 17 на ЭВМ 10 с программой управления) канальной станции с соответствующей системой управления системы автоматического управления KB связью в случае использования М канальных радиостанций 7 (М<к+В), в состав которых входят программноуправляемые передатчики 8 и программноуправляемые приемники 9 канальных радиостанций по числу каналов на станции. В состав каждой системы управления входят ЭВМ устройство расчета характеристик распространения радиоволн, соединенное двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, генератор тактовых импульсов, синхровход которого подключен к выходу приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, первый выход которого соединен с ЭВМ с программой управления, второй выход - с соответствующим входом устройства формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, терминал соединен двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, синтезатор, измеритель 11 амплитуды тестирующих сигналов, связанный с программноуправляемым приемником 9 и с ЭВМ 10 с программой управления, устройство 12 адаптации канальных радиостанций, устройство 13 прогнозирования отказов радиоканалов, связанное с ЭВМ 10 с программой управления и с устройством 14 формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, устройство 15 приема и декодирования команды на упреждающую смену частоты, измеритель 16 уровня помех, терминал 17, устройство 18 расчета характеристик распространения радиоволн, генератор 19 тактовых импульсов, синхровход которого подключен к выходу приемника 20 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, синтезатор 21. Антенны радиостанций 7 на фиг. 2 не указаны.

На фиг. 3 в координатах времени и частоты (t, f) представлена временная диаграмма работы радиоканала (фиг. 3, б) с прогнозом времени возникновения постепенных отказов и упреждающей сменой частот в моменты времени, жестко привязанные к меткам точного всемирного времени (фиг. 3, а), структура кадра передаваемой информации (фиг. 3, в) и процесс сканирования по выделенным частотам (на фиг. 3, г (кроме рабочей) их показано только 2, а реально их может быть больше), не затрагивая рабочую (на текущий момент времени до упреждающей смены частоты) частоту канала.

Работа системы автоматического управления KB связью заключается в следующем. В системе с помощью соответствующих устройств решаются задачи прогнозирования времени возникновения «постепенного» отказа радиоканала (отказа, возникающего из-за постепенного (в течение нескольких часов) изменения состояния ионосферы) и расчета характеристик распространения радиоволн в зависимости от координат точек передачи и приема, где находятся ведущая и ведомая канальные радиостанции, московского декретного времени, месяца года и коэффициента солнечной активности (число Вольфа). После расчета и оценки всех указанных характеристик будет возможно заблаговременно, еще до возникновения отказа, в пока еще действующем канале связи передать в служебной адресной части (САЧ) (фиг. 3, в) команду управления с жесткой привязкой к единому точному системному времени, известному всем абонентам системы и формируемому у каждого абонента с помощью генератора 19 тактовых импульсов, синхровход которого подключен к выходу приемника 20 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной [6], о времени упреждающей смены частот, например, привязанного к метке всемирного точного времени UTC (фиг. 3, а), а по наступлении этого срока, синхронно, по команде ЭВМ 10 с помощью соответствующей программы управления обеим абонентам одновременно перейти на новую частоту. Процедура работы предлагаемой системы показана на фиг. 3.

При включении с помощью программ управления, заложенных в ЭВМ 10, система имеет три режима: режим синхронного сканирования по известной всем абонентам системы программе с помощью программноуправляемых передатчиков 8 и программноуправляемых приемников 9 на обеих сторонах радиоканала связи по заданным частотам и определения наилучшего из них, параметры которого позволяют обеспечить заданную достоверность передачи информации, затем полученные данные с привязкой к точному системному времени запоминаются и служат исходными данными для следующих процессов: режима адаптации к динамике ионосферы, автоматического установления двухсторонней связи, режима обучения помеховой обстановке в каждом пункте приема в прямом направлении - с ведущей на ведомую канальную станцию и в обратном направлении - с ведомой на ведущую канальную станцию.

Перед началом работы в ЭВМ 10 вводя метки точного системного времени с приемника 20 глобальных навигационных спутниковых систем, в память ЭВМ 10 с терминала 17 заносят координаты точек передачи и приема, где находятся ведущая и ведомая канальные радиостанции, московское декретное время, месяц года и коэффициент солнечной активности, если эти характеристики неизвестны или абонент подвижный, а также номинальные значения частот конкретной системы связи, на которых программноуправляемый передатчик 8 и соответствующий программноуправляемый приемник 9 синхронно по программе, заданной ЭВМ 10, осуществляет сбор информации об уровнях помех и амплитуде тестирующих радиоканал связи сигналов, путем непрерывного сканирования по этим частотам, за исключением рабочей на текущий момент времени частоты, измерения их уровня устройствами 11 и 16, усреднения и запоминания поступающих данных, например, каждые пять минут с привязкой к дню, месяцу года. Программа составляется таким образом, чтобы частоты, формируемые синтезатором, никогда бы не совпадали с частотами действующих в текущий интервал времени канальных радиостанций (фиг. 3, г). В итоге в памяти ЭВМ 10 накапливается информация о динамике средних уровней помех на каждой из сканируемых частот, на интервал времени, на котором осуществляется усреднение. Хранение данных о помехах в памяти ЭВМ 10 в форме массива данных позволяет при назначении вероятностно-оптимальной частоты (ВОЧ) в конкретный канал связи из множества частот, пригодных для связи по условиям распространения радиоволн, выбрать один из массивов, где отношение сигнал/помеха будет больше заданного, необходимого для обеспечения связи с заданным качеством.

Режим адаптации к динамике ионосферы и автоматического установления двухсторонней связи в системе (фиг. 1 и фиг. 2) реализуется следующим образом. В системе управления 31 (или 32-3к) при ведущей канальной станции 11 (или 12-1к) (назовем ее СУ №1) непрерывно в каждом сообщении передатчик 8 с помощью синтезатора 21 по программе известной всем абонентам системы, в выделенном отрезке времени (фиг. 3, в) передает пакет тестирующих сигналов на одной из частот (не рабочей), выделенных конкретной системе связи и разнесенных в KB диапазоне, последовательно, например, начиная с наименьшей частоты. На приемной стороне, зная точное время передачи и частоту передаваемого радиосигнала, ЭВМ 10 по программе переключает приемник 9 в режим приема ответных тестирующих сигналов от ведущей системы управления в точно заданном интервале времени. Затем на рабочей частоте приемник 9 в передаваемом сообщении принимает САЧ и информацию (фиг. 3, в) с оценкой в узлах 11 и 16 уровня помех и амплитуды тестирующего сигнала и элементов информационного пакета. В процессе приема результаты анализа амплитуды сигналов его величину, номинальное значение тестирующей частоты с привязкой к точному системному времени записывают в память ЭВМ 10 и рассчитывают на текущее время отношение сигнал/помеха. Алгоритм сканирования выделенных частот формируется таким образом, чтобы сканируемые частоты двух разнесенных канальных станций никогда не совпадали во времени и с рабочей частотой. Для реализации этой процедуры можно, например, передавать тестирующие сигналы на сканирующей частоте не в каждом сообщении, через несколько сообщений, а тестирующие сигналы в этом случае в пропущенных сообщениях передавать на рабочей частоте - создать цикл тестирования. Аналогично анализируются параметры обратного канала - с ведомой на ведущую канальную станцию. ЭВМ 10 ведомой системы управления, используя данные анализа тестирующих и информационных сигналов от ведущей системы управления, занесенные в ее память, в устройстве 14 формирует ответный тестирующий сигнал для ведущей системы управления, содержащий, кроме стандартных данных, и сведения о значении приемной ВОЧ каждой канальной радиостанции ведомой системы управления. Затем передатчики 8 ведомой системы управления передают этот сигнал последовательно на тех же тестирующих частотах, а затем настраивает канальный приемники 9 на эту ВОЧ, сигнализируя на терминал 17 о готовности к приему. Приемник 9 ведущей системы управления, синхронно принимая радиосигналы тестирующих частот, от ведомой системы управления, устройством 15 декодирует сообщение, из которого с помощью ЭВМ 10 определяется значение ВОЧ, переданное от ведомой системы управления, а измеренный устройством 11 уровень принятого тестирующего сигнала направляется в память ЭВМ 10, где выполняются расчеты dF=Д-А и выбирается приемная ВОЧ для каждой канальной радиостанции ведущей системы управления методом, изложенным выше. Выполнив указанные действия, ведущая система управления включает канальную радиостанцию на излучение, сигнализируя о готовности к двухсторонней связи на терминале 17.

В устройстве 12, используя данные об амплитудах тестирующих и информационных сигналов, характеристики распространения радиоволн в направлении удаленного абонента, рассчитанные в устройстве 18, с помощью ЭВМ 10, рассчитывают полосу рабочих частот для конкретной радиотрассы, пригодных для связи по условиям распространения радиоволн на время до следующего цикла тестирования всех частот, выделенных для связи. Эту полосу частот dF рассчитывают из выражения:

dF=Д-A, где

Д - верхняя граница полосы (фактическая, определенная расчетами граница максимально применимой частоты (МПЧ) на конкретное время тестирования);

А - нижняя граница полосы (фактическая, определенная расчетами граница наименьшей применимой частоты (НПЧ) на конкретное время тестирования).

При этом должны выполняться соотношения:

Д=1,12fВОЧ; A=0,87fВОЧ [2], где

fВОЧ - частота, одна из группы тестирующих частот, принятая в последний цикл тестирования и на которой по результатам измерения величины амплитуды тестирующих и информационных сигналов выполняются заданные требования по достоверности и одно из приоритетов:

приоритет 1 - значение амплитуды тестирующих и информационных сигналов максимально, и в их тенденции наблюдается увеличение;

приоритет 2 - на одной из частот величина амплитуды тестирующих и информационных сигналов в двух предыдущих циклах измерения стабильна, а на остальных частотах в последнем цикле тестирования в значении величины амплитуды тестирующих и информационных сигналов наметилась тенденция к уменьшению;

приоритет 3 - при равенстве величины амплитуды тестирующих и информационных сигналов одновременно на нескольких частотах в качестве частоты ориентира fВОЧ выбирают на следующий период времени ту из тестирующих частот, номинальное значение которой выше.

Если не на одной из заданных частот не выполняются эти требования, то с помощью ЭВМ выбирается частота с наибольшим отношением сигнал/помеха и эти сведения с данными о новой уменьшенной скорости передачи информации передаются на приемную сторону в сообщении САЧ (фиг. 3, в). Эта процедура характеризует процесс адаптации по скорости.

Определив полосу частот, оптимальных для связи по условиям распространения радиоволн в направлении всех абонентов системы на ближайший период времени, накопив данные о динамике радиопомех на частотах, выделенных системе связи, система управления переходит к назначению конкретных рабочих частот, квазиоптимальных и по условиям распространения радиоволн, и оптимальных по критерию сигнал/помеха. В устройстве 12 в пределах полосы dF=Д-А из перечня разрешенных для данной системы связи частот назначают конкретную для данного времени ВОЧ и записывают ее в память ЭВМ 10 системы управления со значением величины уровня амплитуды тестирующих и информационных сигналов, принятого и измеренного устройством 11 тестирующего сигнала. Устройство 12 совместно с устройством 18 обращаются к памяти ЭВМ 10 в массивы с данными о средних уровнях помех на частотах системы связи в заданном направлении и на определенной дальности, из которых методом перебора выбирают один массив, в котором уровень помех на ближайшее время будет соответствовать минимальному. Используя величину амплитуды тестирующих и информационных сигналов на ВОЧ, записанную в память в последний цикл адаптации, рассчитывают в ЭВМ 10 отношение сигнал/помеха. Если оно соответствует необходимому значению для заданного качества связи при данном виде модуляции, ВОЧ назначают для связи в конкретный радиоканал. Если эти условия не выполняются, в памяти ЭВМ 10 находят другую частоту (другой массив) с необходимым отношением сигнал/помеха. В итоге в памяти ЭВМ 10 накапливается информация о частотах KB диапазона, которые являются оптимальными по двум критериям. Таким образом, на момент вступления в связь с корреспондентом в памяти ЭВМ 10 на конкретный интервал времени имеются готовые номиналы частот, оптимальные по соотношению сигнал/помеха и по условиям распространения радиоволн к каждому абоненту системы.

Установив двухстороннюю связь с одним из абонентов (см. фиг. 1), система управления может аналогичным образом установить двухстороннюю связь и с другими. Это происходит следующим образом. Тестирующие сигналы, передаваемые с ведущей системы управления, принимают приемники всех абонентов в известный интервал времени на выделенных для связи частотах, повторяющихся циклически. Затем на каждой из ведомых систем управления выполняется весь объем действий, изложенный выше, т.е. рассчитывают dF, определяют ВОЧ для каждой канальной станции и т.д. Полученные результаты заносят в память ЭВМ 10. Далее, в соответствии с установленным графиком работы системы управления каждая из ведомых систем управления последовательно выполняет цикл обратного тестирования для ведущей системы управления, которая последовательно принимает (от каждой ведомой системы управления) эти тестирующие сигналы на ВОЧ для каждой канальной радиостанции. Затем выполняются все необходимые расчеты, по методу, изложенному выше, определяются передающие ВОЧ для каждой ведущей канальной станции, и по времени (согласно расписанию работы системы управления) устанавливают двухстороннюю связь с каждой из ведомых канальных станций и при необходимости ведомых канальных станций между собой аналогичным образом.

Анализ вида автокорреляционных функций суточного изменения амплитуды принимаемых сигналов позволяет утверждать, что в пределах среднеширотных радиотрасс при нормальном состоянии ионосферы (при отсутствии вспышки поглощения радиоволн) медленная динамика сигналов, принятых на радиотрассах большой протяженности, обладает свойствами инерции (следствие инерции ионосферы), и если при наблюдении сигнала в его динамике наметилась какая-либо тенденция, например, увеличения, то эта тенденция будет устойчиво сохраняться и в интервале времени не менее 5 минут. Это свойство инерционности ионосферы (а, следовательно, и принимаемых сигналов) можно использовать для экстраполяции данных таких наблюдений, т.е. прогнозировать эти тенденции [2].

Далее система автоматического управления коротковолновой связью переключается в режим прогнозирования времени наступления постепенного отказа связи по критерию сигнал/помеха (см. фиг. 3, б). В этом режиме при двухсторонней связи в канальной аппаратуре 71-7м, где М - число радиостанции в соответствующей канальной станции, приемник 9 переключается в режим измерения амплитуды тестового и информационного сигнала на ВОЧ канального приемника 9 абонента с целью прогнозирования времени наступления отказа в канале и циклично, с заданным периодом, например, в 5 минут, выполняет подряд, например, 8-10 замеров. С целью повышения точности измерения уровня принимаемого сигнала, в условиях быстрых замираний, эти замеры усредняют в ЭВМ 10 и заносят в ее память. На усредненный момент цикла замеров величина амплитуды тестового или информационного сигнала в устройстве 13 сравнивается с величиной уровня помех на этот же момент, занесенной в память ЭВМ 10 в период обучения, и выполняется расчет отношения сигнал/помеха. Если это соотношение больше заданного для данного вида модуляции, то устройство 13 с помощью ЭВМ 10 выполняет экстраполяцию усредненной величины амплитуды тестового или информационного сигнала на период, например, 5 минут, и на каждый период вновь выполняет аналогичное сравнение. Если отношение сигнал/помеха на момент измерения будет меньше или равно заданному, то из памяти ЭВМ 10 назначается новая ВОЧ. Если же на новой частоте это соотношение больше заданного, выполняется расчет на прогнозируемые периоды, например, 5 и более минут. Момент выполнения прогнозируемого отношения сигнал/помеха, равного заданному порогу, считают моментом возникновения отказа в радиоканале. Устройство 14 с помощью ЭВМ 10 рассчитывает время упреждающей смены частоты (или интервал времени работы на данной частоте) Tиi (см. фиг. 3, б) в радиоканале, формирует сигнал о смене частоты с привязкой к метке точного системного времени и по действующему каналу связи (до возникновения прогнозируемого отказа в нем) передает абоненту сигнал, состоящий из сведений о номинале новой ВОЧ и точном времени ее смены. С наступлением заданного момента (по прошествии требуемого времени работы на данной частоте) Tиi абоненты одновременно меняют частоты. Прогнозирование отказов в каждом из радиоканалов с канальными станциями может выполняться также циклично с разнесением по времени циклов контроля амплитуды тестового или информационного сигнала от каждой из этих канальных станций.

ЭВМ 10 в системе выполняет функции:

- формирование единой (системной) временной шкалы;

- проведение расчетов по данным устройств 10, 11, 16, 18;

- управление режимами работы 8, 9 и 21;

- прием вводимых с терминала 17 необходимых исходных данных и выдачу на терминал 17 информации для отображения;

- декодирование принятой команды на упреждающую смену частоты и передачу ее на передатчик 8 (или приемник 9) с учетом того, чтобы он переключился на новую частоту в заданное этой командой время;

- формирование структуры передаваемого сообщения (фиг. 3, в) с привязкой к точной единой системной шкале времени тестирующего сигнала сканируемой частоты, САЧ, информационного сообщения;

- адаптация по скорости (ее уменьшение) при величине отношения сигнал/шум, равной заданной, и наметившейся тенденции к ее снижению, формирование соответствующей команды на приемную сторону, а также трансформация скоростей передачи в требуемый ряд, например, 75, 150, 300, 1200, 2400, 4800, 9600 бит/с.

Использование в системе цифровых программноуправляемых передатчиков 8 и программноуправляемых приемников 9 канальных радиостанций 7 позволяет проводить наращивание числа радиосредств, их модернизацию и введение новых режимов работы программными методами.

Узлы системы могут быть реализованы следующим образом. Узлы 1-17 общие с прототипом. Программноуправляемые передатчики 8 и программноуправляемые приемники 9 канальных радиостанций 7 могут быть выполнены по технологии SDR «программируемое радио» [7]. В узлах 8, 9 и 21 все функции обработки сигнала, включая прием и формирование радиосигнала, модуляцию/демодуляцию, помехоустойчивое кодирование и декодирование, построение фильтров основной селекции управление выбором рабочих частот, уровнем излучаемой мощности, скоростью передачи информационных сообщений выполняются программным путем. Это обеспечивает формирование любого канала связи в KB диапазоне программным способом. В таком варианте построения узлов 8 и 9 приемные тракты и тракты формирования сигнала являются цифровыми и выполнены, например, на блоке цифровой обработки сигналов и цифровых приемовозбудителей Б-70, широко используемого в современных бортовых комплексах связи.

Генератор тактовых импульсов 19 и устройство 18 расчета характеристик распространения радиоволн могут быть выполнены аппаратно на ИМС и программно.

Приемник 20 сигналов глобальной навигационной спутниковой системы может быть выполнен, например, на устройстве типа Jupiter 12 GPS Receiver TU 35-D410.

Изобретение может быть использовано для создания системы дальней связи KB диапазона со стационарными и подвижными абонентами с использованием радиоканалов высокой надежности, автоматически адаптирующихся к сложнейшим динамическим процессам в ионосфере Земли.

Сравнение заявляемой системы с другими аналогами показывает, что вновь введенные узлы известны специалистам в области техники связи, что показывают приведенные ссылки. Данное устройство существенно отличается от известных аналогов в области техники связи, явным образом не следует из уровня техники, является нетрадиционным, поэтому соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия». Введенные узлы: устройство расчета характеристик распространения радиоволн, генератор тактовых импульсов, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, синтезатор с их связями характеризуют наличие критерия «новизна». Заявляемая система может быть реализована программно с применением существующих серийных устройств, используемых в технике связи и вычислительной технике, и является промышленно применимой.

Литература

1. Патент США №4555806 CI, 455/62 от 11/1985 г.

2. Патент РФ №2154910, М., кл. Н04В 17/00, 2000 (прототип).

3. Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надежность KB связи. М.: «Связь», 1977.

4. Ишкова Л.М. Сб. «Вопросы распространения коротких радиоволн», И3-МИРАН, М.: 1973, ч. 1, 151 с.

5. Носова Г.Н. Геомагнетизм и аэрономия, М.: 1974, 750 с.

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

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

Система автоматического управления коротковолновой связью, содержащая ведущие и ведомые канальные станции, соединенные каналами двухсторонней связи, ведущая и каждая ведомая канальные станции соединены двухсторонними связями с соответствующей системой управления при ведущей канальной станции и системой управления при ведомой канальной станции, ведущие канальные станции соединены между собой каналами наземной сети передачи данных, каждая из канальных станций содержит программноуправляемые передатчики и программноуправляемые приемники канальных радиостанций по числу каналов на станции, а каждая система управления - ЭВМ с программой управления, измеритель амплитуды тестирующих сигналов связан двухсторонними связями с программноуправляемым приемником и с ЭВМ с программой управления, устройство адаптации канальных радиостанций, устройство прогнозирования отказов радиоканалов, связанное с ЭВМ с программой управления и с устройством формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, которое, в свою очередь, имеет соединение с программноуправляемым передатчиком, а также содержит устройство приема и декодирования команды на упреждающую смену частоты, соединенное с ЭВМ с программой управления, программноуправляемый приемник соединен с измерителем уровня помех, который подключен к ЭВМ с программой управления и устройству прогнозирования отказов радиоканала, терминал, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены устройство расчета характеристик распространения радиоволн, соединенное двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, генератор тактовых импульсов, синхровход которого подключен к выходу приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, а первый выход соединен с ЭВМ с программой управления, второй выход - с соответствующим входом устройства формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, терминал, соединенный двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, синтезатор, соединенный с программноуправляемым передатчиком и двухсторонними связями с ЭВМ с программой управления, в каждой системе управления устройство формирования и передачи команды корреспонденту на упреждающую смену частоты, подключенное одновременно к входам всех программноуправляемых передатчиков ведомых канальных станций, ЭВМ с программой управления, соединенная двухсторонними связями с устройством адаптации канальных радиостанций, которое в свою очередь соединено двухсторонними связями с устройством расчета характеристик распространения радиоволн, измеритель уровня помех, измеритель амплитуды тестирующих сигналов, устройство приема и декодирования команды на упреждающую смену частоты, ЭВМ с программой управления имеют число входов по числу подключаемых канальных радиостанций, при этом системы управления, подключенные к ведущим канальным станциям, соединены между собой каналами наземной сети передачи данных, ведомые канальные станции соединены между собой каналами двухсторонней связи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для организации оперативного контроля, управления и организации связи в сетях подвижной радиосвязи специального назначения в реальных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к области защиты информации и может быть использовано для оценки качества маскирующего шума. Технический результат - повышение точности оценки качества маскирующего акустического шума.

Изобретение относится к устройству контроля ошибок в цифровых системах передачи на базе технологии АТМ. Технический результат заключается в повышении надежности обнаружения одиночных и кратных ошибок в кадре Ethernet переменой длины и обнаружения в проверяемой цифровой системе передачи данных перемежающихся одиночных и кратных отказов.

Изобретение относится к системе имитации электромагнитной обстановки. Технический результат состоит в упрощенной и автоматизированной калибровке для каждого канала, которая не зависит от калибровки фактической сети зондов.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения оценки нагрузки в приемнике системы связи с мультиплексированием. Технический результат состоит в определении оценки нагрузки на основе показателя интенсивности сигнала и показателя общей мощности сигнала.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах испытаний узлов связи. Технический результат состоит в повышении достоверности регистрации данных.

Изобретение относится к технике беспроводной связи и может быть использовано всистемах с использованием усовершенствованной координации и подавления помех для определения сбоя в линии радиосвязи.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи данных. Техническим результатом является обеспечение непрерывной передачи полезной информации во всей выделенной частотной полосе, получение оценки вероятности ошибки на бит без введения избыточности.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для выполнения функциональной проверки системы связи в салоне самолета. Технический результат заключается в уменьшении помех службам вне самолета.

Изобретение относится к системам беспроводной связи. Технический результат состоит в эффективном подавлении помех.

Изобретение относится к системам для моделирования, управления и оценки эффективности инновационного развития крупного предприятия. Система состоит из автоматизированного рабочего места (АРМ) управления эффективностью инновационного проекта, АРМа управления эффективностью портфеля инновационных проектов, АРМа управления эффективностью инновационного развития, модуля визуализации данных, расчетного модуля, модуля мониторинга информации о параметрах внешней среды и хранилища (блока памяти) единой информационной расчетной модели инновационного развития предприятия (ЕИРМИРП). 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки параметров радиоэлектронной защиты приемника прямого преобразования. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения многосигнальной избирательности приемника прямого преобразования. В отличие от известных способов измерения многосигнальной избирательности приемника прямого преобразования в изобретение внеполосные гармонические колебания формируют путем модуляции низкочастотным сигналом гармонического сигнала, частота которого равна средней частоте соседнего канала приемника при его произвольной настройке, а частоту низкочастотного сигнала выбирают равной шагу частотного разноса между каналами приемника, после измерения амплитуд комбинационных составляющих на вход приемника подают немодулированный сигнал на частоте настройки приемника с той же амплитудой, при которой проводились измерения амплитуды комбинационных составляющих, измеряют амплитуду сигнала на выходе приемника, а степень поражения приемника комбинационными помехами определяют как отношение амплитуд комбинационных составляющих к амплитуде немодулированного сигнала на выходе приемника. 1 ил.

Группа изобретений относится к области технической диагностики и используется в системах автоматизированного контроля цифровых систем передачи (ЦСП). Техническим результатом является повышение достоверности диагностирования ЦСП. В устройство, реализующее способ мониторинга цифровых систем передачи, дополнительно введено: n-сменных адаптеров, n-объектов контроля, устройство вероятностного прогнозирования с возможностью прогнозирования возникновения отказов, ошибок (сбоев) на заданный интервал времени, устройство управления с возможностью формирования, на основе полученных идентификационных сигналов и с учетом прогнозирования технического состояния, идентификационных кодов n-го сменного адаптера и n-го объекта контроля с последующей их передачей в ЭВМ, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами измерителя параметров сигналов отклика соответственно, третий вход соединен с выходом ЭВМ, а четвертый вход - со вторым выходом устройства вероятностного прогнозирования, первый выход устройства управления соединен с входом ЭВМ, а второй выход с первым входом устройства вероятностного прогнозирования, первый выход которого соединен с входом n-го объекта контроля. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Программно-аппаратный комплекс контроля параметров радиостанций Р-168-25У (ПАК) включает в себя набор управляемых посредством ПЭВМ аппаратных средств, предназначен для оборудования рабочих мест настройки радиостанций (PC) и контроля их параметров при проведении приемосдаточных испытаний (ПСИ). Технический результат заключается в увеличении функциональных возможностей комплекса по оценке качества радиотракта проверяемых радиостанций при передаче и приеме кодированных сигналов и телеметрической информации. В программно-аппаратный комплекс контроля параметров радиостанций Р-168-25У, содержащий управляемый источник питания, устройство контроля тока и напряжения, устройство переходное, ПЭВМ, принтер и преобразователь интерфейса, дополнительно введены: автоматизированный пульт проверки, включенный между входами и выходами проверяемой радиостанции, сервисного монитора и ПЭВМ, и измеритель коэффициента ошибок, сигнальный выход которого соединен с входом внешней модуляции сервисного монитора, регистрирующий выход измерителя коэффициента ошибок соединен с ПЭВМ, а его сигнальный вход с соответствующим выходом автоматизированного пульта проверки. 1 ил.

Изобретение относится к области техники связи и может использоваться в системах передачи сообщений, защищенных корректирующим помехоустойчивым кодом. Технический результат - повышение объема полезной информации, передаваемой по каналу связи. Способ контроля качества канала связи характеризуется тем, что на передающей стороне системы связи сообщение кодируют помехоустойчивым кодом, который передают в канал связи, на приемной стороне системы связи помехоустойчивый код декодируют и при успешном декодировании помехоустойчивого кода по каналу обратной связи передают квитанцию на передающую сторону системы связи, в случае неполучения квитанции на передающей стороне системы связи помехоустойчивый код передают повторно, на передающей стороне определяют число квитанций, полученных по каналу обратной связи в скользящем окне приема, оценивают отношение числа принятых и непринятых квитанций к числу переданных помехоустойчивых кодов, определяют вероятности приема и стирания помехоустойчивого кода в канале связи, определяют вероятности правильного приема и трансформации помехоустойчивого кода и оценивают качество канала связи. 7 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах подвижной связи. Технический результат состоит в повышении качества передачи тестовых и/или информационных сигналов по прямому и обратному каналам связи. Для этого в устройство для контроля радиостанций введены два вычислителя, два пульта управления, блок регистрации, два блока памяти, второй элемент ИЛИ, два приемника глобальной навигационной спутниковой системы с антеннами и новые связи. 1 ил.

Предлагаются способ и устройство для тестирования радиочастотных параметров активной антенной системы. В способе тестируемая активная антенная система помещается в испытательный кожух для выполнения тестирования радиочастотных параметров, причем испытательный кожух содержит секцию антенной решетки и секцию пассивной схемы, при этом секция антенной решетки и антенно-фидерная секция тестируемой активной антенной системы являются одинаковыми. Способ тестирования включает: калибровку одного испытательного кожуха; калибровку связи в ближней зоне и тестирование радиочастотных параметров. С помощью упомянутых способа и устройства для тестирования радиочастотных параметров активной антенной системы радиочастотные параметры активной антенной системы могут быть прямо и эффективно измерены без добавления дополнительного тестового интерфейса. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области информационно-коммуникационных технологий и касается способа увеличения длины распространения инфракрасных монохроматических поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) по плоской металлической поверхности. Способ включает в себя нанесение на поверхность слоя непоглощающего диэлектрика. До нанесения слоя определяют направление максимума диаграммы направленности объемных электромагнитных волн (ОЭВ), излучаемых ПЭВ с их трека. Толщину слоя и показатель преломления его материала выбирают таким образом, чтобы наличие слоя обеспечивало приращение действительной части модуля волнового вектора ПЭВ на величину где ko=2π/λ - волновое число ОЭВ в окружающей поверхность среде; λ - длина волны излучения в окружающей среде; φmах - угол отклонения максимума диаграммы направленности от плоскости поверхности. Технический результат заключается в увеличении длины распространения (ПЭВ) и обеспечении ее защиты от внешних воздействий. 2 ил.
Наверх