Способ ведения двухсторонней высокоскоростной радиосвязи с эффективным использованием радиочастотного спектра в ведомственной системе связи - заявка 2016143251 на патент на изобретение в РФ

Способ ведения двухсторонней высокоскоростной радиосвязи с эффективным использованием радиочастотного спектра в ведомственной системе связи (ВСС), состоящей из R идентичных приемопередающих комплектов (ППК), в соответствии с которым перед началом ведения дуплексного сеанса связи в каждом ППК канал приема и канал передачи, поочередно подключаемых к приемопередающей антенне в соответствующих режимах ППК «прием» и «передача», настраивают на выделенную для ВСС одну и ту же частоту приема - передачи и устанавливают ППК в исходное состояние - ждущий режим «прием», из которого любой ППК, используемый для вызова требуемого ППК на связь, переводят в состояние «ведущий», при котором формируют управляющий бинарный сигнал типа меандр, с помощью которого периодически переключают ППК из режима «прием» в режим «передача» с частотой F=1/Тц, где Тц - длительность одного цикла переключений «прием»-«передача», которую выбирают исходя из допустимой величины задержки аналогового телефонного сигнала, преобразованного в цифровую форму, от момента его передачи до момента его приема при ведении дуплексной радиосвязи, а также исходя из возможностей применяемых приемопередающих технических средств в составе ППК, и передают в эфир групповой сигнал временного дуплекса (ГСВД), модулированный сигналом цифрового избирательного вызова (ПИВ), в виде последовательности регулярно следующих на соответствующих временных интервалах «передача» квантов группового сигнала, каждый длительностью Тц/2, причем групповой сигнал формируют как сигнал OFDM, состоящий из N ортогональных сигналов подканалов с частотным интервалом между соседними подканалами, равным Δf=1/Тгс, где Тгс - длительность посылки группового сигнала, а модулирующий сигнал ЦИВ формируют в виде двоичной последовательности с закодированным и периодически повторяемым цифровым адресом вызываемого на связь ППК, причем скорость формирования двоичного сигнала ЦИВ устанавливают в два раза выше скорости передачи информационного двоичного сигнала V=1/Т, где Т - длительность элемента информационного двоичного сигнала, передаваемого от источника дискретного сигнала, либо от источника аналогового сигнала, преобразованного в цифровую форму, при этом длительность передачи сигнала ЦИВ определяют временем, необходимым для надежного обнаружения адреса вызываемым на связь ППК, кроме того, в «ведущем» ППК в каждый интервал времени «передача» формируют сжатый во времени в два раза модулирующий квант информационного двоичного сигнала длительностью Тц/2 из соответствующего исходного блока информационного двоичного сигнала длительностью Тц путем увеличения скорости V следования двоичных символов в два раза и, по окончании передачи сигнала ЦИВ, каждый формируемый квант группового сигнала модулируют соответствующим квантом информационного двоичного сигнала для передачи в эфир ГСВД, модулированного информационным сигналом, при этом в каждом другом ППК ВСС, находящемся в исходном состоянии, определяют временное положение регулярно следующих квантов принимаемого ГСВД, и формируют управляющий бинарный сигнал типа меандр, аналогичный управляющему сигналу «ведущего» ППК, кроме того, принимаемые кванты ГСВД демодулируют, и тот ППК, в демодулированном сигнале ЦИВ которого обнаружен свой адрес, устанавливают в состояние «ведомый» и в дуплексный режим работы, при котором с помощью сформированного управляющего сигнала его периодически переключают из режима «прием» в режим «передача» с частотой F=1/Тц в противофазе по отношению к «ведущему» ППК и, аналогично «ведущему» ППК, формируют и передают «ведущему» ППК в регулярно следующие интервалы времени «передача» кванты ГСВД, модулированного информационным сигналом «ведомого» ППК, а в противофазно следующие интервалы времени «прием» принимают кванты ГСВД, модулированного информационным сигналом «ведущего» ППК, после демодуляции которых каждый квант информационного двоичного сигнала длительностью Тц/2 расширяют во времени до длительности Тц исходного блока информационного двоичного сигнала путем снижения скорости следования двоичных символов в два раза и восстановленную информационную двоичную последовательность, переданную «ведущим» ППК, подают на вход получателя дискретного сигнала, либо декодируют и в аналоговом виде подают на вход получателя аналогового сигнала, аналогичным образом производят прием «ведущим» ППК ГСВД, модулированного информационным сигналом «ведомого» ППК, после завершения дуплексного сеанса связи взаимодействующие ППК устанавливают в исходное состояние, отличающийся тем, что в каждом ППК ВСС дополнительно используют К-1 каналов приема, объединенных по антенным входам и подключаемых к приемопередающей антенне в режиме «прием», для осуществления одновременного приема по К независимым частотным каналам приема П1, П2, …, ПK с выводом выходного напряжения каждого канала приема Пj с порядковым номером j=1, 2, …, К в цифровой форме, кроме того, работу ВСС осуществляют в соответствии с частотным расписанием, согласно которому каждую рабочую смену продолжительностью L часов непрерывной работы ВСС разбивают на m временных интервалов каждый длительностью Ti=L/m, где i=1, 2, …, m определяет порядковый номер следования каждого временного интервала Ti в пределах L часов, и на каждый временной интервал Ti выделяют соответствующую группу из К разрешенных для связи оптимальных рабочих частот (ОРЧ) f1Ti, f2Ti, …, fKTi, каждой из которых fjTi назначают порядковый номер j=1, 2, …, К, совпадающий с порядковым номером канала приема Пj, настраиваемого на эту ОРЧ для работы в пределах временного интервала Ti, причем каждую группу из К ОРЧ формируют из соответствующего интервала частот Δf Ti=(0,7-0,9)⋅fМПЧ Ti, где fМПЧ Ti - максимальная применимая частота на временном интервале Ti, определяемая по результатам краткосрочного прогнозирования условий ионосферного распространения радиоволн, при этом перед началом каждой рабочей смены в электронную память каждого канала приема Пj каждого ППК ВСС записывают как заранее подготовленные каналы (ЗПК) приема m соответствующих значений ОРЧ fjT1, fjT2, …, fjTm, разрешенных для работы на соответствующих временных интервалах T1, T2, …, Tm согласно частотному расписанию, а в электронную память канала передачи каждого ППК ВСС записывают как ЗПК передачи все Q=К⋅m значений ОРЧ согласно частотному расписанию, и перед наступлением каждого следующего друг за другом временного интервала Тi работы ВСС производят одновременную перестройку всех К каналов приема П1, П2, …, ПK каждого ППК на соответствующие К ЗПК приема f1Ti, f2Ti, …, fKTi, при этом каждый сеанс дуплексной или симплексной связи, при котором «ведущий» ППК дополнительно устанавливают в режим симплексной связи, начинают с выбора «ведущим» ППК оптимальной частоты связи (ОЧС), являющейся одной из К ОРЧ, разрешенных для работы на соответствующем временном интервале Ti, для чего в каждом ППК дополнительно используют устройство выбора оптимальной частоты связи (УВОЧС), с помощью которого в непрерывном режиме производят оценку уровней выходного напряжения каждого канала приема Пj как в парциальной полосе пропускания Δf каждого из N частотных подканалов используемого в ВСС группового сигнала, так и в суммарной полосе пропускания ΔF=Δf⋅N всех подканалов группового сигнала, и определяют соответствие каждого канала приема одной из четырех условных категорий каналов приема, к первой из которых относят каждый канал приема, принимающий ГСВД, к второй категории относят каждый канал приема, принимающий групповой сигнал одночастотного симплекса (ГСОС), который формируют и излучают каждым из двух ППК при проведении симплексного сеанса связи на одной частоте в виде непрерывного группового сигнала, модулированного либо двоичным сигналом ЦИВ, либо информационным двоичным сигналом, к третьей категории относят каждый канал приема, принимающий сосредоточенные по спектру помехи, спектральные составляющие которых попадают в полосу пропускания одного или нескольких подканалов группового сигнала, и к четвертой категории относят каждый канал приема, принимающий помехи типа нормальный «белый» шум, при этом для проведения на временном интервале Ti дуплексного или симплексного сеанса связи между какими-либо двумя ППК ВВС в «ведущем» ППК в качестве ОЧС выбирают частоту fjTi настройки того канала приема Пj из всех каналов приема, относящихся к четвертой категории каналов приема, на выходе которого определен минимальный уровень помех по отношению к другим каналам приема этой категории, на эту же ОЧС настраивают и канал передачи «ведущего» ППК, соответственно и для демодуляции используют выходное напряжение выбранного канала приема Пj, причем при проведении дуплексного сеанса связи в пределах временного интервала Ti вызов требуемого ППК на связь осуществляют путем передачи «ведущим» ППК на выбранной ОЧС fjTi ГСВД, модулированного сигналом ЦИВ, при этом, если в каждом другом ППК ВСС, находящемся в исходном состоянии, определен только один канал приема Пj, относящийся к каналам приема первой категории, то его выходной сигнал демодулируют, и тот ППК, в демодулированном сигнале ЦИВ которого обнаружен свой адрес, устанавливают в состояние «ведомый» и в дуплексный режим работы, одновременно производят перестройку канала передачи «ведомого» ППК на частоту настройки fjTi выбранного канала приема Пj этого ППК и проводят дуплексный сеанс связи на выбранной ОЧС fjTi, при проведении симплексного сеанса связи вызов требуемого ППК на связь осуществляют путем передачи «ведущим» ППК на выбранной ОЧС fjTi ГСОС, модулированного двоичным сигналом ЦИВ, причем модулирующий сигнал ЦИВ формируют аналогично сигналу ЦИВ в дуплексном режиме работы, но с уменьшенной в два раза скоростью следования двоичных символов, при этом, если в каждом другом ППК ВСС, находящемся в исходном состоянии, определен только один канал приема Пj, относящийся к каналам приема второй категории, то его выходной сигнал демодулируют, и тот ППК, в демодулированном сигнале ЦИВ которого обнаружен свой адрес, считают «ведомым» и устанавливают в симплексный режим работы, одновременно производят перестройку канала передачи «ведомого» ППК на частоту fjTi выбранного канала приема Пj этого ППК и проводят симплексный сеанс связи на выбранной ОЧС fjTi, в процессе ведения которого каждым из взаимодействующих ППК последовательно передают и принимают ГСОС, модулированный соответствующим информационным двоичным сигналом от источника дискретного сигнала, либо от источника аналогового сигнала, преобразованного в цифровую форму, без увеличения в два раза скорости следования модулирующих двоичных символов, кроме того, если в каждом ППК ВСС, находящемся в исходном состоянии, определено два и более каналов приема, относящихся к каналам приема первой и второй категории, то демодуляцию выходного сигнала каждого из этих каналов приема в каждом ППК производят последовательно во времени, при этом, если в одном из ППК ВСС при демодуляции выходного сигнала одного из каналов приема Пj обнаружен свой адрес с требуемой достоверностью, то этот ППК устанавливают в состояние «ведомый» и в дуплексный режим работы с одновременной перестройкой канала передачи этого ППК на частоту fjTi выбранного канала приема Пj с последующим ведением дуплексного сеанса связи на этой частоте при условии, что выбранный канал приема Пj соответствует каналам приема первой категории, если этот канал приема соответствует каналам приема второй категории, то «ведомый» ППК устанавливают в симплексной режим работы с одновременной перестройкой канала передачи этого ППК на частоту fjTi выбранного канала приема Пj с последующим ведением симплексного сеанса связи на этой частоте.
Наверх