СПОСОБ РАДИОСВЯЗИ МЕЖДУ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ Российский патент 2005 года по МПК H04B7/26 

Техническое решение относится к радиосвязи, а именно к способам радиосвязи между подвижными объектами.

Известен способ радиосвязи между подвижными объектами (см., например, П.С.Давыдов, П.А.Иванов. Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования. - М.: Транспорт, 1990, с.82-92), заключающийся в том, что передают радиосигналы с первого подвижного объекта, принимают эти радиосигналы на втором подвижном объекте.

Указанный способ позволяет обеспечить большую дальность радиосвязи, однако требует применения на первом подвижном объекте радиопередающего устройства большой мощности, что усложняет способ.

Известен способ радиосвязи между подвижными объектами в сотовых системах радиосвязи (см., например, Ратынский М.В. Основы сотовой связи. Под ред. Д.Б.Зимина. - М.: Радио и связь, 2000, с.20-68), заключающийся в том, что размещают базовые станции в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, с дальностями действия, заданными в раз большими длины стороны каждого правильного шестиугольника, задают семь неперекрывающихся полос частот радиосигналов, передаваемых со всех базовых станций и принимаемых на втором подвижном объекте, из семи заданных полос частот радиосигналов, передаваемых со всех базовых станций, задают на каждой базовой станции полосу частот радиосигналов, передаваемых с этой базовой станции, отличную от заданных полос частот информационных радиосигналов, передаваемых с ближайших базовых станций, передают с первого подвижного объекта радиосигналы, которые принимают на базовой станции, в пределах дальности действия которой находится первый подвижный объект, и преобразуют в оптические сигналы, которые передают по оптоволоконной линии связи в центр коммутации, в котором определяют базовую станцию, в пределах дальности действия которой находится второй подвижный объект, на которую затем передают из центра коммутации соответствующие оптические сигналы по оптоволоконной линии связи, которые на этой базовой станции преобразуют в радиосигналы, которые передают в заданной полосе частот, а затем принимают на втором подвижном объекте.

Указанный способ обеспечивает при использовании радиосигналов малой мощности большую дальность связи, однако требует применения оптоволоконных линий связи и определения в центре коммутации базовой станции, в пределах дальности действия которой находится второй подвижный объект, что усложняет способ. Кроме того, введение дополнительных базовых станций, осуществляемое, например, с целью уменьшения мощности излучаемых радиосигналов, требует трудоемкого перезадания полос частот радиосигналов, передаваемых с каждой базовой станции, что также усложняет способ.

Решаемой технической задачей является упрощение способа на основе рационального размещения базовых станций и задания полос частот радиосигналов, передаваемых с базовых станций в соответствии с удаленностью базовых станций от первого подвижного объекта.

Решение технической задачи в способе радиосвязи между подвижными объектами, заключающемся в том, что размещают базовые станции с заданными дальностями действия, передают радиосигналы с первого подвижного объекта, которые принимают на базовых станциях, в пределах дальностей действия которых находится первый подвижный объект, и преобразуют в сигналы, которые передают с этих базовых станций, эти сигналы принимают на базовых станциях, в пределах дальностей действия которых находится второй подвижный объект, и преобразуют в радиосигналы, которые передают с этих базовых станций и принимают на втором подвижном объекте, достигается тем, что размещение базовых станций осуществляют с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями, сигналы, в которые преобразуют радиосигналы, принимаемые на базовых станциях, в пределах дальностей действия которых находится первый подвижный объект, являются радиосигналами, причем передача радиосигналов с этих базовых станций на базовые станции, в пределах дальностей действия которых находится второй подвижный объект, состоит в том, что принимают радиосигналы, передаваемые с первых базовых станций, являющихся базовыми станциями, в пределах дальностей действия которых находится первый подвижный объект, на вторых базовых станциях, расположенных в пределах дальностей действия первых базовых станций, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций, затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-x базовых станций, на всех k-x базовых станциях, расположенных в пределах дальностей действия (k-1)-х базовых станций, причем k-e базовые станции не являются (k-2)-ми базовыми станциями, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с (k-1)-х базовых станций, где k=3, 4, ... , K - положительные целые числа, причем заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций, является первая заданная полоса частот, заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых со вторых базовых станций, является вторая заданная полоса частот, заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых с k-x базовых станций, является k-я заданная полоса частот, где k=3, 4, ... , K - положительные целые числа, причем первая заданная полоса частот, вторая заданная полоса частот, l-я заданная полоса частот, где l=3, 4, ... , L - положительные целые числа, 3≤ L≤ K, являются неперекрывающимися, k-я заданная полоса частот, где k=3, 4, ... , K - положительные целые числа, совпадает с l-й заданной полосой частот при выполнении условия

l=k-L[k/L],

где [k/L] - наибольшее целое число, не превосходящее k/L.

При этом радиосигналы, передаваемые в каждой заданной полосе частот с n-й базовой станции, где n=1, 2, ... , N - положительные целые числа, N - число базовых станций, представляют собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2, ... , M - положительные целые числа, определяют по n.

Термин “подвижный объект” является общепринятым (см., например, Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-трендз, 2000, с.47). К подвижным объектам относят, в частности, различные автотранспортные средства, оснащенные приемопередающей аппаратурой.

Термин “базовая станция” также является общепринятым (см., например, Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Эко-Трендз, 2000, с.87-154). К базовым станциям относят, в частности, стационарно расположенные объекты, оснащенные приемопередающей аппаратурой.

На фиг.1. изображены три группы равных правильных фигур, плотно примыкающих друг к другу своими сторонами, плотно покрывающих плоскость, для случая, при котором число правильных треугольников равно шести, число квадратов равно четырем, число правильных шестиугольников равно трем.

На фиг.2 изображены условно базовые станции, размещенные со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих равные правильные квадраты, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, первый подвижный объект и второй подвижный объект с указанием направлений передачи радиосигналов и зон действия восьми базовых станций, для случая, при котором число базовых станций равно шестидесяти.

На фиг.3 изображены условно временные диаграммы передачи радиосигналов с первого подвижного объекта, с первых базовых станций, со вторых базовых станций и с третьих базовых станций.

На фиг.4 изображены условно спектры радиосигналов, переданных с двух ближайших k-x базовых станций, расположенных в пределах дальности действия одной из (k+1)-х базовых станций, и спектр на входе данной базовой станции для случая, при котором указанным k-м базовым станциям соответствуют значения n=17 и n=28.

На фиг.5 изображена система для осуществления способа, содержащая приемопередатчики, размещенные по одному на каждой базовой станции, передатчик, размещенный на первом подвижном объекте, и приемник, размещенный на втором подвижном объекте, для случая, при котором число базовых станций равно пятнадцати.

На фиг.6 изображен приемопередатчик.

На фиг.7 изображен первый блок группового канала, входящий в состав каждого приемопередатчика, причем приемопередатчик на фиг.7 не изображен.

На фиг.8 изображен второй канал обработки, входящий в состав каждого приемопередатчика, причем приемопередатчик на фиг.8 не изображен.

На фиг.9 изображен передатчик.

На фиг.10 изображен приемник.

На фиг.11 изображен второй блок группового канала, входящий в состав приемника, причем приемник на фиг.11 не изображен.

На фиг.12 изображен четвертый канал обработки, входящий в состав приемника, причем приемник на фиг.12 не изображен.

Система для осуществления способа, представленная на фиг.5-12, содержит размещенные по одному на каждой из N базовых станций 1 приемопередатчики 2, размещенный на первом подвижном объекте 3 передатчик 4, размещенный на втором подвижном объекте 5 приемник 6, причем каждый приемопередатчик 2 содержит первую приемную антенну 7, первый блок 8 группового канала, который содержит первый полосовой фильтр 9, первый малошумящий усилитель 10, первый преобразователь 11 частоты, первый гетеродин 12, первый усилитель 13 промежуточной частоты, каждый приемопередатчик 2 содержит также L+1 первых каналов 14 обработки, каждый из которых содержит второй полосовой фильтр 15, второй преобразователь 16 частоты, второй гетеродин 17, М вторых каналов 18 обработки, причем М>log₂N, каждый из которых содержит третий полосовой фильтр 19, первый блок 20 возведения в квадрат, первый интегратор 21, первый аналого-цифровой преобразователь 22, каждый приемопередатчик 2 содержит также первый аналоговый коммутатор 23, первый демодулятор 24, первый микроконтроллер 25, второй аналоговый коммутатор 26, блок 27 памяти, блок 28 задания, М модуляторов 29, каждый из которых содержит третий преобразователь 30 частоты, третий гетеродин 31, третий аналоговый коммутатор 32, каждый приемопередатчик 2 содержит также сумматор 33, первый усилитель 34 мощности, первую передающую антенну 35, передатчик 4 содержит источник 36 сообщений, четвертый преобразователь 37 частоты, четвертый гетеродин 38, второй усилитель 39 мощности, вторую передающую антенну 40, приемник 6 содержит вторую приемную антенну 41, второй блок 42 группового канала, который содержит четвертый полосовой фильтр 43, второй малошумящий усилитель 44, пятый преобразователь 45 частоты, пятый гетеродин 46, второй усилитель 47 промежуточной частоты, приемник 6 содержит также L+1 третьих каналов 48 обработки, каждый из которых содержит пятый полосовой фильтр 49, шестой преобразователь 50 частоты, шестой гетеродин 51, М четвертых каналов 52 обработки, причем M>log₂N, каждый из которых содержит шестой полосовой фильтр 53, второй блок 54 возведения в квадрат, второй интегратор 55, второй аналого-цифровой преобразователь 56, приемник 6 содержит также третий аналоговый коммутатор 57, второй демодулятор 58, второй микроконтроллер 59, оконечный блок 60.

В каждом приемопередатчике 2 выход первой приемной антенны 7 соединен с входом первого полосового фильтра 9 первого блока 8 группового канала, в котором выход первого полосового фильтра 9 соединен с входом первого малошумящего усилителя 10, выход которого соединен с первым входом первого преобразователя 11 частоты, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 12, выход первого преобразователя 11 частоты соединен с входом первого усилителя 13 промежуточной частоты, выход которого соединен с входами вторых полосовых фильтров 15 первых каналов 14 обработки, в каждом из которых выход второго полосового фильтра 15 соединен с первым входом второго преобразователя 16 частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 17, выход второго преобразователя 16 частоты соединен с входами третьих полосовых фильтров 19 вторых каналов 18 обработки, в каждом из которых выход третьего полосового фильтра 19 соединен с входом первого блока 20 возведения в квадрат, выход которого соединен с входом первого интегратора 21, выход которого соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя 22, соответствующие выходы первых аналого-цифровых преобразователей 22 соединены с соответствующими входами первого микроконтроллера 25, выходы третьих полосовых фильтров 19 соединены также с соответствующими коммутируемыми входами первого аналогового коммутатора 23, с соответствующими управляющими входами которого соединены соответствующие выходы первого микроконтроллера 25, выход первого аналогового коммутатора 23 соединен с входом первого демодулятора 24, выход которого соединен с соответствующим входом первого микроконтроллера 25 и с первым коммутируемым входом второго аналогового коммутатора 26, второй коммутируемый вход которого соединен с соответствующим выходом первого микроконтроллера 25, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами второго аналогового коммутатора 26, выход которого соединен с первыми входами третьих преобразователей 30 частоты модуляторов 29, в каждом из которых второй вход третьего преобразователя 30 частоты соединен с выходом третьего гетеродина 31, выход третьего преобразователя 30 частоты соединен с коммутируемым входом третьего аналогового коммутатора 32, соответствующие выходы первого микроконтроллера 25 соединены с соответствующими управляющими входами третьих гетеродинов 31 и с соответствующими управляющими входами третьих преобразователей 30 частоты, выходы третьих аналоговых коммутаторов 32 соединены с соответствующими входами сумматора 33, выход которого соединен с входом первого усилителя 34 мощности, выход которого соединен с входом первой передающей антенны 35, с соответствующими входами первого микроконтроллера 25 соединены соответствующие выходы блока 27 памяти и блока 28 задания, в передатчике 4 источник 36 сообщений соединен с первым входом четвертого преобразователя 37 частоты, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина 38, выход четвертого преобразователя 37 частоты соединен с входом второго усилителя 39 мощности, выход которого соединен с входом второй передающей антенны 40, в приемнике 6 выход второй приемной антенны 41 соединен с входом четвертого полосового фильтра 43 второго блока 42 группового канала, в котором выход четвертого полосового фильтра 43 соединен с входом второго малошумящего усилителя 44, выход которого соединен с первым входом пятого преобразователя 45 частоты, второй вход которого соединен с выходом пятого гетеродина 46, выход пятого преобразователя 45 частоты соединен с входом второго усилителя 47 промежуточной частоты, выход которого соединен с входами пятых полосовых фильтров 49 третьих каналов 48 обработки, в каждом из которых выход пятого полосового фильтра 49 соединен с первым входом шестого преобразователя 50 частоты, второй вход которого соединен с выходом шестого гетеродина 51, выход шестого преобразователя 50 частоты соединен с входами шестых полосовых фильтров 53 четвертых каналов 52 обработки, в каждом из которых выход шестого полосового фильтра 53 соединен с входом второго блока 54 возведения в квадрат, выход которого соединен с входом второго интегратора 55, выход которого соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 56, соответствующие выходы вторых аналого-цифровых преобразователей 56 соединены с соответствующими входами второго микроконтроллера 59, выходы шестых полосовых фильтров 53 соединены также с соответствующими коммутируемыми входами третьего аналогового коммутатора 57, с соответствующими управляющими входами которого соединены соответствующие выходы второго микроконтроллера 59, выход третьего аналогового коммутатора 57 соединен с входом второго демодулятора 58, выход которого соединен с соответствующим входом второго микроконтроллера 59, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими входами оконечного блока 60.

Базовые станции 1 размещены с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями 1.

Дальности действия базовых станций 1 заданы по заданным математическому ожиданию и дисперсии расстояния между ближайшими базовыми станциями 1.

Полосы пропускания вторых полосовых фильтров 15 L первых каналов 14 обработки и пятых полосовых фильтров 49 L третьих каналов 48 обработки совпадают с соответствующими заданными полосами частот передачи приемопередатчиков 2 базовых станций 1, смещенными по оси частот вниз на частоту настройки первого гетеродина 12 и не перекрывающимися между собой, причем частоты настройки первого гетеродина 12 и пятого гетеродина 46 совпадают.

Полосы пропускания второго полосового фильтра 15 (L+1)-гo первого канала 14 обработки и пятого полосового фильтра 49 (L+1)-гo третьего канала 48 обработки совпадают с заданной полосой частот передачи передатчика 4 первого подвижного объекта 3, смещенной по оси частот вниз на частоту настройки первого гетеродина 12, причем заданные полосы частот передачи приемопередатчиков 2 базовых станций 1 и передатчика 4 первого подвижного объекта 3 являются неперекрывающимися.

Полосы пропускания соответствующих третьих полосовых фильтров 19 всех первых каналов 14 обработки и шестых полосовых фильтров 53 всех третьих каналов 48 обработки совпадают между собой.

Сущность способа заключается в следующем.

Размещают базовые станции 1 с заданными дальностями действия и с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями 1.

В ряде задач базовые станции 1 размещают на обслуживаемой территории со случайным разбросом около заданных точек. (Такая ситуация возникает, например, при сбросе базовых станций 1 с летательного аппарата, когда в результате воздействия множества случайных факторов точки падения базовых станций 1 невозможно точно рассчитать.) При этом расстояние между ближайшими базовыми станциями 1 является случайной величиной, которую целесообразно характеризовать математическим ожиданием и дисперсией.

Базовая станция 1 является ближайшей по отношению к данной базовой станции 1, если расстояние между ними не больше расстояния между данной базовой станцией 1 и любой другой базовой станцией 1. Следовательно, несколько базовых станций 1 могут являться ближайшими по отношению к данной базовой станции 1, если расстояния между каждой из них и данной базовой станцией 1 примерно равны между собой и не больше расстояния между данной базовой станцией 1 и любой другой базовой станцией 1.

Если при размещении базовых станций 1 на плоскости задано математическое ожидание расстояния между ближайшими базовыми станциями 1, то это эквивалентно размещению базовых станций 1 со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные многоугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, причем длины сторон указанных правильных многоугольников равны заданному математическому ожиданию расстояния между ближайшими базовыми станциями 1, а дисперсия расстояния между ближайшими базовыми станциями 1 определяет степень разбросанности базовых станций 1 около вершин условных ячеек.

В том случае, если обслуживаемая территория представляет собой плоскость, равными правильными многоугольниками, плотно примыкающими друг к другу своими сторонами, плотно покрывающими обслуживаемую территорию, могут являться только правильные треугольники, прямоугольники (квадраты) и шестиугольники, что обусловлено следующим.

Величина внутреннего угла γ (фиг.1) равна (см. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М.: Наука, 1980, с.287)

где q - число сторон многоугольника.

При плотном размещении на плоскости равных правильных многоугольников, каждая вершина, например О (фиг.1), является общей для р многоугольников, причем р - целое число, не меньшее трех и равное

Этим условиям удовлетворяют только три значения q={3, 4, 6}, что и требовалось показать.

Размещение базовых станций 1 (фиг.1) в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные треугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, эквивалентно размещению базовых станций 1 в центрах и в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно прдпримыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию (см. патент РФ на изобретение № 2195776, бюл. № 34 от 10.12.2002. Способ определения местоположения подвижного объекта/ Урецкий Я.С., Купершмидт П.В. и др.).

Дальностью действия базовой станции 1 при ненаправленной передаче с нее радиосигналов мощности P_прд является расстояние, в пределах которого мощность этих радиосигналов при их ненаправленном приеме на других базовых станциях 1 и на втором подвижном объекте 5 не меньше пороговой величины P_пр.мин.

Дальностью действия базовой станции 1 при ненаправленном приеме на ней радиосигналов является расстояние, в пределах которого мощность этих радиосигналов, создаваемая при ненаправленной передаче с других базовых станций 1 и с первого подвижного объекта 3 радиосигналов мощности P_прд, не меньше пороговой величины P_пр.мин.

Если соответствующие значения мощности P_прд передаваемых радиосигналов и пороговые значения млщности P_пр.мин принимаемых радиосигналов в обоих случаях равны, то дальности действия базовой станции 1 при передаче и приеме радиосигналов совпадают и при условии распространения электромагнитных волн в свободном пространстве равны (см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с. 402)

где c - скорость света в вакууме; f - рабочая частота.

Под дальностью R действия базовых станций 1 понимаем равные между собой дальности действия при передаче и при приеме радиосигналов.

При направленном приеме и ненаправленной передаче радиосигналов в условиях свободного пространства дальность R действия определяет круговую зону действия базовой станции 1 с центром в точке размещения данной базовой станции 1 и радиусом R.

Дальности R действия базовых станций 1 задают по заданным математическому ожиданию m_d и дисперсии D_d расстояния d между ближайшими базовыми станциями 1.

При равномерной плотности f(d) распределения случайной величины d на отрезке (см., например, Справочник по теории вероятности и математической статистике. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литеоатуры, 1985, с. 116, 117):

причем

величину R задают по формуле

Условиям (4)-(6), в частности, удовлетворяют соотношения m_d = 300 м; D_d = 75 м²; R = 315 м.

Тогда при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что число базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия каждой базовой станции 1, не превышает р, определяемого формулой (2).

В случае размещения базовых станций 1 (фиг.1) со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные квадраты, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, и при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что в пределах дальности R действия каждой базовой станции 1 находится четыре базовые станции 1.

Передают радиосигналы с первого подвижного объекта 3, которые принимают на первых базовых станциях 1, являющихся базовыми станциями 1, в пределах дальностей R действия которых находится первый подвижный объект 3.

При выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что число первых базовых станций 1 не превышает четыре. На фиг.2 показан случай, при котором первыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₃₄, 1₃₅, 1₄₄ и 1_45.

Передают с первых базовых станций 1 радиосигналы в заданной полосе частот. Принимают радиосигналы, передаваемые с первых базовых станций 1, на вторых базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия первых базовых станций 1, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1. Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций 1 принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-х базовых станций 1, на всех k-x базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия (k-1)-х базовых станций 1, причем k-e базовые станции 1 не являются (k-2)-ми базовыми станциями 1, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с (k-1)-x базовых станций 1, где k=3, 4, ... , К - положительные целые числа.

При этом заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1, является первая заданная полоса частот, заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых со вторых базовых станций 1, является вторая заданная полоса частот, заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых с k-x базовых станций 1, является k-я заданная полоса частот, где k=3, 4, ... , K - положительные целые числа, причем первая заданная полоса частот, вторая заданная полоса частот, l-я заданная полоса частот, где l=3, 4, ... , L - положительные целые числа, 3≤ L≤ К, являются неперекрывающимися, k-я заданная полоса частот, где k=3, 4, ... , К - положительные целые числа, совпадает с l-й заданной полосой частот при выполнении условия

где [k/L] - наибольшее целое число, не превосходящее k/L.

Функция у=[х] является функцией целой части от х, т.е. у равно наибольшему целому числу, не превосходящему х (см. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М.: Наука, 1980, с.259).

В соответствии с фиг.2 вторыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₂₄, 1₂₅, 1₃₆, 1₄₆, 1₅₅, 1₅₄, 1₄₃, 1₃₃; третьими (k=3) базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₁₄, 1₁₅, 1₂₆, 1₃₇, 1₄₇, 1₅₆, 1₅₃, 1₄₂, 1₃₂, 1₂₃; четвертыми (k=4) базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₄, 1₅, 1₁₆, 1₂₇, 1₃₈, 1₄₈, 1₅₇, 1₅₂, 1₄₁, 1₃₁, 1₂₂, 1₁₃; пятыми (k=5) базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₆, 1₁₇, 1₂₈, 1₃₉, 1₄₉, 1₅₈, 1₅₁, 1₂₁, 1₁₂, 1₃; шестыми (k=6) базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₇, 1₁₈, 1₂₉, 1₄₀, 1₅₀, 1₅₉, 1₁₁, 1₂; седьмыми (k=7) базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₈, 1₁₉, 1₃₀, 1₆₀, 1₁; восьмыми (k=8) базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₉, 1₂₀; девятой (k=9) базовой станцией 1 является базовая станция 1₁₀ (на фиг.2 соответствующие базовые станции 1 охвачены пунктирными линиями).

Рассмотрим пример, когда L=3 (фиг.2). В этом случае заданные полосы частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1 (полоса частот Δ f₁ ), со вторых базовых станций 1 (полоса частот Δ f₂) и с третьих базовых станций 1 (полоса частот Δ f₃), являются неперекрывающимися. При этом согласно формуле (7) с заданной полосой частот Δ f₁ совпадают заданные полосы частот радиосигналов, передаваемых с четвертых (k=4; l=1) базовых станций 1, с седьмых (k=7; l=1) базовых станций 1 и с других k-x базовых станций 1, удовлетворяющих условию (7) при l=1; с заданной полосой частот Δ f₂ совпадают заданные полосы частот радиосигналов, передаваемых с пятых (k=5; l=2) базовых станций 1, с восьмых (k=8; l=2) базовых станций 1 и с других k-x базовых станций 1, удовлетворяющих условию (7) при l=2; с заданной полосой частот Δ f₃ совпадают заданные полосы частот радиосигналов, передаваемых с шестых (k=6; l=3) базовых станций 1, с девятых (k=9; l=3) базовых станций 1 и с других k-x базовых станций 1, удовлетворяющих условию (7) при l=3.

В частном случае может выполняться условие

причем

где f₀, f₁, f₂, ... , f_l-1, f_l, ... , f_L-1, f_L - границы соответствующих заданных полос частот (каждая заданная полоса частот содержит необходимый защитный интервал); l=3, 4, ... , L - положительные целые числа.

При L=3 выражения (8) и (9) имеют вид

причем

Число K зависит от размеров обслуживаемой территории, числа N и особенностей размещения базовых станций 1. Для случая размещения базовых станций 1, приведенного на фиг.2, число К=14.

Передачу радиосигналов с первого подвижного объекта 3 осуществляют в заданной полосе частот Δ f_L+1=f_L..._{fL+1, не перекрывающейся ни с одной из заданных полос частот радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1.}

Направления передачи радиосигналов показаны на фиг.2 стрелками. Передача радиосигналов без зацикливания обеспечивается тем, что с первых базовых станций 1 осуществляют передачу при приеме радиосигналов, передаваемых с первого подвижного объекта 3 в заданной полосе частот Δ f_L+1, но не радиосигналов, передаваемых со вторых или других первых базовых станций 1 в заданных полосах частот Δ f₂ и Δ f₁, соответственно; со вторых базовых станций 1 осуществляют передачу при приеме радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1 в заданной полосе частот Δ f₁, но не радиосигналов, передаваемых с третьих или других вторых базовых станций 1 в заданных полосах частот Δ f₃ и Δ f₂ соответственно; с k-x базовых станций 1 осуществляют передачу при приеме радиосигналов, передаваемых с (k-1)-х базовых станций 1 в заданной полосе частот Δ f_k-1, но не радиосигналов, передаваемых с (k+1)-x или других k-x базовых станций 1 в заданных полосах частот Δ f_k+1 (при k<К) и Δ f_k соответственно, где k=3, 4, ... , К – положительные целые числа. Следовательно, с учетом формулы (7), если полоса частот Δ f_k-1 радиосигналов, принимаемых на k-x базовых станциях 1, совпадает с заданной полосой частот Δ f_L, то заданная полоса частот Δ f_k радиосигналов, передаваемых с k-x базовых станций 1, совпадает с заданной полосой частот Δ f₁.

На втором подвижном объекте 5 принимают радиосигналы, передаваемые с базовых станций 1, в пределах дальностей R действия которых находится второй подвижный объект 5.

В соответствии с фиг.2 на втором подвижном объекте 5 принимают радиосигналы, передаваемые с базовых станций 1₂₈, 1₂₉, 1₃₈, 1₃₉, в пределах дальностей R действия которых находится второй подвижный объект 5.

Временные диаграммы последовательной передачи радиосигналов от первых базовых станций 1 к границам обслуживаемой территории приведены на фиг.3. Здесь С - радиосигналы; T - длительность радиосигналов; τ - время распространения радиосигналов между ближайшими базовыми станциями 1, определяемое расстоянием d между ними.

Скорости перемещения первого подвижного объекта 3 и второго подвижного объекта 5 полагаем настолько малыми, что возникающим эффектом Доплера можно пренебречь.

Передача с двух ближайших k-x базовых станций 1 радиосигналов в одной и той же заданной полосе частот Δ f_k и с равными значениями мощности может вызывать замирания при приеме этих радиосигналов на (k+1)-й базовой станции 1, в пределах дальности R действия которой расположены эти базовые станции 1, где k=1, 2, ... , K - положительные целые числа. Устранение замираний достигается тем, что радиосигналы, передаваемые в каждой заданной полосе частот с n-й базовой станции 1, где n=1, 2, ... , N - положительные целые числа, N - число базовых станций 1, представляют собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где М>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m= 1, 2, ... , М - положительные целые числа, определяют по n.

Любое n из N преобразуют в М-разрядный двоичный код:

где а_m=1 или 0 в соответствии с разложением

При этом m-му разряду двоичного кода n₂ соответствует m-я заданная полоса частот Δ f_km в каждой заданной полосе частот Δ f_k, где m=1, 2, ... , М, k=1, 2, ... , K - положительные целые числа, и мощность P_{m прд} передаваемого в m-й заданной полосе частот радиосигнала. Заданные полосы частот Δ f_km получают, например, разбиением заданной полосы частот Δ f_k на М равных по протяженности и прилегающих друг к другу частотных интервалов.

Величину Р_mпрд можно определить по формуле

где Р_прд - заданное значение мощности передаваемого радиосигнала, соответствующее заданной дальности R действия базовой станции 1; b<<1 - заданная неотрицательная величина, например b=0.

Чтобы исключить двоичную комбинацию, содержащую одни нули, необходимо выполнить условие

При выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе каждой (k+1)-й базовой станции 1 (фиг.2) присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых в каждой заданной полосе частот Δ f_k с двух k-x базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия данной (k+1)-й базовой станции 1. Тогда с учетом того, что различным n соответствуют различные двоичные комбинации, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется некоторая m-я полоса частот Δ f_km, в которой указанные k-e базовые станции 1 передают радиосигналы, существенно различающиеся по мощности, а следовательно, замирания в данной m-й полосе частот будут отсутствовать.

Например, на входе базовой станции 1₁₈ (фиг.2) действуют радиосигналы, передаваемые с базовых станций 1₁₇ и 1₂₈ в заданной полосе частот Δ f₅. При N=60 log₂N=5,91, откуда М=6. Тогда базовым станциям 1₁₇ и 1₂₈ соответствуют двоичные номера 010001 и 011100. Спектры радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1₁₇ и 1₂₈, и радиосигнала, действующего на входе базовой станции 1₁₈, условно изображены на фиг.4 (спектр радиосигнала, действующего на входе базовой станции 1₁₈, приведен без учета ослабления; пунктиром изображен спектр в полосе частот, в которой возможны замирания).

При размещении базовых станций 1 со случайным разбросом около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные треугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, или около вершин условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно примыкающие друг к другу своими сторонами, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, и при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе каждой (k+1)-й базовой станции 1 также присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых с двух k-x базовых станций 1, расположенных в пределах дальности R действия данной (k+1)-й базовой станции 1 (см., например, патенты РФ на изобретения №2195776 и №2195777, бюл. № 34 от 10.12.2002. Способ определения местоположения подвижного объекта/ Урецкий Я.С., Купершмидт П.В. и др.), а следовательно, замирания в соответствующих полосах частот также будут отсутствовать.

Поскольку при выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе второго подвижного объекта 5 (фиг.2) также присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых в одной и той же заданной полосе частот Δ f_k с ближайших k-x базовых станций 1, в пределах дальностей R действия которых находится второй подвижный объект 5, и с учетом того, что различным n соответствуют различные двоичные комбинации, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется некоторая m-я полоса частот Δ f_km, в которой указанные k-e базовые станции 1 передают радиосигналы, существенно различающиеся по мощности, а следовательно, замирания при приеме на втором подвижном объекте 5 в данной m-й полосе частот будут отсутствовать.

На фиг.5 приведен пример системы для случая, при котором число базовых станций 1 равно пятнадцати. При этом описание работы системы при осуществлении способа приведено также с учетом фиг.2-4.

Все элементы и блоки, входящие в состав системы, представленной на фиг.4-12, являются известными и описанными в литературе.

Первая приемная антенна 7, первая передающая антенна 35, вторая передающая антенна 40 и вторая приемная антенна 41 являются ненаправленными.

В качестве первого микроконтроллера 25 и второго микроконтроллера 59 могут использоваться микропроцессорные системы с аналоговыми и цифровыми входами и выходами, в состав которых входят тактовый генератор, запоминающие устройства, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи и другие устройства (см., например, П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1993, с.294-295), не изображенные на фиг.5-12.

В качестве блока 27 памяти, блока 28 задания и оконечного блока 60 могут использоваться какие-либо известные и описанные в литературе цифровые устройства ввода-вывода данных (см., например, Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. - М.: Радио и связь, 1993, с.27).

Время распространения радиосигналов от каждой базовой станции 1 до ближайших базовых станций 1 и интервал времени измерения мощности принимаемых радиосигналов пренебрежимо малы по сравнению с их длительностью; время распространения сигналов в приемопередающих трактах базовых станций 1 пренебрежимо мало.

Рассмотрим осуществление способа с помощью системы, приведенной на фиг.5-12, с учетом фиг.2-4.

Коэффициенты усиления первых малошумящих усилителей 10 и второго малошумящего усилителя 44 заданы так, чтобы чувствительности приемопередатчиков 2 и приемника 6 равнялись P_прмин. Коэффициенты усиления первых усилителей 34 мощности и второго усилителя 39 мощности заданы так, чтобы мощности радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1 и первого подвижного объекта 3, равнялись Р_прд. Все используемые в системе радиосигналы являются узкополосными, энергетические спектры которых сосредоточены в области рабочей частоты f. Тогда, с учетом выражения (3), дальности действия приемопередатчиков 2 равны R, причем величина R задана в соответствии с условиями (4)-(6).

В блок 28 задания каждого приемопередатчика 2 вводят номера l заданных полос частот Δ f₁=f₀ ..._{f1, Δ f2=f1 ...f2, ... , Δ fl=fl-1 ...fl, ... , Δ fL=fL-1 ...fL радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1, где l=1, 2, ... , L - положительные целые числа, номер L+1 заданной полосы частот Δ fL+1=fL ...fL+1 радиосигналов, передаваемых с первого подвижного объекта 3, неповторяющийся номер n данной базовой станции 1, где n=1, 2, ... , N. В данном случае (фиг.2) L=3, N=60.}

Двоичная последовательность импульсов, содержащая передаваемую с первого подвижного объекта 3 информацию, с выхода источника 36 сообщений передатчика 4 первого подвижного объекта 3 поступает на первый вход четвертого преобразователя 37 частоты, на второй вход которого поступает гармонический сигнал частоты f_Г4, вырабатываемый четвертым гетеродином 38. Амплитудно-манипулированный сигнал с выхода четвертого преобразователя 37 частоты поступает на вход второго усилителя 39 мощности. Сигнал с выхода второго усилителя 39 мощности поступает на вход второй передающей антенны 40, которая излучает в пространство соответствующий радиосигнал в заданной полосе частот Δ f_L+1.

Радиосигнал, переданный с первого подвижного объекта 3, принимают на первых базовых станциях 1, являющихся базовыми станциями 1, в пределах дальностей R действия которого находится первый подвижный объект 3 (на фиг.2 первыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₃₄, 1₃₅, 1₄₄ и 1₄₅).

В приемопередатчике 2 каждой из первых базовых станций 1 сигнал с выхода первой приемной антенны 7 поступает на вход первого полосового фильтра 9 первого блока 8 группового канала. Первый полосовой фильтр 9 обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Сигнал с выхода первого полосового фильтра 9 поступает на вход первого малошумящего усилителя 10, сигнал с выхода которого поступает на первый вход первого преобразователя 11 частоты. На второй его вход поступает гармонический сигнал частоты f_Г1, вырабатываемый первым гетеродином 12. Сигнал, энергетический спектр которого сосредоточен в области промежуточной частоты, с выхода первого преобразователя 11 частоты поступает на вход первого усилителя 13 промежуточной частоты, сигнал с выхода которого поступает на входы вторых полосовых фильтров 15 первых каналов 14 обработки.

Поскольку с заданной полосой частот передачи первого подвижного объекта 3, смещенной по оси частот вниз на частоту f_Г1 настройки первого гетеродина 12, совпадает только полоса пропускания второго полосового фильтра 15 (L+1)-гo первого канала 14 обработки, сигнал с выхода только второго полосового фильтра 15 данного первого канала 14 обработки поступает на первый вход второго преобразователя 16 частоты, на второй вход которого поступает гармонический сигнал частоты f_Г2, вырабатываемый вторым гетеродином 17. Спектр сигнала, действующего на выходе второго преобразователя 16 частоты, совпадает только с полосой пропускания третьего полосового фильтра 19 одного из М вторых каналов 18 обработки (например, первого). Поэтому сигнал с выхода третьего полосового фильтра 19 данного второго канала 18 обработки поступает на соответствующий коммутируемый вход первого аналогового коммутатора 23 и на вход первого блока 20 возведения в квадрат, сигнал с выхода которого поступает на вход первого интегратора 21. Сигнал с выхода первого интегратора 21 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 22, двоичный сигнал с выхода которого, соответствующий мощности принимаемого радиосигнала, поступает на соответствующие входы первого микроконтроллера 25 (последовательно соединенные первый блок 20 возведения в квадрат и первый интегратор 21 образуют измеритель мощности - см., например, Дж.Бендат, А.Пирсол. Прикладной анализ случайных данных. - М.: Мир, 1983, с.143). Первый микроконтроллер 25 принимает решение о наличии на входе приемопередатчика 2 радиосигнала первого подвижного объекта 3 и формирует управляющие сигналы на управляющих входах первого аналогового коммутатора 23, по которым первый аналоговый коммутатор 23 подключает выход третьего полосового фильтра 19 первого из М вторых каналов обработки (L+1)-гo первого канала 14 обработки к входу первого демодулятора 24. Сигнал с выхода первого демодулятора 24, представляющий собой двоичную последовательность импульсов, поступает на первый коммутируемый вход второго аналогового коммутатора 26. На управляющих входах второго аналогового коммутатора 26 действуют сигналы, формируемые первым микроконтроллером 25, по которым второй аналоговый коммутатор 26 подключает выход первого демодулятора 24 к первому входу третьего преобразователя 30 каждого из М модуляторов 29.

Одновременно первый микроконтроллер 25 считывает из блока 28 задания номер l=1 заданной полосы частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций 1 (поскольку принимаемыми радиосигналами являются радиосигналы, переданные с первого подвижного объекта 3 в заданной полосе частот Δ f_L+1), и формирует на управляющих входах третьих гетеродинов 31 модуляторов 29 управляющие сигналы, при которых третий гетеродин 31 m-то модулятора 29 формирует гармонический сигнал частоты f_1m, являющейся центральной частотой заданной полосы частот Δ f_1m, получаемой в результате разбиения заданной полосы частот Δ f₁ на М равных по протяженности и прилегающих друг к другу частотных интервалов, где m=1, 2, ... , M - положительные целые числа.

Первый микроконтроллер 25 считывает также из блока 28 задания заданный номер n данной базовой станции 1 и формирует на управляющих входах третьих аналоговых коммутаторов 32 модуляторов 29 управляющие сигналы, соответствующие двоичному представлению n, определяемому формулой (11). При этом если a_m=1, то первый микроконтроллер 25 формирует на управляющем входе третьего аналогового коммутатора 32 m-го модулятора 29 управляющий сигнал, по которому данный третий аналоговый коммутатор 32 подключает выход соответствующего третьего преобразователя 30 частоты к соответствующему входу сумматора 33; если a_m=0, то первый микроконтроллер 25 формирует на управляющем входе третьего аналогового коммутатора 32 m-го модулятора 29 управляющий сигнал, по которому данный третий аналоговый коммутатор 32 отключает выход соответствующего третьего преобразователя 30 частоты от соответствующего входа сумматора 33. Сигнал с выхода сумматора 33 поступает на вход первого усилителя 34 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход первой передающей антенны 35. Радиосигнал, излучаемый первой передающей антенной 35 в заданной полосе частот Δ f₁, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где М>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2, ... , М - положительные целые числа, определена по n.

Радиосигналы, переданные с первых базовых станций 1, являющихся базовыми станциями 1, в пределах дальностей R действия которого находится первый подвижный объект 3, принимают на вторых базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия первых базовых станций 1 (на фиг.2 вторыми базовыми станциями 1 являются базовые станции 1₂₄, 1₂₅, 1₃₆, 1₄₆, 1₅₅, 1₅₄,1₄₃,1₃₃).

В приемопередатчике 2 каждой из вторых базовых станций 1 сигнал с выхода первой приемной антенны 7 поступает на вход первого полосового фильтра 9 первого блока 8 группового канала. Сигнал с выхода первого полосового фильтра 9 поступает на вход первого малошумящего усилителя 10, сигнал с выхода которого поступает на первый вход первого преобразователя 11 частоты. На второй его вход поступает гармонический сигнал частоты f_Г1, вырабатываемый первым гетеродином 12. Сигнал, энергетический спектр которого сосредоточен в области промежуточной частоты, с выхода первого преобразователя 11 частоты поступает на вход первого усилителя 13 промежуточной частоты, сигнал с выхода которого поступает на входы вторых полосовых фильтров 15 первых каналов 14 обработки.

Поскольку с заданной полосой частот передачи приемопередатчиков 2 первых базовых станций 1, смещенной по оси частот вниз на частоту f_Г1 настройки первого гетеродина 12, совпадает только полоса пропускания второго полосового фильтра 15 первого (l=1) первого канала 14 обработки каждой из вторых базовых станций 1, сигнал с выхода только второго полосового фильтра 15 данного первого канала 14 обработки поступает на первый вход второго преобразователя 16 частоты, на второй вход которого поступает гармонический сигнал частоты f_Г2, вырабатываемый вторым гетеродином 17. Сигнал с выхода третьего полосового фильтра 19 каждого второго канала 18 обработки поступает на соответствующий коммутируемый вход первого аналогового коммутатора 23 и на вход первого блока 20 возведения в квадрат, сигнал с выхода которого поступает на вход первого интегратора 21. Сигнал с выхода первого интегратора 21 поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 22, двоичный сигнал с выхода которого, соответствующий мощности принимаемого радиосигнала, поступает на соответствующие входы первого микроконтроллера 25. В результате анализа сигналов, действующих на соответствующих выходах всех первых аналого-цифровых преобразователей 22, первый микроконтроллер 25 принимает решение о наличии на входе приемопередатчика 2 радиосигналов первых базовых станций 1 и формирует управляющие сигналы на управляющих входах первого аналогового коммутатора 23, по которым первый аналоговый коммутатор 23 подключает выход третьего полосового фильтра 19 одного из М вторых каналов обработки первого (l=1) первого канала 14 обработки к входу первого демодулятора 24.

Радиосигнал, передаваемый каждой из первых базовых станций 1, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2, ... , М - положительные целые числа, определена по n. При выполнении условий (4)-(6) достоверным является событие, состоящее в том, что на входе каждой второй базовой станции 1 (фиг.2) присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых в каждой заданной полосе частот Δ f₁ с двух ближайших к ней первых базовых станций 1. В связи с этим, с учетом того, что различным n соответствуют различные двоичные комбинации, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется некоторая m-я полоса частот Δ f_1m, в которой указанные первые базовые станции 1 передают радиосигналы, существенно различающиеся по мощности, а следовательно, замирания в данной m-й полосе частот будут отсутствовать - выражения (11)-(13). Таким образом, достоверным является событие, состоящее в том, что найдется хотя бы один из М вторых каналов 18 обработки первого (l=1) первого канала 14 обработки, сигнал на выходе третьего полосового фильтра 19 которого будет иметь достаточную для обработки мощность. Выход данного третьего полосового фильтра 19 первый аналоговый коммутатор 23 подключает к входу первого демодулятора 24.

Сигнал с выхода первого демодулятора 24, представляющий собой двоичную последовательность импульсов, поступает на первый коммутируемый вход второго аналогового коммутатора 26. На управляющих входах второго аналогового коммутатора 26 действуют сигналы, формируемые первым микроконтроллером 25, по которым второй аналоговый коммутатор 26 подключает выход первого демодулятора 24 к первому входу третьего преобразователя 30 каждого из М модуляторов 29.

Одновременно первый микроконтроллер 25 считывает из блока 28 задания номер l=2 заданной полосы частот радиосигналов, передаваемых со вторых базовых станций 1 (поскольку принимаемыми радиосигналами являются радиосигналы, переданные с первых базовых станций 1 в заданной полосе частот Δ f₁), и формирует на управляющих входах третьих гетеродинов 31 модуляторов 29 управляющие сигналы, при которых третий гетеродин 31 m-го модулятора 29 формирует гармонический сигнал частоты f_2m, являющейся центральной частотой заданной полосы частот Δ f_2m, получаемой в результате разбиения заданной полосы частот Δ f₂ на М равных по протяженности и прилегающих друг к другу частотных интервалов, где m=1, 2, ... , M - положительные целые числа.

Первый микроконтроллер 25 считывает из блока 28 задания также заданный номер n данной базовой станции 1 и формирует на управляющих входах третьих аналоговых коммутаторов 32 модуляторов 29 управляющие сигналы, соответствующие двоичному представлению n, определяемому формулой (11). При этом если а_m=1, то первый микроконтроллер 25 формирует на управляющем входе третьего аналогового коммутатора 32 m-го модулятора 29 управляющий сигнал, по которому данный третий аналоговый коммутатор 32 подключает выход соответствующего третьего преобразователя 30 частоты к соответствующему входу сумматора 33; если а_m=0, то первый микроконтроллер 25 формирует на управляющем входе третьего аналогового коммутатора 32 m-го модулятора 29 управляющий сигнал, по которому данный третий аналоговый коммутатор 32 отключает выход соответствующего третьего преобразователя 30 частоты от соответствующего входа сумматора 33. Сигнал с выхода сумматора 33 поступает на вход первого усилителя 34 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход первой передающей антенны 35. Радиосигнал, излучаемый первой передающей антенной 35 в заданной полосе частот Δ f₂, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2, ... , М - положительные целые числа, определена по n.

Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций 1 принимают радиосигналы, передаваемые с (k-1)-x базовых станций 1, на всех k-x базовых станциях 1, расположенных в пределах дальностей R действия (k-1)-х базовых станций 1, причем k-e базовые станции 1 не являются (k-2)-ми базовыми станциями 1, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с (k-1)-х базовых станций 1, где k=3, 4, ... , K - положительные целые числа. При этом, с учетом формулы (7), если полоса частот Δ f_k-1 радиосигналов, принимаемых на k-x базовых станциях 1, совпадает с заданной полосой частот Δ f_L, то заданная полоса частот Δ f_k радиосигналов, передаваемых с k-x базовых станций 1, совпадает с заданной полосой частот Δ f₁.

Передача радиосигналов без зацикливания обеспечивается тем, что первый микроконтроллер 25 каждой первой базовой станции 1 по результатам регистрации сигналов, действующих на выходах (L+1)-гo, первого (l=1) и второго (l=2) первых каналов 14 обработки, формирует на управляющих входах первого аналогового коммутатора 23 управляющие сигналы, по которым первый аналоговый коммутатор 23 подключает к входу первого демодулятора 24 соответствующий выход (L+1)-гo, но не первого (l=1) или второго (l=2) первого канала 14 обработки; первый микроконтроллер 25 каждой второй базовой станции 1 по результатам регистрации сигналов, действующих на выходах первого (l=1), второго (l=2) и третьего (l=3) первых каналов 14 обработки, формирует на управляющих входах первого аналогового коммутатора 23 управляющие сигналы, по которым первый аналоговый коммутатор 23 подключает к входу первого демодулятора 24 соответствующий выход первого (l=1), но не второго (l=2) или третьего (l=3) первого канала 14 обработки; первый микроконтроллер 25 каждой k-й базовой станции 1 по результатам регистрации сигналов, действующих на выходах (l-1)-го, l-го и (l+1)-го (при l<L) первых каналов 14 обработки, формирует на управляющих входах первого аналогового коммутатора 23 управляющие сигналы, по которым первый аналоговый коммутатор 23 подключает к входу первого демодулятора 24 соответствующий выход (l-1)-го, но не l-го или (l+1)-го (при l<L) первого канала 14 обработки, где l=3, 4, ... , L - положительные целые числа, причем значения l и k связаны соотношением (7); при этом если l=L, то первый микроконтроллер 25 каждой k-й базовой станции 1 по результатам регистрации сигналов, действующих на выходах L-го, первого (l=1) и второго (l=2) первых каналов 14 обработки, формирует на управляющих входах первого аналогового коммутатора 23 управляющие сигналы, по которым первый аналоговый коммутатор 23 подключает к входу первого демодулятора 24 соответствующий выход L-го, но не первого (l=1) или второго (l=2) первого канала 14 обработки, где l=3, 4, ... , L - положительные целые числа, причем значения l и k связаны соотношением (7).

В приемнике 6 второго подвижного объекта 5 сигнал с выхода второй приемной антенны 41, действующий в результате приема радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1, в пределах дальностей R действия которых находится второй подвижный объект 5, поступает на вход четвертого полосового фильтра 43 второго блока 42 группового канала.

Сигнал с выхода четвертого полосового фильтра 43 поступает на вход второго малошумящего усилителя 44, сигнал с выхода которого поступает на первый вход пятого преобразователя 45 частоты. На второй его вход поступает гармонический сигнал частоты f_Г1, вырабатываемый пятым гетеродином 46. Сигнал, энергетический спектр которого сосредоточен в области промежуточной частоты, с выхода пятого преобразователя 45 частоты поступает на вход второго усилителя 47 промежуточной частоты, сигнал с выхода которого поступает на входы пятых полосовых фильтров 49 третьих каналов 48 обработки.

Поскольку второй подвижный объект 5 находится в пределах дальностей R действия нескольких базовых станций 1 (но не более четырех - см. фиг.2), с заданными полосами частот передачи приемопередатчиков 2 этих базовых станций 1, смещенными по оси частот вниз на частоту f_Г1 настройки пятого гетеродина 46, совпадают полосы пропускания соответствующих пятых полосовых фильтров 49 третьих каналов 48 обработки. Сигнал с выхода пятого полосового фильтра 49 каждого из данных третьих каналов 48 обработки поступает на первый вход шестого преобразователя 50 частоты, на второй вход которого поступает гармонический сигнал частоты f_Г2, вырабатываемый шестым гетеродином 51. Сигнал с выхода шестого полосового фильтра 53 каждого четвертого канала 52 обработки соответствующего третьего канала 48 обработки поступает на соответствующий коммутируемый вход третьего аналогового коммутатора 57 и на вход второго блока 54 возведения в квадрат, сигнал с выхода которого поступает на вход второго интегратора 55. Сигнал с выхода второго интегратора 55 поступает на вход второго аналого-цифрового преобразователя 56, двоичный сигнал с выхода которого, соответствующий мощности принимаемого радиосигнала, поступает на соответствующие входы второго микроконтроллера 59. В результате анализа сигналов, действующих на соответствующих выходах всех вторых аналого-цифровых преобразователей 56, второй микроконтроллер 59 принимает решение о наличии на входе приемника 6 радиосигналов базовых станций 1, в пределах дальностей R действия которых находится второй подвижный объект 5, и формирует управляющие сигналы на управляющих входах третьего аналогового коммутатора 57, по которым третий аналоговый коммутатор 57 подключает выход шестого полосового фильтра 53 одного из М четвертых каналов 52 обработки третьего канала 48 обработки к входу второго модулятора 58.

Радиосигнал, передаваемый каждой из базовых станций 1, в пределах дальностей R действия которых находится второй подвижный объект 5, представляет собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных неперекрывающихся полосах частот, где M>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2, ... , М - положительные целые числа, определена по n. При этом на входе второго подвижного объекта 5 (фиг.2) присутствует одновременно не более двух радиосигналов, передаваемых в одной заданной полосе частот с двух ближайших базовых станций 1. В связи с этим, с учетом того, что различным n соответствуют различные двоичные комбинации, найдется некоторая m-я полоса частот Δ f_km, в которой указанные первые базовые станции 1 передают радиосигналы, существенно различающиеся по мощности, а следовательно, замирания в данной m-й полосе частот будут отсутствовать - выражения (11)-(13). Таким образом, найдется хотя бы один из М четвертых каналов 52 обработки соответствующего третьего канала 48 обработки, сигнал на выходе шестого полосового фильтра 53 которого будет иметь достаточную для обработки мощность. Выход данного шестого полосового фильтра 53 третий аналоговый коммутатор 57 подключает к входу второго демодулятора 58. Сигнал с выхода второго демодулятора 58, представляющий собой двоичную последовательность импульсов, содержащую информацию, передаваемую с первого подвижного объекта 3, поступает на соответствующий вход второго микроконтроллера 59, который осуществляет вывод этой информации в оконечный блок 60.

Прием радиосигналов, передаваемых с первого подвижного объекта 3, возможен непосредственно на втором подвижном объекте 5, если он находится в пределах дальности R действия первого подвижного объекта 3. Для этого приемник 6 второго подвижного объекта 5 содержит (L+1)-й третий канал 48 обработки, работа которого аналогична работе других третьих каналов 48 обработки.

По окончании передачи информации радиосигналов с первого подвижного объекта 3 на все базовые станции 1, а следовательно, на второй подвижный объект 5, в приемопередатчике каждой базовой станции 1 первый микроконтроллер 25 формирует на управляющих входах второго аналогового коммутатора 26 управляющие сигналы, по которым второй аналоговый коммутатор 26 отключает выход первого демодулятора 24 от входов третьих преобразователей 30 частоты каждого из М модуляторов 29.

Применяемым в описании формулам могут соответствовать следующие параметры системы: N=60; К=14; L=3; d=R=300 м; P_прд=10^-3 Вт; P_пp.мин=10^-11 Вт; Т=0,02 с; скорость передачи информации с каждой базовой станции 1 и с первого подвижного объекта 3 не более 512 бит/с; заданные полосы частот радиосигналов, передаваемых с базовых станций 1, - в соответствии с табл.; заданная полоса частот радиосигналов, передаваемых с первого подвижного объекта 3, составляет 900,3... 900,4 МГц.

Таким образом, рациональное размещение базовых станций не требует применения оптоволоконных линий связи и определения в центре коммутации базовой станции, в пределах дальности действия которой находится второй подвижный объект, что упрощает способ. Кроме того, задание полос частот радиосигналов, передаваемых с базовых станций в соответствии с удаленностью базовых станций от первого подвижного объекта, не требует при введении дополнительных базовых станций, осуществляемом, например, с целью уменьшения мощности излучаемых радиосигналов, трудоемкого перезадания полос частот радиосигналов, передаваемых с каждой базовой станции, что также упрощает способ.

ТаблицаklΔ f_k, МГцklΔ f_k, МГц11900,0... 900,182900,1... 900,222900,1... 900,293900,2... 900,333900,2... 900,3101900,0... 900,141900,0... 900,1112900,1... 900,252900,1... 900,2123900,2... 900,363900,2... 900,3131900,0... 900,171900,0... 900,1142900,1... 900,2

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для связи между подвижными объектами. Базовые станции размещают с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями в вершинах условных ячеек, плотно покрывающих обслуживаемую территорию. Радиосигнал, принятый от подвижного объекта, на базовых станциях, которые являются первыми, передается от этих базовым станций вторым базовым станциям и далее эстафетно последующим базовым станциям, находящимся в пределах дальности действия предыдущих базовых станций. Передачу радиосигналов обеспечивают в заданной полосе частот, при этом предыдущие и последующие базовые станции осуществляют передачу радиосигналов в неперекрывающихся заданных полосах частот. Технический результат - упрощение. 1 з.п. ф-лы. 12 ил., 1 табл.

1. Способ радиосвязи между подвижными объектами, заключающийся в том, что размещают базовые станции с заданными дальностями действия, передают радиосигналы с первого подвижного объекта, которые принимают на первых базовых станциях, в пределах дальностей действия которых находится первый подвижный объект, и преобразуют в сигналы, которые передают с этих базовых станций, эти сигналы принимают на базовых станциях, в пределах дальностей действия которых находится второй подвижный объект, и преобразуют в радиосигналы, которые передают с этих базовых станций и принимают во втором подвижном объекте, отличающийся тем, что размещение базовых станций осуществляют с заданными математическим ожиданием и дисперсией расстояния между ближайшими базовыми станциями, сигналы, в которые преобразуют радиосигналы, принимаемые на базовых станциях, в пределах дальностей действия которых находится первый подвижный объект, являются радиосигналами, причем передача радиосигналов с этих базовых станций на базовые станции, в пределах дальностей действия которых находится второй подвижный объект, состоит в том, что принимают радиосигналы, передаваемые с первых базовых станций, являющимися базовыми станциями, в пределах дальностей действия которых находится первый подвижный объект, на вторых базовых станциях, расположенных в пределах дальностей действия первых базовых станций, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций, затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от первых базовых станций принимают радиосигналы, передаваемые с (к-1)-х базовых станций, на всех k-x базовых станциях, расположенных в пределах дальностей действия (к-1)-х базовых станций, причем k-е базовые станции не являются (к-2)-ми базовыми станциями, и передают их в заданной полосе частот, не перекрывающейся с полосой частот радиосигналов, передаваемых с (к-1)-х базовых станций, где k=3,4, ..., К - положительные целые числа, причем заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых с первых базовых станций, является первая заданная полоса частот, заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых со вторых базовых станций, является вторая заданная полоса частот, заданной полосой частот радиосигналов, передаваемых с k-x базовых станций, является k-я заданная полоса частот, где k=3, 4, ..., К - положительные целые числа, причем первая заданная полоса частот, вторая заданная полоса частот, 1-я заданная полоса частот, где 1=3, 4, ... L - положительные целые числа, 3≤L≤К, являются не перекрывающимися, k-ая заданная полоса частот, где k=3, 4, ..., К - положительные целые числа, совпадает с 1-й заданной полосой частот при выполнении условия 1=k-L [k/L], где [k/L] - наибольшее целое число, не превосходящее k/L.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиосигналы, передаваемые в каждой заданной полосе частот с n-й базовой станции, где n=1, 2, ..., N - положительные целые числа, N - число базовых станций, представляют собой сумму радиосигналов, передаваемых в М заданных не перекрывающихся полосах частот, где М>log₂N, причем мощность радиосигнала, передаваемого в m-й заданной полосе частот, где m=1, 2, ..., М - положительные целые числа, определяют по n.