СПОСОБ МОНИТОРИНГА СИГНАЛОВ СПУТНИКОВЫХ И РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ Российский патент 2010 года по МПК H04B7/204 

Способ относится к области радиотехники и цифровой техники и может быть использован при приеме, демодуляции, разуплотнении и каналовыделении различных сигналов с временным уплотнением.

Необходимость передачи больших объемов информации привела к созданию разветвленных спутниковых и радиорелейных линий связи со сложными преобразованиями цифровых потоков на передающей стороне и различными видами модуляции: рекомендации МККТТ G732, G733, G741, G746, G747, G751, G752, G754 и другие с фазовыми видами модуляции 2ФМ, 4ФМ, 4ФМС, 8ФМ, КАМ16, КАМ32 и т.д. [Л.С.Левин, М.А.Плоткин «Цифровые способы передачи информации», М., «Радио и связь», 1990 - 1; Дж.Спилкер «Цифровая спутниковая связь», Москва, связь, 1979 г. - 2].

Для каждого сигнала (системы связи) как правило разрабатывается своя специальная аппаратура приема, демодуляции и обработки по обобщенному способу, при котором:

- сигнал принимают и преобразуют в промежуточную частоту;

- сигнал демодулируют - превращают в цифровой поток;

- из цифрового потока селектируют сигналы синхронизации на интервале периодичности цифрового потока;

- ведут подсчет числа тактовых импульсов с момента выделения синхросигнала;

- по результатам подсчета формируют стробы на каждую составляющую часть цифрового потока (служебные биты, биты информационных потоков, команды управления стаффингом, биты стаффинга);

- выделяют тактовые импульсы каждой из составляющих частей цифрового потока;

- тактовыми сигналами выделенных составных частей селектируют информацию из суммарного цифрового потока.

Недостатком такого способа является его детерминированность для каждого вида уплотнения и сложность аппаратурной реализации.

По такому способу построена отечественная аппаратура для сигналов импульсно-кодовой манипуляции ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920, а также зарубежная аппаратура.

В [Р.В.Емельянов и др. Патент №2207730 от 27.06.2003 г. «Способ приема, демодуляции и обработки сигналов спутниковых и радиорелейных линий связи» - 3] предложен способ, взятый за прототип и обеспечивающий адаптацию аппаратуры к различным видам уплотнения.

Согласно этому способу, как и в аналоге:

- сигнал принимают;

- преобразуют в промежуточную частоту;

- сигнал демодулируют;

- превращают в цифровой поток, сопровождаемый тактовыми импульсами;

- из цифрового потока селектируют сигналы синхронизации на интервале периодичности цифрового потока (сигналы кадровой, суперкадровой или сверхкадровой синхронизации);

- синтезируют модель цифрового потока (сигнала);

- заносят модель цифрового потока в оперативную память;

- по сигналу синхронизации синхронно с цифровым потоком считывают заранее записанную модель цифрового потока из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ);

- формируют тактовые сигналы соответствующих частей цифрового потока;

- выделяемыми тактовыми сигналами селектируют информационные части составляющих цифрового потока.

Недостатком способа-прототипа является малая пропускная способность аппаратуры, изготовленной по этому способу в силу необходимости большого количества каналовыделяющих устройств и их сложности при обработке стандартных телефонных каналов и каналов, уплотненных по рекомендациям V21…V34.

Так для ИКМ-30 необходимо 30 каналовыделяющих устройств, для ИКМ-120 - 120 каналовыделяющих устройств.

Это диктует требования создания способа и изготовления аппаратуры, обеспечивающих массовое обслуживание каналов, пусть даже и в квазиреальном времени.

Для достижения указанной цели предлагается способ мониторинга сигналов спутниковых и радиорелейных линий связи, при котором сигнал принимают, преобразуют в промежуточную частоту, демодулируют, преобразуют в цифровой поток, из цифрового потока селектируют сигналы кадровой, суперкадровой, сверхкадровой синхронизации на интервале периодичности цифрового потока, синтезируют модель цифрового потока, заносят модель цифрового потока в оперативную память, по сигналу синхронизации синхронно с цифровым потоком считывают заранее записанную модель цифрового потока из оперативного запоминающего устройства, формируют тактовые сигналы составляющих частей цифрового потока, выделенными тактовыми сигналами селектируют информационные части составляющих цифрового потока.

Согласно изобретению, в процессе селекции интересующей канальной информации цифрового потока обрабатывают информацию канала индивидуальной или общей сигнализации и записывают ее и информацию всего цифрового потока на жесткий магнитный диск персональной электронно-вычислительной машины с привязкой к кадрам, после чего по мере освобождения каналовыделяющих устройств извлекают информацию цифрового потока с жесткого магнитного диска и по целеуказаниям записанного ранее канала сигнализации в квазиреальном времени селектируют другие интересующие каналы, а также производят селекцию других каналов программными методами с использованием электронно-вычислительной машины на скорости ее максимального быстродействия, таким образом обеспечивая массовое обслуживание цифровых потоков I уровня иерархического уплотнения.

Подобное решение в литературе не описано, поэтому способ соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг.1 приведен укрупненный алгоритм по предлагаемому способу.

На фиг.2 приведена структурная схема устройства, реализующего данный способ.

По предлагаемому способу выполняют следующую последовательность операций (фиг.1):

- сигнал принимают;

- преобразуют в промежуточную частоту;

- демодулируют;

- преобразуют в цифровой поток;

- из цифрового потока селектируют сигналы кадровой, суперкадровой, сверхкадровой синхронизации на интервале периодичности цифрового потока;

- синтезируют модель цифрового потока;

- заносят модель цифрового потока в оперативную память;

- по сигналу синхронизации синхронно с цифровым потоком считывают ранее записанную модель цифрового потока из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ);

- формируют тактовые сигналы составляющих частей цифрового потока;

- выделенными тактовыми сигналами селектируют информационные части составляющих цифрового потока;

- в процессе селекции интересующей канальной информации цифрового потока обрабатывают информацию канала индивидуальной или общей сигнализации и записывают ее и информацию всего цифрового потока на жесткий магнитный диск персональной электронно-вычислительной машины с привязкой к кадрам;

- по мере освобождения каналовыделяющих устройств извлекают информацию цифрового потока с жесткого магнитного диска и по целеуказаниям записанного ранее канала сигнализации в квазиреальном времени селектируют другие интересующие каналы, а также производят селекцию других каналов программными методами с использованием электронно-вычислительной машины на скорости ее максимального быстродействия, таким образом обеспечивая массовое обслуживание цифровых потоков I уровня иерархического уплотнения.

В состав устройства, реализующего предлагаемый способ (фиг.2), входят последовательно соединенные антенна 1, высокочастотный тракт 2, радиоприемное устройство (РПУ) 3, демодулирующее устройство 4, селектор синхросигнала 5, ОЗУ со схемами записи и чтения 6, регенератор тактов 7, регенератор информации 8, каналовыделяющее устройство канала управления 9, а также каналовыделяющие устройства (КВУ) информационных каналов 10₁…10_N, а также ПЭВМ модели сигнала 11 и обработки каналов в квазиреальном времени и блоки задержки 12, 13. Выходы демодулятора 4 подключены к устройству ввода/вывода 14, введенного в состав ПЭВМ 11, как в прототипе, а выход каналовыделяющего устройства канала сигнализации 9 подключен ко вторым входам каналовыделяющих устройств информационных каналов 10₁…10_N и ко вторым входам устройства ввода/вывода 14, выводы информации и тактовой частоты демодулятора 4 через элементы задержки 12 и 13 подключены ко вторым входам регенераторов 8 и 7 соответственно. Выход устройства ввода/вывода 14 подключен ко вторым входам каналовыделяющих устройств 10₁…10_N.

Устройство работает следующим образом.

Антенна 1 наводится на интересующий объект. Сигнал селектируется и усиливается в высокочастотном тракте 2 и подается на РПУ 3, где сигнал преобразуется в промежуточную частоту 70 или 140 МГц. Далее сигнал демодулируется в демодуляторе 4 и полученный цифровой поток через устройство ввода 14 записывается на жесткий магнитный диск ПЭВМ 11, в которой по соответствующим программам анализа определяются параметры сигнала (кадровые, суперкадровые синхросигналы, наличие и тип помехоустойчивого кода, наличие и тип скремблера, наличие и тип кода Рида-Соломона, наличие и тип стаффинга, местоположение служебных каналов, канала сигнализации и абонентских каналов), т.е. формируется модель сигнала. По модели сигнала в демодуляторе 4 осуществляется помехоустойчивое декодирование, дескремблирование, деперемежение, декодирование кодов Рида-Соломона, если такие преобразования присутствуют в сигнале. По этим же данным кадровый синхронизатор 5 выделяет синхросигналы, по которым модель сигнала, записанная ранее в ОЗУ 6, считывается синхронно с кадровыми синхросигналами, регенерированными тактовыми импульсами регенератора 7 канала сигнализации стробируется (селектируется) информация канала сигнализации 8 и подается на каналовыделяющее устройство канала управления сигнализацией 9, где информация обрабатывается, т.е. выявляется, кто с кем вступает в связь и какие канальные интервалы выделяются абонентам. По этим данным имеющиеся в наличии КВУ настраиваются на интересующие абоненты и одновременно информация канала управления сигнализацией 9 и вся информация после демодулятора 4 пишется на ЖМД ПЭВМ 11. Имеющийся объем памяти ЖМД в современных ПЭВМ от 50-140 Гбайт позволяет записывать цифровой поток на скорости 2,048 Мбит/с после демодулятора 4 в течение времени более суток. Так суточная запись цифрового потока 2,048 Мбит/с (первого уровня иерархического уплотнения) составит объем

V=2,048 Мбит/с×60×60×24=176947,2 Мбит=

=22118,4 Мбайт=22,118 Гбайт

т.е. на ЖМД емкостью = 50 Гбайт можно непрерывно записывать цифровой поток на скорости 2,048 Мбит/с в течение двух суток.

По мере освобождения КВУ 10₁…10_N, они назначаются на обработку информации записанной на ЖМД ПЭВМ 11. Информация извлекается из ПЭВМ 11 и по целеуказаниям индивидуального или общего канала сигнализации производится обработка канальной информации в свободных КВУ 10₁…10_N.

Параллельно обработку зарегистрированной информации осуществляют также программно в ПЭВМ 11, опять же по целеуказаниям индивидуального или общего канала сигнализации, с быстродействием ПЭВМ 11.

Таким образом, использование свободных КВУ 10₁…10_N и программных методов обработки позволит в квазиреальном времени обеспечить мониторинг практически всех каналов.

Изобретение относится к области мониторинга сигналов спутниковых и радиорелейных линий связи и может быть использовано при приеме, демодуляции, разуплотнении и каналовыделении различных сигналов с временным уплотнением. Техническим результатом является массовое обслуживание каналов в реальном и отложенном времени. Это достигнуто за счет использования ограниченного количества каналовыделяющих устройств, обработки канала сигнализации, записи цифрового потока на жесткий магнитный диск (ЖМД) с данными канала сигнализации и последующей обработки информации считываемой с ЖМД. Освобождающимися каналовыделяющими устройствами и в ускоренном режиме программно в отложенном времени по данным канала сигнализации выделяют канальную информацию из зарегистрированных на ЖМД массивов цифровых потоков. 2 ил.

Способ мониторинга сигналов спутниковых и радиорелейных линий связи, при котором сигнал принимают, преобразуют в промежуточную частоту, демодулируют, преобразуют в цифровой поток, из цифрового потока селектируют сигналы кадровой, суперкадровой, сверхкадровой синхронизации на интервале периодичности цифрового потока, синтезируют модель цифрового потока, заносят модель цифрового потока в оперативную память, по сигналу синхронизации синхронно с цифровым потоком считывают заранее записанную модель цифрового потока из оперативного запоминающего устройства, формируют тактовые сигналы составляющих частей цифрового потока, выделенными тактовыми сигналами селектируют информационные части составляющих цифрового потока, отличающийся тем, что в процессе селекции интересующей канальной информации цифрового потока обрабатывают информацию канала индивидуальной или общей сигнализации и записывают ее и информацию всего цифрового потока на жесткий магнитный диск персональной электронно-вычислительной машины с привязкой к кадрам, после чего по мере освобождения каналовыделяющих устройств извлекают информацию цифрового потока с жесткого магнитного диска и по целеуказаниям записанного ранее канала сигнализации в квазиреальном времени селектируют другие интересующие каналы, а также производят селекцию других каналов программными методами с использованием электронно-вычислительной машины на скорости ее максимального быстродействия, таким образом обеспечивая массовое обслуживание цифровых потоков I уровня иерархического уплотнения.