УСТРОЙСТВО ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано для обеспечения прямых связей должностным лицам подвижных объектов, привязки абонентов подвижных объектов к сетям связи общего пользования, ведения телефонных переговоров и передачи по образованным каналам связи различной информации и данных.

Для обеспечения прямых связей непосредственно с рабочих мест должностных лиц в подвижных объектах устанавливаются одна или несколько отдельных радиостанций, которые закрепляются за конкретным рабочим местом. Если в подвижном объекте находятся несколько рабочих мест, то в этом случае с одного рабочего места обеспечивается доступ только к своей радиостанции. Эффективность использования средств каналообразования при этом получается низкой. Для повышения эффективности использования в состав подвижного объекта обычно включается коммутационное устройство или аппаратура, которая позволяет обеспечить доступ всем должностным лицам ко всем каналам, образованным имеющимися радиосредствам и средствами связи.

Известны использующиеся для указанных целей абонентские стационарные и носимые станции подвижной радиосвязи, содержащие антенные системы, приемопередатчики в составе приемников, передатчиков, блоков модуляторов-демодуляторов и оконечное оборудование, устанавливаемые на рабочих местах должностных лиц, с помощью которых осуществляется образование каналов для ведения по ним телефонной связи, передачи данных и различных сообщений [1, 2].

Из уровня техники известна комбинированная радиостанция, описанная в техническом описании и инструкции по эксплуатации ЯГ 1.201.033 ТО. - М., 1981, с.91.

Эта комбинированная радиостанция содержит ультракоротковолновые (УКВ) и коротковолновую (KB) радиостанции, антенно-фидерные устройства, устройство коммутации, устройство избирательного вызова, телефонные аппараты системы МБ-ЦБ, абонентскую линию телефонной связи и проводные линии связи от потребителей. В ней оборудованы рабочие места нескольких должностных лиц и обслуживающего средства связи персонала.

Комбинированная радиостанция обеспечивает с рабочих мест ведение симплексной радиосвязи на стоянке и в движении с использованием указанного набора радиосредств и антенно-фидерного устройства, размещенного на кузове автомобиля. Для увеличения дальности связи на стоянке могут быть использованы телескопические мачты или вспомогательные предметы, на которых устанавливаются различные антенны.

Аппаратура и оборудование комбинированной радиостанции размещены в металлическом кузове на транспортной базе автомобиля ГАЗ-66.

Известная комбинированная радиостанция обеспечивает симплексную радиотелефонную связь, передачу и прием селективного вызова по каналам радиостанций, связь по каналам внешней радиостанции при подключении ее с помощью проводной линии связи, ручную ретрансляцию сигналов по каналам УКВ радиостанций и выход на телефонные станции местной и дальней связи.

Недостатки известной комбинированной радиостанции заключаются в низкой пропускной способности, организации трактов для ведения связи только в закрепленном за каналом режиме и наличии ручной ретрансляции сигналов, что не позволяет обеспечить необходимую пропускную способность сетей, требуемые дальности связи и качество обслуживания абонентов.

Кроме того, в известной радиостанции используются радиосредства с аналоговой обработкой сигналов и это обстоятельство исключает возможность без дополнительных устройств обеспечения необходимого взаимодействия с перспективными сетями радиосвязи, в том числе с сетями спутниковой связи, системами сотовой подвижной радиосвязи и телефонной сетью общего пользования, построенными с использованием современных цифровых средств связи и средств компьютерной телефонии.

Наиболее близким аналогом является подвижный комплекс средств автоматизации управления, описанный в [3].

Для расширения функциональных возможностей, повышения эффективности использования каналов связи и улучшения качества обслуживания абонентов подвижных объектов в устройство подвижной связи и управления, содержащее блок ввода линий, к первым, вторым и третьим входам-выходам которого подключены соответственно линия связи от выносного телефонного аппарата, соединительные линии от узла связи и линии дальней связи, устройство коммутации, две ультракоротковолновые радиостанции с антеннами, коротковолновую радиостанцию с антенной, блок антенных фильтров, при этом высокочастотные цепи первой и второй ультракоротковолновых радиостанций через первый и второй входы-выходы блока антенных фильтров подключены к соответствующим антеннам радиостанций, антенна коротковолновой радиостанции через третий вход-выход блока антенных фильтров соединена с высокочастотными цепями коротковолновой радиостанции, дополнительно введены канальная аппаратура, первый пульт радиста, второй пульт радиста, n блоков абонента, блок водителя, блок селективного вызова станция навигации с антенной, станция спутниковой связи с антенной системой и аппаратура передачи данных, а устройство коммутации выполнено в виде коммутационной аппаратуры с распределенной структурой, включающей в себя блок внутренней связи, блок управления, блок коммутации каналов и блок коммутации абонентов, первые входы-выходы линейной стороны которого соединены с первыми входами-выходами станционной стороны блока коммутации каналов, вторые входы-выходы станционной стороны которого соединены с входами-выходами линейной стороны блока внутренней связи, входы-выходы станционной стороны которого соединены с первыми входами-выходами станционной стороны блока коммутации абонентов, ко вторым станционным входам-выходам которого подключены станционные входы-выходы блока ввода линий, входы-выходы станции навигации подключены к первым канальным входам-выходам блока коммутации каналов, вторые, третьи, четвертые и пятые канальные входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам соответственно первой ультракоротковолновой радиостанции, второй ультракоротковолновой радиостанции, коротковолновой радиостанции и станции спутниковой связи, высокочастотная часть которой соединена с входами-выходами антенной системы, шестые канальные входы-выходы блока коммутации каналов соединены с линейными входами-выходами канальной аппаратуры, станционные входы-выходы которой соединены со вторыми входами-выходами линейной стороны блока коммутации абонентов, третьи входы-выходы линейной стороны которого соединены со станционными входами-выходами аппаратуры передачи данных, линейные входы-выходы которой через блок коммутации абонентов соединены с седьмыми канальными входами-выходами блока коммутации каналов, входы-выходы кольцевой шины передачи информации блока внутренней связи подключены к соответствующим входам-выходам первого пульта радиста, второго пульта радиста, каждого из n блоков абонента и блока водителя, а входы-выходы информационной шины блока коммутации каналов подключены к соответствующим входам-выходам первого пульта радиста, второго пульта радиста, каждого из n блоков абонента и блока водителя, первые, вторые и третьи управляющие входы-выходы блока управления коммутационной аппаратуры подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока внутренней связи, блока коммутации каналов и блока коммутации абонентов, первые входы-выходы блока управления по шине запросов посредством последовательного интерфейса подключены к соответствующим входам-выходам первого пульта радиста, второго пульта радиста, каждого из n блоков абонента и блока водителя, вторые входы-выходы блока управления посредством параллельного интерфейса соединены с входами-выходами блока селективного вызова.

Поставленная цель достигается также тем, что станция спутниковой связи содержит устройство разделения трактов приема и передачи, приемник, блок модуляторов-демодуляторов, передатчик, аппаратуру каналообразования в составе блока группового оборудования, блока уплотнения, оконечного оборудования и блока управления, при этом выход устройства разделения трактов приема и передачи соединен со входом высокочастотной части приемника, выход которого соединен с линейным входом блока модуляторов-демодуляторов, станционный выход которого соединен с линейным входом блока группового оборудования аппаратуры каналообразования, станционный выход которого через блок уплотнения подключен к линейному входу оконечного оборудования, линейный выход которого через блок уплотнения соединен со станционным входом блока группового оборудования, линейный выход которого соединен со станционным входом блока модуляторов-демодуляторов, линейный выход которого соединен со входом передатчика, высокочастотная часть которого соединена со входом устройства разделения трактов приема и передачи, вход-выход которого соединен с входом-выходом антенной системы станции спутниковой связи, управляющий выход приемника соединен со входом блока управления, первый, второй и третий управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно передатчика, блока уплотнения и блока оконечного оборудования, при этом входы-выходы станционной стороны оконечного оборудования являются канальными входами-выходами станции спутниковой связи и соединены с пятыми канальными входами-выходами блока коммутации каналов коммутационной аппаратуры.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство подвижной связи и управления отличается наличием новых блоков: станции навигации, станции спутниковой связи с антенной системой, блока селективного вызова, аппаратуры передачи данных, устройства коммутации, выполненного в виде коммутационной аппаратуры с распределенной структурой, включающей в себя блок внутренней связи, блок управления, блок коммутации каналов и блок коммутации абонентов, а также изменениями связей между известными элементами схемы.

Таким образом, заявляемое устройство подвижной связи и управления соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введение новых блоков и изменение связей с остальными элементами схемы способствует проявлению новых свойств устройства подвижной связи и управления, приводит к расширению функциональных возможностей, повышению эффективности использования каналов и улучшению качества обслуживания абонентов подвижных объектов. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

На фиг.1 представлена структурная схема устройства подвижной связи и управления, а на фиг.2 приведена структурная схема станции спутниковой связи.

Устройство подвижной связи и управления (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 пульты радиста, n блоков 3 абонента (3₁-3n), блок водителя 4, коммутационную аппаратуру 5 в составе блока внутренней связи 6, блока управления 7, блока коммутации каналов 8 и блока коммутации абонентов 9, станцию навигации 10, первую 11 и вторую 12 ультракоротковолновые радиостанции, коротковолновую радиостанцию 13, блок антенных фильтров 14, антенну 15 первой 11 ультракоротковолновой радиостанции, антенну 16 второй 12 ультракоротковолновой радиостанции, антенну 17 коротковолновой радиостанции 13, станцию спутниковой связи 18 с антенной системой 19, блок селективного вызова 20, канальную аппаратуру 21, аппаратуру передачи данных 22, блок ввода линий 23, линию связи 24 от выносного телефонного аппарата, соединительные линии от узла связи 25 и линии 26 дальней связи.

Станция спутниковой связи 18 (фиг.2) с антенной системой 19 содержит устройство разделения 27 трактов приема и передачи, приемник 28, блок модуляторов-демодуляторов 29, передатчик 30, аппаратуру каналообразования 31 в составе блока группового оборудования 32, блока уплотнения 33, оконечного оборудования 34 и блока управления 35.

В зависимости от количества рабочих мест должностных лиц в подвижном объекте меняется и состав оконечного оборудования предлагаемого устройства подвижной связи и управления, в том числе блоков абонента и пультов радиста. Это определяет и транспортную базу, на которой размещают рабочие места должностных лиц. По этой причине возможны варианты применения для предлагаемого устройства транспортной базы повышенной проходимости, включая автомобильную базу с установленным на ней кузовом-фургоном различного типа и колесную бронебазу, рабочие места должностных лиц в которых размещены в отдельных отсеках. Связь между рабочими местами при этом осуществляется посредством организуемой в процессе взаимодействия внутренней связи.

Входы-выходы кольцевой шины передачи информации блока внутренней связи 6 подключены к соответствующим входам-выходам первого 1 пульта радиста, второго 2 пульта радиста, каждого из n блоков 3 абонента (3₁-3n) и блока водителя 4, а входы-выходы информационной шины блока коммутации каналов 8 подключены к соответствующим входам-выходам первого 1 пульта радиста, второго 2 пульта радиста, каждого из n блоков 3 абонента (3₁-3n) и блока водителя 4, первые, вторые и третьи управляющие входы-выходы блока управления 7 коммутационной аппаратуры 5 подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока внутренней связи 6, блока коммутации каналов 8 и блока коммутации абонентов 9. Первые входы-выходы блока управления 7 по шине запросов посредством последовательного интерфейса подключены к соответствующим входам-выходам первого 1 пульта радиста, второго 2 пульта радиста, каждого из n блоков 3 абонента (3₁-3n) и блока водителя 4, вторые входы-выходы блока управления 7 посредством параллельного интерфейса соединены с входами-выходами блока селективного вызова 20.

Первые входы-выходы линейной стороны блока коммутации абонентов 9 соединены с первыми входами-выходами станционной стороны блока коммутации каналов 8, вторые входы-выходы станционной стороны которого соединены с входами-выходами линейной стороны блока внутренней связи 6, входы-выходы станционной стороны которого соединены с первыми входами-выходами станционной стороны блока коммутации абонентов 9, ко вторым станционным входам-выходам которого подключены станционные входы-выходы блока ввода линий 23. Входы-выходы станции навигации 10 подключены к первым канальным входам-выходам блока коммутации каналов 8, вторые, третьи, четвертые и пятые канальные входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам соответственно первой 11 ультракоротковолновой радиостанции, второй 12 ультракоротковолновой радиостанции, коротковолновой радиостанции 13 и станции спутниковой связи 18, высокочастотная часть которой соединена с входами-выходами антенной системы 19. Высокочастотные цепи первой 11 и второй 12 ультракоротковолновых радиостанций через первый и второй входы-выходы блока 14 антенных фильтров подключены к соответствующим антеннам 15 и 16 радиостанций 11 и 12, а антенна 17 коротковолновой радиостанции 13 через третий вход-выход блока 14 антенных фильтров соединена с высокочастотными цепями коротковолновой радиостанции 13.

Шестые канальные входы-выходы блока коммутации каналов 8 соединены с линейными входами-выходами канальной аппаратуры 21, станционные входы-выходы которой соединены со вторыми входами-выходами линейной стороны блока коммутации абонентов 9, третьи входы-выходы линейной стороны которого соединены со станционными входами-выходами аппаратуры передачи данных 22, линейные входы-выходы которой через блок коммутации абонентов 9 соединены с седьмыми канальными входами-выходами блока коммутации каналов 8.

К первым, вторым и третьим входам-выходам блок ввода линий 23 подключены соответственно линия связи 24 от выносного телефонного аппарата, соединительные линии 25 от узла связи и линии 26 дальней связи.

Выход устройства разделения 27 трактов приема и передачи станции спутниковой связи 18 соединен со входом высокочастотной части приемника 28, выход которого соединен с линейным входом блока модуляторов-демодуляторов 29, станционный выход которого соединен с линейным входом блока 32 группового оборудования аппаратуры каналообразования 31, станционный выход которого через блок уплотнения 33 подключен к линейному входу оконечного оборудования 34, линейный выход которого через блок уплотнения 33 соединен со станционным входом блока 32 группового оборудования, линейный выход которого соединен со станционным входом блока модуляторов-демодуляторов 29. Линейный выход блока модуляторов-демодуляторов 29 соединен со входом передатчика 30, высокочастотная часть которого соединена со входом устройства разделения 27 трактов приема и передачи, вход-выход которого соединен с входом-выходом антенной системы 19 станции спутниковой связи 18. Управляющий выход приемника 28 соединен со входом блока управления 35, первый, второй и третий управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно передатчика 30, блока уплотнения 33 и блока 34 оконечного оборудования.

Первый 1 и второй 2 пульты радистов, блоки абонента 3 содержат переговорно-вызывные приборы, согласующие и усилительные устройства, переключающие и коммутационные элементы, устройства отображения информации в виде светового табло и отдельные индикаторы.

Пульт радиста содержит также многофункциональный узел, обеспечивающий трансляцию команд с тангенты переговорного прибора в блок коммутации каналов 8 и блок коммутации абонента 9; прием кодов сигналов и формирование звуковых сигналов, управление режимами работы устройства, включение режима "Контроль", опрос клавиатуры панели управления пульта, формирование кодов нажатых клавиш и выдачи сигнала "Запрос" в блок управления 7 коммутационной аппаратуры 5.

С помощью пультов радистов 1 и 2 обслуживающий персонал осуществляет подготовку каналов, установление связей с абонентами других подвижных объектов и предоставление их по требованию должностных лиц на любой из блоков 3 абонента по заказной системе.

Блоки абонента 3 предназначены для ведения избирательной и циркулярной связи между должностными лицами, на рабочих местах которых установлены указанные блоки 3, с обслуживающим персоналом через пульты радистов 1 и 2, а также ведения прямых телефонных переговоров и передачи данных через коммутационную аппаратуру 5 по включенным в устройство каналам и линиям связи.

Блок водителя 4 содержит оконечные переговорные приборы и предназначен для выхода в сеть внутренней связи и на каналы ультракоротковолновой радиостанции 11 для ведения радиосвязи в движении через коммутационную аппаратуру 5.

Коммутационная аппаратура 5 в составе блока внутренней связи, блока управления 7, блока коммутации каналов 8 и блока коммутации абонентов 9 предназначена для организации трактов передачи информации и ведения связи с рабочих мест должностных лиц по каналам, образованным собственными средствами связи, и каналам от внешних радиостанций, а также по линиям дальней связи.

Блок управления 7 представляет собой специализированную микропроцессорную систему управления коммутационной аппаратуры 5. Он предназначен для обработки команд и запросов на обслуживание от блоков коммутационной аппаратуры 5, формирование и передачу командных последовательностей соответствующим блокам. Блок управления 7 включает в себя следующие составные части: процессор, запоминающее устройство и обработчик запросов на обслуживание. Процессор представляет собой функционально законченный узел на основе, например, микропроцессора М1821ВМ85А с тактовой частотой 6,143 МГц. Все составные части блока 7 соединены между собой магистралью обмена командами и информацией. Блок 7 выполняет функции управления в соответствии с программой, находящейся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), входящем в состав запоминающего устройства блока управления 7. Для повышения надежности работы блока управления 7 в его состав включено устройство контроля функционирования, которое, в случае возникновения "зависания" программы, восстанавливает работоспособность блока управления 7. В качестве блока управления 7 может быть использован также микропроцессор на базе стандартных элементов, схема и функциональные возможности которого описаны в [4, 5].

Программное обеспечение для работы блока управления 7 может быть реализовано на базе MS-DOS и Windows XP [6].

Для связи с внешними устройствами блок управления 7 использует последовательный канал типа ИРПС. При обмене используется адресный способ обращения, что позволяет к одной линии ИРПС подключать нескольких абонентов.

Блоки коммутационной аппаратуры 5 осуществляют запрос на обслуживание от блока управления 7 по шине "запросов". Приняв эти сигналы, блок 7 определяет источник запросов и осуществляет необходимые операции по обслуживанию.

Блок селективного вызова 20 соединен с блоком управления 7 по параллельному каналу, входящему в состав обработчика запросов на обслуживание.

Блок коммутации каналов 8 предназначен для коммутации цепей абонентских комплектов блоков 3, линейных сторон аппаратуры на каналы радиостанций KB и УКВ диапазона, внешнюю радиостанцию, коммутатор проводных линий и проводные линии связи. Он включает в себя микросхемы, транзисторные матрицы и ключи управления поляризованными реле. Коммутация цепей производится поляризованными реле типа РПС45 и РПС47 под действием сигналов, поступающих с выхода формирователя импульсов управления.

Блок коммутации абонентов 9 предназначен для коммутации цепей абонентских комплектов блоков 3, линии вынесенного телефонного аппарата на станционные стороны канальной аппаратуры 21 и аппаратуры передачи данных 22, организации режима автоматической ретрансляции по низкой частоте между аппаратурой, передачи станционной стороны канальной аппаратуры 21 на соединительные линии от узла связи и коммутации на них цепей указанных абонентских комплектов. Он включает в себя микросхемы, транзисторные матрицы и ключи управления поляризованными реле. Коммутация цепей производится поляризованными реле типа РПС45 и РПС47 под действием сигналов, поступающих с выхода формирователя импульсов управления

Пульты радистов 1 и 2, блоки абонентов 3 и блок водителя 4 обеспечивают операторам, абонентам и водителю с помощью выделенных им оконечных устройств ведение между собой внутренней связи и выход на проводные и радиоканалы для связи с внешними корреспондентами.

Принцип формирования каналов связи в предлагаемом устройстве является заказным, осуществляемым через первый 1 и второй 2 пульты радиста.

Пульты 1 и 2 позволяют осуществлять по заявке абонента с блоков 3, подготовку и формирование требуемого канала связи, обеспечивают посылку и прием вызова от корреспондента, включение в канал связи канальной аппаратуры, индикацию занятости каналов.

Пульты радиста, являясь абонентскими комплектами, позволяют одновременно обеспечивать управление режимами работы коммутационной аппаратуры, дистанционное управление канальной аппаратурой, аппаратурой передачи данных, отображение состояния аппаратуры и режима связи.

Блок 3 позволяет абоненту быть инициатором циркулярной связи, выходить на избирательную связь с любым абонентом коммутационной аппаратуры 5, отключаться от внешнего канала и обеспечивает индикацию режимов работы блоков абонентов.

Блок коммутации каналов 8 позволяет осуществлять прием и посылку избирательного вызова с помощью блока 20 селективного вызова, прием и посылку индукторного вызова по проводным линиям связи, управление радиостанциями с вынесенного телефонного аппарата.

Управление блоками коммутационной аппаратуры 5 осуществляется блоком управления 7 с помощью последовательного интерфейса старт-стопного типа, обеспечивающего гальваническую развязку цепей первого пульта радиста 1, второго пульта радиста 2, блоков абонентов 3, блока коммутации каналов 8 и блока коммутации абонентов 9. При этом команды передаются 8-ми разрядным кодом. Блок управления 7 обеспечивает также включение звукового сигнала.

Станция навигации 10 предназначена для определения координат местоположения своего и взаимодействующих подвижных объектов. Полученные данные отображаются в виде светящейся точки (маркера) на электронной карте, используются для организации и установления прямых связей, обеспечения выхода в сети подвижной связи и телефонные сети общего пользования. При этом определение координат и местоположения подвижного объекта на местности осуществляется по сигналам спутниковых навигационных систем, например, систем ГЛОНАСС и NAVSTAR.

Первая 11 и вторая 12 ультракоротковолновые радиостанции совместно с блоком антенных фильтров 14 и своими антеннами 15, 16 предназначены для образования стандартных радиоканалов и обеспечения по ним передачи речевых сообщений и данных в УКВ диапазоне частот непосредственно с рабочих мест должностных лиц с помощью оконечных средств блоков абонента 3 по заранее подготовленному тракту с пультов 1 или 2. Указанные радиостанции используются также для выхода в сети подвижной связи и организации адресной избирательной связи. В качестве таких радиостанций могут быть использованы радиостанции типа Р-169ВМ из комплекса технических средств Р-169, схема и технические возможности которых приведены в [2].

Коротковолновая радиостанция 13 совместно с блоком антенных фильтров 14 и антенной 17 предназначена для организации прямой радиосвязи в KB диапазоне частот и обеспечения передачи речевых сообщений и данных с рабочих мест должностных лиц абонентам других подвижных объектов. В качестве такой станции может быть использована, например, радиостанция типа «Иртыш», технические возможности которой приведены в [8].

Станция спутниковой связи 18 в составе устройства 27 разделения трактов приема и передачи, приемника 28, блока 29 модуляторов-демодуляторов, передатчика 30, аппаратуры каналообразования 31 в составе блока группового оборудования 32, блока уплотнения 33, оконечного оборудования 34 и блока управления 35 совместно с антенной системой 19 предназначена для формирования аналоговых каналов, включая каналы тональной частоты и каналы автоматической телефонной связи, цифровых каналов и передачи по ним речевых сообщений и данных абонентам сети телефонной связи общего пользования, удаленным на значительные расстояния от места расположения подвижного объекта, особенно в районах с неразвитой в отношении связи инфраструктурой.

Структурная схема, технические возможности и принципы обеспечения связи по каналам станций спутниковой связи подробно изложены в [7].

При этом каналы тональной частоты и цифровые каналы со скоростями передачи от 1200 бит/с до 9600 бит/с образуются с помощью станции спутниковой связи 18 в составе устройства 27 разделения трактов приема и передачи, приемника 28, блока 29 модуляторов-демодуляторов, передатчика 30, аппаратуры каналообразования 31 и антенной системы 19

В режиме передачи сигнал промежуточной частоты, несущий полезную информацию от оконечного оборудования (пульта радиста 1 или 2, блоков абонента 3), с выхода модулятора блока 29 модуляторов-демодуляторов поступает на вход возбудителя передатчика 30, в котором осуществляется перенос спектра промежуточной частоты в диапазон частот заданного сверхвысокочастотного ствола передатчика 30. Сформированный сигнал высокой частоты усиливается и поступает на вход усилителя мощности передатчика 30, с выхода которого сигнал поступает на вход устройства 27 разделения трактов приема и передачи, с выхода которого он поступает в антенную систему 19 и излучается ею в эфир.

В режиме приема принятый антенной системой 19 высокочастотный сигнал по антенному тракту через устройство 27 разделения трактов приема и передачи поступает на вход малошумящего усилителя приемника 28 и далее, после усиления, сигнал поступает на преобразователи, где он преобразуется в сигнал промежуточной частоты и подается на вход демодулятора блока 29 модуляторов-демодуляторов, в котором принятый сигнал преобразуется в сигнал группового спектра и передается на вход блока уплотнения аппаратуры каналообразования 31. В тракте приема блока уплотнения аппаратуры каналообразования 31 сигнал группового спектра разделяется на сигналы каналов тональной частоты, каналов автоматической телефонной связи и цифровые каналы. При этом на выходе аппаратуры каналообразования 31 образуются каналы тональной частоты, каналы автоматической телефонной связи и цифровые каналы со скоростью передачи от 1,2 до 9,6 кбит/с, которые передаются на блок коммутации каналов 8 коммутационной аппаратуры 5 для последующего их использования при обеспечении различных видов связи и обмена по ним различными сообщениями.

Устройство 27 разделения трактов приема и передачи предназначено для разделения высокочастотных сигналов, поступающих на приемник 28 и принимаемых от передатчика 30 станции спутниковой связи 18.

Приемник 28 станции спутниковой связи предназначен для предварительного усиления принятых сигналов высокой частоты, преобразования сигналов в промежуточную частоту (обычно 70 МГц) и передачи их на демодулятор блока 29 модуляторов-демодуляторов и далее на аппаратуру каналообразования 31 для последующей обработки. Он включает в себя малошумящий усилитель, распределительное устройство, преобразователи частоты и элементы тракта промежуточной частоты, блок управления и сопряжения.

Передатчик 30 станции спутниковой связи предназначен для формирования сигнала высокой частоты с заданными параметрами и его усиления до требуемого уровня мощности. Передатчик содержит преобразователь промежуточной частоты, возбудитель и усилитель мощности.

Антенная система 19 станции спутниковой связи 18 включает в свой состав приемопередающую антенну, представляющую собой однозеркальную параболическую антенну, состоящую из зеркала с облучающей системой, опорно-поворотное устройство и аппаратуру наведения.

Блок селективного вызова 20 содержит опорный генератор, делитель частоты, блок управления, два блока набора, шифратор, манипулятор, счетчик позиций, два блока синхронизации, выходной и входной блоки согласования, блок коммутации, кольцевой коммутатор, частотный демодулятор, формирователь импульсов команд вызова, дешифратор, блок проверки на четность, блок сравнения кода индивидуального вызова, счетчик кода индивидуального вызова и предназначен для обеспечения избирательной и циркулярной связи по радиоканалам УКВ и KB радиостанций. С помощью блока 20 осуществляется посылка и прием вызова, выход в сеть подвижной связи и ведение радиосвязи с адресным вызовом корреспондентов в сети. При этом формирование вызывных команд в блоке 20 осуществляется на основе кода максимальная последовательность с использованием двухчастотной системы кодирования.

Канальная аппаратура 21 содержит устройство временного уплотнения, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, оконечное оборудование и предназначена для образования цифровых каналов со скоростью передачи от 1200 до 9600 бит/с путем вторичного уплотнения стандартных каналов тональной частоты и цифровых каналов.

Аппаратура передачи данных 22 предназначена для приема и передачи формализованных команд и информации управления по образованным стандартным каналам в соответствии с установленной скоростью работы. Она содержит устройство ввода-вывода, устройство сопряжения, устройство преобразования сигналов и устройство защиты от ошибок и обеспечивает передачу данных по коммутируемым и некоммутируемым телефонным каналам, физическим линиям связи с различной скоростью передачи, например 600 и 1200 бит/с. В качестве такой аппаратуры может быть использована приемопередающая аппаратура типа «Аккорд-1200ПП», структурная схема и технические возможности которой приведены в [8].

С помощью аппаратуры 22 обеспечивается обмен одноадресными, многоадресными, циркулярными и циркулярно-списочными сообщениями, а также поочередное использование канала связи для обмена данными и ведения телефонных переговоров с обеспечением приоритетной передачи сообщений в соответствии с категориями срочности.

Аппаратура передачи данных 22 может работать в одном из двух режимов: закрепленном, когда за этой аппаратурой непосредственно закреплен какой-либо из образованных устройством каналов, или совмещенном, когда она работает по каналу, используемому абонентом.

Устройство подвижной связи и управления обеспечивает следующие виды связей и работ:

а) организацию внутренней связи между собой должностных лиц подвижных объектов и с обслуживающим персоналом;

б) образование каналов связи и выход на внешнюю связь с абонентами и корреспондентами других подвижных объектов по образованным каналам связи, абонентским и соединительным линиям.

Посредством внутренней связи должностные лица подвижного объекта осуществляют взаимодействие между собой и выход на пульты радистов для заказа связей с абонентами других подвижных объектов или абонентами телефонных сетей общего пользования и сети подвижной связи.

В режиме внутренней связи устройство подвижной связи и управления обеспечивает следующие виды работ:

конференцсвязь между абонентами;

избирательную связь;

циркулярную связь.

Наибольшим приоритетом из режимов внутренней связи обладает циркулярная связь, имеющая абсолютный приоритет над всеми видами связи. Это необходимо для передачи экстренных сообщений абонентам и обслуживающему персоналу в случае возникновения аварийных ситуаций, угрожающих их жизни и здоровью.

Конференцсвязь является исходным режимом, в котором устанавливаются абоненты устройства при начальной подготовке системы и при завершении любой связи.

Для перехода в режим избирательной связи абоненту или радисту необходимо установить на блоке абонента 3 или радиста 1, 2 переключатель КАНАЛЫ в положение «ВС» (ВС - внутренняя связь) и нажать кнопку с условным обозначением требуемого абонента. При нажатии кнопки вызываемого абонента на блоках загорается кнопка ВЫЗОВ. После ответа абонента вести с ним переговоры.

Абоненты и радисты, находившиеся к моменту начала циркулярной или избирательной связи в любом режиме, по ее завершении возвращаются в этот режим.

В процессе конференцсвязи речевые сигналы от абонентов, включая радистов и водителя, из соответствующих блоков через блок внутренней связи 6 поступают в блок коммутации каналов 8 для суммирования по группам абонентов.

При проведении избирательной связи из блока управления 7 в блок коммутации каналов 8 поступают команды управления внутренней связью "УПР ВС" на коммутационные элементы блока, которые в свою очередь отключают цепи блоков абонентов 3 (пультов радистов 1 и 2) от устройства конференцсвязи и подключают их к цепям необходимого блока абонента 3. При этом для коммутационных элементов формируются команды на отключение режима конферецсвязи требуемого абонента.

Режим циркулярной и избирательной связей отображается на всех блоках абонентов 3 и пультов радистов 1, 2.

В режиме внешней связи каналы равнодоступны всем абонентам коммутационной аппаратуры 5, за исключением водителя, которому может предоставляться для связи только одна ультракоротковолновая радиостанция, например первая 11 радиостанция. Оба радиста имеют дополнительные возможности выхода на связь для служебных переговоров с абонентами вынесенных телефонных аппаратов, а также по служебному каналу на радиостанцию средней мощности и импульсным каналам связи, передаваемым по соединительным линиям от узла связи.

Внешняя связь с рабочих мест должностных лиц предусмотрена в режиме передачи информации по стандартным каналам первой 11 и второй 12 ультракоротковолновых радиостанций, коротковолновой радиостанции 13, станции спутниковой связи 18, по внешним каналам от радиостанций средней мощности через соединительные линии 25 от узла связи и линиям дальней связи 26. При этом передача информации производится непосредственно по первичному каналу связи или осуществляется по каналам связи, образованным канальной аппаратурой 21 и аппаратурой передачи данных 22, путем включения их в указанные первичные каналы. При этом в одном первичном стандартном канале тональной частоты или цифровом канале при использовании канальной аппаратуры 21 образуется несколько, например три или шесть цифровых каналов, по каждому из которых может быть организована передача одновременно речевых и факсимильных сообщений, а также обмен данными. Все это способствует повышению эффективности использования дорогостоящих первичных каналов связи.

Выходы на каналы ультракоротковолновых и коротковолновой радиостанций от абонентов блоков 3 обеспечивается через блок коммутации каналов 8.

При работе любого абонента по радиоканалу в режиме внешней связи сигнал от соответствующего блока абонента 3, пульта радиста 1 и 2, блока водителя 4 коммутируется контактами поляризованных реле в блоке коммутации каналов 8 на согласующий усилитель, компенсирующий потери в цепях, и далее на соответствующую радиостанцию. Для управления включением радиостанции на передачу и переключения на прием образуется цепь тангенты, управляющий сигнал которой усиливается и после коммутации в блоке 8 также передается на вход канала радиостанции.

При передаче тракт для ведения переговоров создается оператором с помощью одного из пультов радиста 1 или 2. Оператор с пульта радиста 1 или 2 посылает вызов в канал и после ответа корреспондента на противоположной стороне подключает с помощью команд с блока управления 7 абонента блока 3 к установленному тракту связи. После окончания переговоров в канал посылается сигнал отбоя, под действием которого разговорный тракт обрывается и все приборы возвращаются в исходное состояние.

В режиме приема при работе по радиоканалам вызывные сигналы со всех каналов принимаются кольцевым коммутатором блока селективного вызова 20, анализируются им и, при совпадении вызывных команд с установленными в устройстве, срабатывают соответствующие приемники, включается световая и акустическая сигнализация приема вызова на пультах радиста. После ответа оператора сигнализация выключается.

В устройстве подвижной связи и управления обеспечивается программными методами режим ретрансляции между первой 11 и второй 12 ультракоротковолновыми радиостанциями, а также транзитное соединение по низкой частоте между каналами ультракоротковолновых радиостанций, коротковолновой радиостанции, внешней радиостанции средней мощности и станции спутниковой связи.

Ведение ручной ретрансляции обеспечивается с любого из пультов радиста 1 и 2 при управлении с помощью тангенты переговорного прибора включением радиостанций на передачу и прием. Радист, осуществляющий ретрансляцию, приемными цепями абонентского комплекта пульта подключается к радиостанции, работающей в данный момент на прием, и принудительно удерживает другую радиостанцию в режиме передачи. При этом приемные цепи первой радиостанции с помощью ячейки коммутации блока 8 подключаются к передающим цепям другой и наоборот. При отжатии тангенты на пульте радиста функции радиостанций меняются. Одна радиостанция переходит в режим передачи, а другая из режима передачи в режим приема. При этом цепи приема пульта радиста подключаются к радиостанции, работающей в режиме приема.

Транзитное соединение по низкой частоте каналов радиостанций и станции спутниковой связи осуществляется в блоке коммутации каналов 8, куда выведены канальные входы-выходы первой 11 и второй 12 ультракоротковолновых радиостанций, коротковолновой радиостанции 13 и станции спутниковой связи 18. При этом в блоке 8 обеспечивается подключение приемных цепей одной станции на передающие цепи другой и наоборот, передающих цепей первой станции на приемные цепи другой, а также согласование уровней во входных и выходных цепях. Наличие такого режима позволяет обеспечить выход абонентам с сети радиосвязи на сеть спутниковой связи и возможность обеспечения практически неограниченных дальностей связи.

Каналы внешней радиостанции средней мощности, размещаемой вдали от подвижного объекта, подключаются к блоку коммутации каналов 8 через блок коммутации абонентов 9, блок ввода линий 23 и соединительную линию 25 от узла связи. При этом тракт для передачи информации по каналу радиостанции средней мощности устанавливается также оператором с пульта радиста 1 или 2.

Абонент с выносного телефонного аппарата имеет возможность выхода по соединительной линии 25 связи от узла связи на внешний коммутатор телефонной станции. При этом тракт для ведения связи абоненту создается по линии 24 от выносного телефонного аппарата через блок коммутации 9, который позволяет обеспечить абоненту с телефонного аппарата работу в двух и четырехпроводном режимах. Для обмена сигналами индукторного вызова используются коммутационные элементы блока коммутации. При этом для управления приемом-передачей в блоке 9 осуществляется преобразование сигнала «тангента», а также в блоке 9 производится формирование сигнала "Вызов", который передается на внешний коммутатор телефонной сети общего пользования по соединительной линии 25 от узла связи.

В предлагаемом устройстве предусмотрен режим работы канальной аппаратуры 21 на внешние линии связи, в частности на соединительные линии 25 от узла связи и линии дальней связи 26. При этом переключение станционной стороны канальной аппаратуры 21 на внешние линии связи (для использования, например, внешним коммутатором) производится в блоке коммутации абонентов 9 по команде из блока управления 7. При этом в блоке 9 обрабатываются принятые от аппаратуры сигналы вызова, выдаются на них управляющие команды и осуществляется режим ретрансляции по низкой частоте.

Линейная сторона канальной аппаратуры 21 при работе абонента в режиме внешней связи коммутируется на один из внешних каналов коммутатором блока 8, а линейная сторона аппаратуры передачи данных 22 при работе абонентов через нее коммутируется коммутатором стыка блока коммутации каналов 9 на соответствующие входы радиосредств или устройство сопряжения с линиями дальней связи 26.

Техническая эффективность предлагаемого устройства подвижной связи и управления заключается в расширении функциональных возможностей, повышении эффективности использования каналов имеющихся средств связи и увеличении дальности обеспечиваемых связей при одновременном улучшении качества обслуживания абонентов. Повышение эффективности использования каналов средств связи достигается за счет обеспечения возможности доступа всем абонентам подвижного объекта к образованным каналам и включенным в устройство линиям связи. Все это приводит к расширению функциональных возможностей предлагаемого устройства.

Увеличение дальности связи достигается за счет использования каналов станции спутниковой связи, имеющей практически неограниченную дальность и обеспечивающей по образуемым каналам связи передачу речевых сообщений, документальной информации и данных.

Кроме того, достоинством предлагаемого устройства является также и то, что с его помощью обеспечивается возможность с помощью ультракоротковолновых радиостанций и коротковолновой радиостанции организации прямых связей в районах с неразвитой в отношении связи инфраструктурой и привязки с их помощью абонентов подвижных объектов к имеющейся стационарной телефонной сети общего пользования, совместная работа между собой абонентов различных сетей подвижной связи, создаваемых разнородными средствами связи, при одновременном повышении оперативности установления соединения между ними.

Повышение качества обслуживания абонентов достигается за счет сокращения времени установления соединения при организации как прямых связей, так и связей через несколько промежуточных станций. Так в предлагаемом устройстве установление прямых связей обеспечивается за время, не превышающее 5-10 сек, что значительно меньше по сравнению с прототипом, в котором время установления соединения составляет от 30 сек до нескольких минут. При этом коммутация каналов осуществляется практически мгновенно путем нажатия одной или двух кнопок за счет матричной коммутации, выполняемой программными методами, и использования постоянно действующей системы контроля и сигнализации о всех процессах коммутации, установления соединения и ведения переговоров (передачи информации) по составленному тракту, в том числе сигнализации о конкретном пульте (блоке абонента), с какого ведется передача, по какому каналу и в каком режиме ведется связь, какой вид связи (внутренняя или внешняя связь) обеспечивается в данный момент, сигнализации о включении аппаратуры или оконечного прибора в конкретный канал связи и ее режимах работы.

Источники информации

1. RU, патент №2133555, кл. Н04В 7/185, 1999.

2. Комплекс технических средств подвижной радиосвязи Р-169. Проспекты с выставки 2003. ОАО «Рязанский радиозавод» (г.Рязань, ул. Лермонтова, 11).

3. RU, патент №2263960, кл. G06F 17/60, опубл. 10.11.2005 (прототип).

4. Иванова Т.И. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. - М.: Эко-Трендз, 1999.

5. Семейство ЭВМ «Багет». - М.: КБ «Корунд-М», а/я 10.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-е перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 1996.

7. Спутниковая связь и вещание: Справочник. - 3-е изд., перераб. и доп./ В.А.Бартенев, Г.В.Болотов, В.Л.Быков и др.; Под ред. Л.Я.Кантора. - М.: Радио и связь, 1997.

8. Шраер Ф.И. Аппаратура производственной и учрежденческой связи. Справочник. - М.: Связь, 1974, с.364-366, 506-509.

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано для обеспечения прямых связей должностным лицам подвижных объектов, привязки абонентов подвижных объектов к сетям связи общего пользования, ведения телефонных переговоров и передачи по образованным каналам связи различной информации и данных. Достигаемым техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение эффективности использования каналов связи и увеличение дальности связи при одновременном улучшении качества обслуживания абонентов. Результат достигается за счет того, что устройство подвижной связи и управления содержит два пульта радиста, n блоков абонента, блок водителя, коммутационную аппаратуру в составе блока внутренней связи, блока управления, блока коммутации каналов, блока коммутации абонентов, станцию навигации, две ультракоротковолновые радиостанции с антеннами, коротковолновую радиостанцию с антенной блок антенных фильтров, станцию спутниковой связи с антенной системой, блок селективного вызова, канальную аппаратуру, аппаратуру передачи данных, блок ввода линий с подключенными к нему линией связи от выносного телефонного аппарата, соединительными линиями от узла связи и линиями дальней связи, соединенными определенным образом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство подвижной связи и управления, содержащее блок ввода линий, к первым, вторым и третьим входам-выходам которого подключены соответственно линия связи от выносного телефонного аппарата, соединительные линии от узла связи и линии дальней связи, устройство коммутации, две ультракоротковолновые радиостанции с антеннами, коротковолновую радиостанцию с антенной, блок антенных фильтров, при этом высокочастотные цепи первой и второй ультракоротковолновых радиостанций через первый и второй входы-выходы блока антенных фильтров подключены к соответствующим антеннам радиостанций, антенна коротковолновой радиостанции через третий вход-выход блока антенных фильтров соединена с высокочастотными цепями коротковолновой радиостанции, отличающееся тем, что в него введены канальная аппаратура, пульт радиста, пульт старшего радиста, n блоков абонента, блок водителя, блок селективного вызова, станция навигации с антенной, станция спутниковой связи с антенной системой и аппаратура передачи данных, а устройство коммутации выполнено в виде коммутационной аппаратуры с распределенной структурой, включающей в себя блок внутренней связи, блок управления коммутационной аппаратуры, блок коммутации каналов и блок коммутации абонентов, первые входы-выходы линейной стороны которого соединены с первыми входами-выходами станционной стороны блока коммутации каналов, вторые входы-выходы станционной стороны которого соединены с входами-выходами линейной стороны блока внутренней связи, входы-выходы станционной стороны которого соединены с первыми входами-выходами станционной стороны блока коммутации абонентов, ко вторым станционным входам-выходам которого подключены станционные входы-выходы блока ввода линий, входы-выходы станции навигации подключены к первым канальным входам-выходам блока коммутации каналов, вторые, третьи, четвертые и пятые канальные входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам соответственно первой ультракоротковолновой радиостанции, второй ультракоротковолновой радиостанции, коротковолновой радиостанции и станции спутниковой связи, высокочастотная часть которой соединена с входами-выходами антенной системы, шестые канальные входы-выходы блока коммутации каналов соединены с линейными входами-выходами канальной аппаратуры, станционные входы-выходы которой соединены со вторыми входами-выходами линейной стороны блока коммутации абонентов, третьи входы-выходы линейной стороны которого соединены со станционными входами-выходами аппаратуры передачи данных, линейные входы-выходы которой через блок коммутации абонентов соединены с седьмыми канальными входами-выходами блока коммутации каналов, входы-выходы кольцевой шины передачи информации блока внутренней связи подключены к соответствующим входам-выходам первого пульта радиста, второго пульта радиста, каждого из n блоков абонента и блока водителя, а входы-выходы информационной шины блока коммутации каналов подключены к соответствующим входам-выходам первого пульта радиста, второго пульта радиста, каждого из n блоков абонента и блока водителя, первые, вторые и третьи управляющие входы-выходы блока управления коммутационной аппаратуры подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока внутренней связи, блока коммутации каналов и блока коммутации абонентов, первые входы-выходы блока управления коммутационной аппаратуры по шине запросов посредством последовательного интерфейса подключены к соответствующим входам-выходам первого пульта радиста, второго пульта радиста, каждого из n блоков абонента и блока водителя, вторые входы-выходы блока управления коммутационной аппаратуры посредством параллельного интерфейса соединены с входами-выходами блока селективного вызова, при этом блок управления коммутационной аппаратуры предназначен для обработки команд и запросов на обслуживание от блоков коммутационной аппаратуры, формирования и передачу командных последовательностей соответствующим блокам.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что станция спутниковой связи содержит устройство разделения трактов приема и передачи, приемник, блок модуляторов-демодуляторов, передатчик, аппаратуру каналообразования в составе блока группового оборудования, блока уплотнения, оконечного оборудования и блока управления, при этом выход устройства разделения трактов приема и передачи соединен со входом высокочастотной части приемника, выход которого соединен с линейным входом блока модуляторов-демодуляторов, станционный выход которого соединен с линейным входом блока группового оборудования аппаратуры каналообразования, станционный выход которого через блок уплотнения подключен к линейному входу оконечного оборудования, линейный выход которого через блок уплотнения соединен со станционным входом блока группового оборудования, линейный выход которого соединен со станционным входом блока модуляторов-демодуляторов, линейный выход которого соединен со входом передатчика, высокочастотная часть которого соединена со входом устройства разделения трактов приема и передачи, вход-выход которого соединен с входом-выходом антенной системы станции спутниковой связи, управляющий выход приемника соединен со входом блока управления, первый, второй и третий управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно передатчика, блока уплотнения и блока оконечного оборудования, при этом входы-выходы станционной стороны оконечного оборудования являются канальными входами-выходами станции спутниковой связи и соединены с пятыми канальными входами-выходами блока коммутации каналов коммутационной аппаратуры.