СПОСОБ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ПИЛОТ-СИГНАЛА ИЗ ОБХОДНОГО КАНАЛА В СЕТИ С ОТКРЫТЫМИ КАНАЛАМИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2022 года по МПК H04B7/185 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка основана на заявке на патент Китая № CN 2019106974541, поданной 30 июля 2019 года, полное содержание которой ссылкой включается в настоящее описание, и заявляет ее приоритет.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к технической области беспроводной связи, в частности к способу предоставления пилот-сигнала из обходного канала в сети с открытыми каналами беспроводной связи.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Важной категорией открытых каналов беспроводной связи является канал спутниковой связи. В последующем техническом описании как пример открытых каналов беспроводной связи берется синхронная спутниковая связь; другие сценарии открытых каналов беспроводной связи, такие как наземная сеть мобильной связи, сеть радиосвязи и соединительная сеть связи, являются подобными.

Существуют два основных вида сети спутниковой связи: звездообразная сеть и ячеистая сеть.

В звездообразной сети любые две оконечные станции должны установить синхронизацию прямой линии связи и синхронизацию обратной линии связи с центральной станцией. После того как синхронизация завершена, оконечная станция обращается к центральной станции за доступом к сети. Она может присоединиться к сети только после получения разрешения центральной станции. В каждом процессе связи оконечная станция на передающем конце сначала отправляет передаваемые данные на центральную станцию по открытому каналу беспроводной связи, а та затем направляет их на оконечную станцию назначения по открытому каналу беспроводной связи путем ретрансляции центральной станцией для завершения передачи информации из конца в конец. Схематическое представление связи оконечных станций в звездообразной сети показано на фиг. 1. Звездообразная сеть является удобной для управления сетью. Сеть можно контролировать и изменять путем задания станции управления сетью. Скорость передачи информации между малой станцией (т. е. оконечной станцией, не являющейся центральной станцией) и центральной станцией намного выше, чем между малой станцией и другой малой станцией, что может значительно уменьшить задержку при передаче. Однако из-за двухскачковой схемы передачи, требуемой для каждого сеанса связи, задержка в пути при передаче увеличивается. Ресурс канала занимается дважды, что снижает эффективность работы системы.

В звездообразной сети каждая оконечная станция получает из центральной станции синхронизационную и указательную информацию, включая синхронизацию несущих, тактовую синхронизацию, временную синхронизацию, получение указательной информации, сигнал управления состоянием канала, информацию об управлении сетью и т. д.

Однако эта служба контрольной синхронизационной и указательной информации является внутренней или управляющей информацией сети спутниковой связи, тесно связанной со звездообразной сетью спутниковой связи в части технической системы и использования ресурсов. Даже если другие сети спутниковой связи совместно используют ресурс того же канала спутниковой связи, они не могут получать и использовать контрольную и указательную информацию.

В ячеистой сети несколько оконечных станций могут осуществлять связь между собой непосредственно без ретрансляции какой-либо станцией. Для осуществления процесса связи между двумя любыми оконечными станциями может быть прямо установлен канал связи. Связь в ячеистой сети между оконечными станциями показана на фиг. 2. Структура ячеистой сети удобна для прямой связи между оконечными станциями и является более гибкой. Каждый сеанс связи занимает ресурс канала спутниковой связи лишь один раз. В структуре ячеистой сети в каждом сеансе связи по сети необходимо также задать или определить станцию в качестве базовой или управляющей станции, которая будет действовать в качестве центральной станции в звездообразной сети, чтобы предоставлять опорную последовательность пилот-сигналов и указательных сигналов для межсоединения всех сетевых оконечных станций. Подобным образом, эта контрольная синхронизационная и указательная информация является внутренней или управляющей информацией сети спутниковой связи, тесно связанной с ячеистой сетью спутниковой связи в части технической системы и использования ресурсов. Другие сети спутниковой связи не могут получать и использовать контрольную и указательную информацию.

Фактически, все сети спутниковой связи или иные взаимосвязанные сети с открытыми каналами беспроводной связи используют внутреннюю или управляющую информацию для предоставления служб в отношении опорной последовательности пилот-сигналов и указательных сигналов. Для того чтобы реализовать открытое межсоединение среди разных типов спутниковых или иных сетей беспроводной связи, необходимо в первую очередь создать службу опорной последовательности пилот-сигналов и указательных сигналов из обходного канала, независимого от различных видов сети и технических систем, для реализации унификации, стандартизации и упрощения этой услуги синхронизации при интеграции сетевого межсоединения и межсетевого взаимодействия, что является ключевой и базовой технологией для дальнейшей интеграции и стандартизации услуг сети беспроводной связи.

Открытый канал беспроводной связи может поддерживать любой вид сети на основании совместного использования ресурсов. Однако в существующих технических системах различные типы звездообразных, древовидных или ячеистых сетей имеют целый ряд разных технических систем, таких как TDM/FDM, FDMA, TDMA, CDMA, несовместимых между собой.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для того чтобы устранить недостатки известного уровня техники, технической задачей, которую должно решить настоящее изобретение, является создание способа предоставления пилот-сигнала из обходного канала в сети с открытыми каналами беспроводной связи, который может реализовать унификацию, стандартизацию и упрощение контрольной службы синхронизации при интеграции сетевого межсоединения и межсетевого взаимодействия, включая службы синхронизации несущих, тактовой синхронизации, временной синхронизации, получения указательной информации, управления состоянием канала, информации об управлении сетью. Это является ключевой и базовой технологией для дальнейшей интеграции и стандартизации служб сети беспроводной связи.

Техническая схема настоящего изобретения является следующей.

Этот способ предоставления пилот-сигнала из обходного канала в сети с открытыми каналами беспроводной связи включает:

выбор оконечной станции в качестве опорной станции в открытых каналах беспроводной связи и отправку пилот-сигнала; все или некоторые полосы частот открытых каналов беспроводной связи заняты пилот-сигналом для передачи; все или некоторые полосы частот открытых каналов беспроводной связи, занятые пилот-сигналом, являются полосами контрольных частот, и доля мощности пилот-сигнала относительно общей мощности полос контрольных частот составляет 0,1‰-5%; когда пилот-сигнал передают, его расширяют с использованием кода расширения спектра и накладывают на сигнал связи в полосах контрольных частот в режиме подобного шуму сигнала со спектром малой мощности; при этом влияние на отношение сигнал/шум принимаемого сигнала на принимающей стороне ниже, чем у фонового теплового шума на принимающей стороне;

Пилот-сигнал обеспечивает информацию о контрольной частоте, синхронизации несущих и тактовой синхронизации, стандартную хронирующую и указательную информацию для построения сети и взаимосвязи нескольких типов оконечных станций в каналах.

В настоящем изобретении пилот-сигнал из обходного канала в сети накладывают на несущую сигнала данных в открытых каналах беспроводной связи. Доля мощности пилот-сигнала относительно общей мощности полос контрольных частот составляет 0,1‰-5%. Выбор этого параметра должен гарантировать, что мощность пилот-сигнала является намного ниже мощности других сигналов и не оказывает негативного влияния на передачу и прием несущей сигнала данных. В то же время пилот-сигнал может быть надежно принят всеми оконечными станциями, чтобы предоставлять высококачественную синхронизационную и хронирующую информацию. Другие сигналы данных для введения избыточных данных о контрольной частоте синхронизации и данных измерения состояния канала в служебные данные не требуются, благодаря чему сложность каждого процесса связи уменьшается, а эффективность и надежность передачи повышаются. При передаче пилот-сигнала его расширяют с использованием кода расширения спектра и накладывают на сигнал связи в полосах контрольных частот в режиме подобного шуму сигнала со спектром малой мощности. Влияние на отношение сигнал/шум принимаемого сигнала на принимающей стороне ниже, чем у фонового теплового шума на принимающей стороне. Пилот-сигнал обладает характеристиками помехозащищенности сигнала с расширенным спектром. В состоянии, когда полосы контрольных частот полностью заняты мощностями других сигналов, он может также обеспечить надежный прием на каждой принимающей стороне в каналах и обеспечить информацию о контрольной частоте, синхронизации несущих и тактовой синхронизации, стандартную хронирующую и указательную информацию для построения сети и взаимосвязи нескольких типов оконечных станций в каналах. Таким образом могут быть реализованы унификация, стандартизация и упрощение этой контрольной службы синхронизации при интеграции сетевого межсоединения и межсетевого взаимодействия, включая службу синхронизации несущих, тактовой синхронизации, временной синхронизации, получения указательной информации, управления состоянием канала, информации об управлении сетью. Это является ключевой и базовой технологией для дальнейшей интеграции и стандартизации служб сети беспроводной связи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 приведено схематическое представление, на котором показана связь оконечных станций в звездообразной сети.

На фиг. 2 приведено схематическое представление, на котором показана связь оконечных станций в ячеистой сети.

На фиг. 3 приведено схематическое представление, на котором показана структура кадра контрольной частоты в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 приведено схематическое представление, на котором показана передача пилот-сигнала оконечной станции в соответствии с настоящим изобретением, где пилот-сигнал не содержит массива данных указательной информации.

На фиг. 5 приведено схематическое представление, на котором показана передача пилот-сигнала оконечной станции в соответствии с настоящим изобретением, где пилот-сигнал содержит массив данных указательной информации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Этот способ предоставления пилот-сигнала из обходного канала в сети с открытыми каналами беспроводной связи включает:

выбор оконечной станции в качестве опорной станции в открытых каналах беспроводной связи и отправку пилот-сигнала; при этом все или некоторые полосы частот открытых каналов беспроводной связи заняты пилот-сигналом для передачи; все или некоторые полосы частот открытых каналов беспроводной связи, занятые пилот-сигналом, являются полосами контрольных частот, и доля мощности пилот-сигнала относительно общей мощности полос контрольных частот составляет 0,1‰-5%; расширение пилот-сигнала с использованием кода расширения спектра при его передаче и затем наложение на сигнал связи в полосах контрольных частот в режиме подобного шуму сигнала со спектром малой мощности; при этом влияние на отношение сигнал/шум принимаемого сигнала на принимающей стороне ниже, чем у фонового теплового шума на принимающей стороне;

при этом пилот-сигнал обеспечивает информацию о контрольной частоте, синхронизации несущих и тактовой синхронизации, стандартную хронирующую и указательную информацию для построения сети и взаимосвязи нескольких типов оконечных станций в каналах.

В настоящем изобретении пилот-сигнал из обходного канала в сети накладывают на несущую сигнала данных в открытых каналах беспроводной связи. Доля мощности пилот-сигнала относительно общей мощности полос контрольных частот составляет 0,1‰-5%. Выбор этого параметра должен гарантировать, что мощность пилот-сигнала является намного ниже мощности других сигналов и не оказывает негативного влияния на передачу и прием несущей сигнала данных. В то же время пилот-сигнал может быть надежно принят всеми оконечными станциями, чтобы предоставлять высококачественную синхронизационную и хронирующую информацию. Другие сигналы данных для введения избыточных данных о контрольной частоте синхронизации и данных измерения состояния канала в служебные данные не требуются, благодаря чему сложность каждого процесса связи уменьшается, а эффективность и надежность передачи повышаются. При передаче пилот-сигнала его расширяют с использованием кода расширения спектра и накладывают на сигнал связи в полосах контрольных частот в режиме подобного шуму сигнала со спектром малой мощности. Влияние на отношение сигнал/шум принимаемого сигнала на принимающей стороне ниже, чем у фонового теплового шума на принимающей стороне. Пилот-сигнал обладает характеристиками помехозащищенности сигнала с расширенным спектром. В состоянии, когда полосы контрольных частот полностью заняты мощностями других сигналов, он может также обеспечить надежный прием на каждой принимающей стороне в каналах и обеспечить информацию о контрольной частоте, синхронизации несущих и тактовой синхронизации, стандартную хронирующую и указательную информацию для построения сети и взаимосвязи нескольких типов оконечных станций в каналах. Таким образом могут быть реализованы унификация, стандартизация и упрощение этой контрольной службы синхронизации при интеграции сетевого межсоединения и межсетевого взаимодействия, включая службу синхронизации несущих, тактовой синхронизации, временной синхронизации, получения указательной информации, управления состоянием канала, информации об управлении сетью. Это является ключевой и базовой технологией для дальнейшей интеграции и стандартизации служб сети беспроводной связи.

Предпочтительно, как показано на фиг. 3, пилот-сигнал содержит заголовок кадра, номер (ID) кадра и массив данных указательной информации (кадр данных). Заголовок кадра содержит заголовок синхронизации и контрольную частоту. Заголовок синхронизации используют для хронирования кадра пилот-сигнала и восстановления несущей, а контрольную частоту используют для устранения ухода частоты кадра пилот-сигнала. Номер кадра обеспечивает идентификацию циклической последовательности кадра пилот-сигнала. Массив данных указательной информации используют для переноса указательной информации для указания канала, состояния сети и управляющей информации.

Каждая оконечная станция демодулирует и принимает пилот-сигнал, извлекает информацию о несущей и тактовую информацию, идентифицирует опорную станцию, передающую информацию пилот-сигнала, в соответствии с указательной информацией в пилот-сигнале и осуществляет прием другой указательной информации. На фиг. 4 показана передача пилот-сигнала оконечной станции в соответствии с настоящим изобретением, где пилот-сигнал не содержит массива данных указательной информации. На фиг. 5 показана передача пилот-сигнала оконечной станции в соответствии с настоящим изобретением, где пилот-сигнал содержит массив данных указательной информации.

Кроме того, пилот-сигнал модулируют кольцевой модуляцией в режиме двоичной фазовой модуляции (BPSK) и передают непрерывно или регулярно. Таким путем все оконечные станции в сети могут принимать пилот-сигнал.

Кроме того, длина заголовка синхронизации находится в диапазоне 16-1024 бит. Поле контрольной частоты представляет собой поле из всех «0», а его длина составляет более 30 бит. Длину номера кадра идентифицируют в циклической последовательности пилот-сигнала. Длина массива данных указательной информации находится в диапазоне 0-65516 бит.

Например, в формате пилот-сигнала заголовок синхронизации представляет собой 64-битную дифференциальную M-последовательность (M-последовательность - самая базовая псевдошумовая (PN) последовательность, используемая в системе CDMA, и сокращение самой длинной последовательности регистра сдвига линейной обратной связью), пилот-сигнал - полную последовательность нулей «0» длиной 520 бит, номер кадра - 8-битный номер последовательности, который используют для представления 0-255, а массив данных использует длину 1008 бит, кодирование LDPC с битрейтом 1/4 для канального кодирования.

В еще одном формате пилот-сигнала заголовок синхронизации представляет собой 16-битную дифференциальную M-последовательность, пилот-сигнал - полную последовательность нулей «0» длиной 100 бит, номер кадра - 12-битный номер последовательности, который используют для представления 0-4095, а массив данных использует длину 512 бит, турбо-кодирование для канального кодирования.

Кроме того, для точности тактовой синхронизации в пилот-сигнале берут пилот-сигнал как основную единицу идентификации опорного генератора. Благодаря применению фиксированной длины кадра сигнала, стабильного цикла передачи в пилот-сигнале и идентификации номера кадра в кадре сигнала, его используют как долгосрочный опорный генератор в открытых каналах беспроводной связи. Оконечные станции принимают пилот-сигнал непрерывно или периодически и по номеру кадра могут различать каждый кадр в принятом пилот-сигнале. Поскольку в пилот-сигнале длина каждого кадра фиксирована, скорость передачи информации каждого кадра фиксирована, то и время, представленное каждым кадром, тоже фиксированное. Следовательно, оконечные станции могут определять временной интервал по интервалу между кадрами пилот-сигнала. Берут интервал между кадрами пилот-сигнала (т. е. период кадра сигнала) как основную тактовую единицу и выполняют калибровку времени по разнице во времени между кадрами с разными порядковыми номерами. Если подсчет временного интервала переднего и заднего кадров не равен периоду кадра пилот-сигнала, тактовый генератор оконечной станции необходимо отрегулировать.

Кроме того, длину кадра сигнала могут выбирать как некоторые номинальные целые значения, такие как 50 мс, 100 мс и 200 мс, как основную единицу цикла системного тактового генератора, удобную для использования и соединения с приложением.

Предпочтительно связь с расширенным спектром осуществляют с использованием кода расширения спектра длиной 64-65536 бит. В диапазоне длины кода расширения спектра в пределах 64-65536 бит коды расширения спектра 64-4096 бит выбирают для связи с расширенным спектром. Наилучший диапазон использования кодов расширения спектра составляет 1024-4096. В этом диапазоне эффект расширения спектра в связи с расширенным спектром является оптимальным. Здесь код расширения спектра используют для массива данных.

Кроме того, для кода расширения спектра применяют M-последовательность, код Голда (код Голда - это псевдослучайный код, полученный из M-последовательности, имеющий псевдослучайные свойства, подобные M-последовательности, но число последовательностей, длины которых отличаются, больше, чем в M-последовательности), код OVSF (ортогональный код с переменным коэффициентом расширения спектра). Код OVSF используют главным образом для ортогонального расширенного спектра. Скорость служебных каналов является различной, как и длина используемого кода OVSF или кода C/A (кода примерного определения местоположения). Псевдослучайный код, отправляемый спутником GPS для примерного определения дальности и местоположения спутника GPS, фактически представляет собой код Голда, то есть код Голда, состоящий из двух 10-уровневых регистров сдвига с обратными связями.

Предпочтительно для заголовка синхронизации пилот-сигнала применяют дифференциальную M-последовательность. Сначала генерируют M-последовательность, а затем применяют дифференциальное кодирование M-последовательности для устранения влияния ухода частоты. Последовательность после дифференциального кодирования используют как заголовок синхронизации. Способ с расширенным спектром в данном случае используют для заголовка синхронизации пилот-сигнала.

Кроме того, для последовательности кода расширения спектра применяют M-последовательность длиной 12-1024 бит как основную временную последовательность. Предпочтительно для кода расширения спектра используют M-последовательность длиной 12-128 бит как основную временную последовательность. 64-битную дифференциальную M-последовательность используют как заголовок синхронизации пилот-сигнала, и осуществление высокоскоростного обеспечения синхронизации является оптимальным.

Кроме того, в массив данных указательной информации кадра пилот-сигнала добавляют указательную информацию. Указательная информация содержит: номер кадра пилот-сигнала, информацию о распределении ресурса канала, информацию о доступе к сети оконечной станции, информацию о рабочем состоянии оконечной станции, информацию о контроле состояния открытого канала беспроводной связи, информацию об управлении сетью, служебную информацию и информацию с подсказками о защите. Добавление указательной информации в массив данных может придать пилот-сигналу способность управления сетью в дополнение к реализации точной тактовой синхронизации. Путем добавления указательной информации в массив данных центральная станция управления сетью может широковещательно передавать пилот-сигнал во всю сеть. После его приема абонентские станции во всей сети могут получить указательную информацию из центральной станции управления сетью. Таким образом, можно добиться возможности синхронизации сетевой информации, управления ресурсами сети и их планирования и восприятия состояния сети.

Кроме того, массив данных указательной информации кодируют посредством канального кодирования, в котором используют код LDPC (код с низкой плотностью проверок на четность), полярный код, код RS (коды Рида-Соломона), сверточный код или турбо-код (известный также как параллельный конкатенированный сверточный код). Массив данных кодируют посредством канального кодирования и затем передают, что может значительно улучшить отношение сигнал/шум принимаемого массива данных пилот-сигналов на принимающей стороне, улучшить характеристики приема, позволить нормально принимать массив данных в неоптимальном рабочем состоянии и повысить робастность системы в целом.

Кроме того, в установленном открытом канале беспроводной связи после запуска оконечная станция вначале отслеживает пилот-сигнал и синхронно получает доступ к сети под его руководством. Если в течение определенного предельного времени пилот-сигнал не принят, оконечная станция может счесть себя первым инициатором групповой связи в сети в установленном открытом канале беспроводной связи и начать передачу пилот-сигнала, чтобы стать опорной станцией в текущем открытом канале беспроводной связи. Таким образом, если в сети есть опорная станция, абонентская станция принимает пилот-сигнал, отправленный опорной станцией, чтобы присоединиться к сети. Если пилот-сигнал прерывается на определенное предельное время, другие оконечные станции в канале могут быть выбраны по установленным правилам или могут начать отправку пилот-сигналов из одной оконечной станции, чтобы она стала новой опорной станцией, во избежание крушения сети в целом после отказа опорной станции.

Предпочтительно в открытых каналах беспроводной связи с узлом ретрансляции измеряют текущее расстояние между опорной станцией и совместно используемым узлом ретрансляции посредством автоматической передачи и автоматического приема пилот-сигнала опорной станцией; путем непрерывного измерения этого расстояния можно измерять изменение расстояния между опорной станцией и станцией принимающей стороны, когда они перемещаются.

В процессе, в котором опорная станция непрерывно отправляет пилот-сигнал, стационарный спутник будет периодически перемещаться вокруг своей точки позиционирования на синхронной орбите, описывая траекторию в виде «8» относительно точки под спутником. Поэтому расстояние между спутником и опорной станцией будет непрерывно меняться, приводя к непрерывному изменению задержки распространения пилот-сигнала. Наблюдаемое на опорной станции движение спутника демонстрирует определенную регулярность с изменением от дальнего положения к ближнему и затем от ближнего к дальнему. Поэтому и изменение задержки распространения демонстрирует определенную регулярность.

На опорной станции посредством автоматической передачи и автоматического приема пилот-сигнала изменение задержки распространения восходящего соединения со спутником согласуется с изменением задержки распространения нисходящего соединения со спутником. Поэтому задержка по фазе между принимающей стороной и передающей стороной пилот-сигнала эквивалентна удвоенному изменению задержки распространения со спутника на землю. Поэтому, когда приемник связи с расширенным спектром обнаруживает, что максимальный пик корреляции движется в определенном направлении, задержку по фазе можно получить путем отслеживания максимального пика корреляции. Половину фазовой задержки составляет задержка распространения. Изменение абсолютных расстояний между спутником и опорной станцией можно получить умножением задержки распространения на скорость света.

Предпочтительно в открытых каналах беспроводной связи, совместно использующих узел ретрансляции, три разные опорные станции с фиксированным отличающимся географическим расположением соответственно передают три независимых пилот-сигнала с автоматической передачей и автоматическим приемом, чтобы одновременно измерять текущие расстояния между тремя опорными станциями и совместно используемым узлом ретрансляции. Затем рассчитывают пространственное расположение текущего совместно используемого узла ретрансляции, и пространственное расположение совместно используемого узла ретрансляции непрерывно измеряют для измерения изменения совместно используемого узла ретрансляции, когда совместно используемый узел ретрансляции движется.

Предпочтительно путем приема пилот-сигнала рассчитывают разницу во времени прохождения пилот-сигнала от опорной станции до принимающей оконечной станции, чтобы получить текущее абсолютное расстояние между опорной станцией и принимающей оконечной станцией. Путем непрерывного измерения расстояния можно измерить изменение расстояния между опорной станцией и принимающей оконечной станцией, когда опорная станция и принимающая оконечная станция движутся.

Предпочтительно в открытых каналах беспроводной связи, совместно использующих узел ретрансляции, на основании пилот-сигнала можно измерить расстояние между опорной станцией и оконечной станцией и положение совместно используемого узла ретрансляции. Если положение опорной станции известно, можно измерить расстояние от оконечной станции до совместно используемого узла ретрансляции. Если совместно используемый узел ретрансляции является подвижным, когда совместно используемый узел ретрансляции находится в трех разных положениях, то путем измерения расстояния от оконечной станции до совместно используемого узла ретрансляции можно определить географическое положение оконечной станции. Если совместно используемый узел ретрансляции движется периодически и это можно измерить, положение оконечной станции можно непрерывно измерять с помощью пилот-сигнала и информации о периодическом орбитальном движении совместно используемого узла ретрансляции.

Предпочтительно оконечная станция калибрует и рассчитывает время путем непрерывного приема пилот-сигнала и регистрации положения и числа кадров фиксированной длины в пилот-сигнале, чтобы получать точную синхронизацию тактового генератора в реальном времени между каждой оконечной станцией и опорной станцией, таким образом реализуя точную синхронизацию тактового генератора в реальном времени сети в целом.

Предпочтительно для системы с низкой точностью в реальном времени пилот-сигнал передают в некотором интервале и в пилот-сигнал добавляют информацию об абсолютном времени. Принимающая оконечная станция принимает пилот-сигнал в этом интервале, чтобы добиваться временной синхронизации между каждой оконечной станцией и опорной станцией, таким образом реализуя квазисинхронизацию тактового генератора сети в целом.

Приведенное выше содержание представляет собой только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и никоим образом не ограничивает настоящее изобретение. Любые усовершенствования, дополнения и альтернативные изменения, внесенные в вышеупомянутые варианты осуществления в соответствии с технической сущностью настоящего изобретения, находятся в пределах заявляемого объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к области связи. Технический результат состоит в достижении унификации, стандартизации и упрощения контрольной службы синхронизации при интеграции сетевого межсоединения и межсетевого взаимодействия. Для этого предусмотрено: выбор оконечной станции в качестве опорной станции в открытом канале беспроводной связи и отправку пилот-сигнала, где отправляемый пилот-сигнал занимает всю или часть полосы частот открытого канала беспроводной связи, где полоса частот, занятая пилот-сигналом в открытом канале беспроводной связи, является полосой контрольных частот и доля мощности пилот-сигнала относительно общей мощности полосы контрольных частот составляет от 0,1‰ до 5%; и выполнение, при отправке пилот-сигнала, расширения спектра кодом расширения спектра и наложение подобного шуму сигнала со спектром малой мощности на сигнал связи в полосе контрольных частот так, чтобы влияние на отношение сигнал/шум принимаемого сигнала на принимающей стороне было ниже, чем влияние фонового теплового шума на принимающей стороне. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ предоставления пилот-сигнала из обходного канала в сети с открытыми каналами беспроводной связи, включающий:

выбор оконечной станции в качестве опорной станции в открытых каналах беспроводной связи и отправку пилот-сигнала; при этом все или некоторые полосы частот открытых каналов беспроводной связи заняты пилот-сигналом для передачи; все или некоторые полосы частот открытых каналов беспроводной связи, занятые пилот-сигналом, являются полосами контрольных частот и доля мощности пилот-сигнала относительно общей мощности полос контрольных частот составляет 0,1‰-5%; расширение пилот-сигнала с использованием кода расширения спектра при его передаче и затем наложение на сигнал связи в полосах контрольных частот в режиме подобного шуму сигнала со спектром малой мощности; при этом влияние на отношение сигнал/шум принимаемого сигнала на принимающей стороне ниже, чем у фонового теплового шума на принимающей стороне;

при этом пилот-сигнал обеспечивает информацию о контрольной частоте, синхронизации несущих и тактовой синхронизации, стандартную хронирующую и указательную информацию для построения сети и взаимосвязи нескольких типов оконечных станций в каналах.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пилот-сигнал содержит: заголовок кадра, номер кадра и массив данных указательной информации; заголовок кадра содержит заголовок синхронизации и контрольную частоту; заголовок синхронизации используют для хронирования кадра пилот-сигнала и восстановления несущей, а контрольную частоту используют для устранения ухода частоты кадра пилот-сигнала; при этом номер кадра обеспечивает идентификацию циклической последовательности кадра пилот-сигнала; массив данных указательной информации используют для переноса указательной информации для указания канала, состояния сети и управляющей информации;

причем каждая оконечная станция демодулирует и принимает пилот-сигнал, извлекает информацию о несущей и тактовую информацию, идентифицирует опорную станцию, передающую информацию пилот-сигнала, в соответствии с указательной информацией в пилот-сигнале и осуществляет прием другой указательной информации.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что пилот-сигнал модулируют кольцевой модуляцией в режиме двоичной фазовой манипуляции.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что длина заголовка синхронизации находится в диапазоне 16-1024 бит; поле контрольной частоты представляет собой поле из всех 0 и его длина составляет более 30 бит; при этом длину номера кадра идентифицируют в циклической последовательности пилот-сигнала; длина массива данных указательной информации находится в диапазоне 0-65516 бит.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что для точности тактовой синхронизации в пилот-сигнале пилот-сигнал берут как основную единицу идентификации опорного генератора; благодаря применению фиксированной длины кадра сигнала, стабильного цикла передачи в пилот-сигнале и идентификации номера кадра в кадре сигнала его используют как долгосрочный опорный генератор в открытых каналах беспроводной связи.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что связь с расширенным спектром осуществляют с использованием кода расширения спектра длиной 64-65536 бит.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что для кода расширения спектра применяют M-последовательность, код Голда, код OVSF или код C/A.

8. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что для заголовка синхронизации пилот-сигнала применяют дифференциальную M-последовательность; при этом сначала генерируют M-последовательность, а затем выполняют дифференциальное кодирование M-последовательности для устранения влияния ухода частоты; последовательность после дифференциального кодирования используют как заголовок синхронизации.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что для последовательности кода расширения спектра применяют M-последовательность длиной 12-1024 бит как основную временную последовательность.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в массив данных указательной информации кадра пилот-сигнала добавляют указательную информацию; при этом указательная информация содержит: номер кадра пилот-сигнала, информацию о распределении ресурса канала, информацию о доступе к сети оконечной станции, информацию о рабочем состоянии оконечной станции, информацию о контроле состояния открытого канала беспроводной связи, информацию об управлении сетью, служебную информацию и информацию с подсказками о защите.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что массив данных указательной информации кодируют посредством канального кодирования, в котором используют LDPC кодирование, полярное кодирование, RS кодирование, сверточное кодирование или турбокодирование.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что в установленном открытом канале беспроводной связи после запуска оконечная станция сначала отслеживает пилот-сигнал и синхронно получает доступ в сеть под его руководством; при этом, если в течение определенного предельного времени пилот-сигнал не принят, оконечная станция полагает себя первым инициатором групповой сетевой связи в установленном открытом канале беспроводной связи и начинает передачу пилот-сигнала, чтобы стать опорной станцией в текущем открытом канале беспроводной связи.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в открытых каналах беспроводной связи с узлом ретрансляции измеряют текущее расстояние между опорной станцией и совместно используемым узлом ретрансляции посредством автоматической передачи и автоматического приема пилот-сигнала опорной станцией; при этом путем непрерывного измерения расстояния можно измерить изменение расстояния между опорной станцией и станцией принимающей стороны, когда они перемещаются.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в открытых каналах беспроводной связи, совместно использующих узел ретрансляции, устанавливают три разные опорные станции с заданным отличающимся географическим расположением, соответственно передают три независимых пилот-сигнала с автоматической передачей и автоматическим приемом пилот-сигналов, чтобы одновременно измерять текущие расстояния между тремя опорными станциями и совместно используемым узлом ретрансляции; затем рассчитывают расположение в пространстве текущего совместно используемого узла ретрансляции и непрерывно измеряют расположение в пространстве совместно используемого узла ретрансляции, чтобы измерять изменение положения совместно используемого узла ретрансляции, когда совместно используемый узел ретрансляции перемещается.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что посредством приема пилот-сигнала рассчитывают разницу во времени прохождения пилот-сигнала от опорной станции до принимающей оконечной станции, чтобы получать текущее абсолютное расстояние между опорной станцией и принимающей оконечной станцией; путем непрерывного измерения расстояния измеряют изменение расстояния между опорной станцией и принимающей оконечной станцией, когда опорная станция и принимающая оконечная станция перемещаются.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что в открытых каналах беспроводной связи, совместно использующих узел ретрансляции, на основании пилот-сигнала измеряют расстояние между опорной станцией и оконечной станцией и положением совместно используемого узла ретрансляции; когда положение опорной станции известно, измеряют расстояние от оконечной станции до совместно используемого узла ретрансляции; если совместно используемый узел ретрансляции является подвижным, и когда совместно используемый узел ретрансляции находится в трех разных положениях, то определяют географическое положение оконечной станции путем измерения расстояния от оконечной станции до совместно используемого узла ретрансляции; если совместно используемый узел ретрансляции периодически перемещается и это можно измерить, непрерывно измеряют положение оконечной станции с помощью пилот-сигнала и информации о периодическом орбитальном движении совместно используемого узла ретрансляции.

17. Способ по п. 5, отличающийся тем, что оконечная станция калибрует и рассчитывает время путем непрерывного приема пилот-сигнала и регистрации положения и числа кадров фиксированной длины в пилот-сигнале, чтобы добиваться точной синхронизации тактового генератора в реальном времени между каждой оконечной станцией и опорной станцией, таким образом реализуя точную синхронизацию тактового генератора в реальном времени сети в целом.

18. Способ по п. 5, отличающийся тем, что для системы с низкой точностью в реальном времени пилот-сигнал передают в некотором интервале и в пилот-сигнал добавляют информацию об абсолютном времени; при этом принимающая оконечная станция принимает пилот-сигнал в этом интервале, чтобы добиваться временной синхронизации между каждой оконечной станцией и опорной станцией, таким образом реализуя квазисинхронизацию тактового генератора сети в целом.