СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ Российский патент 2024 года по МПК H04B7/212 H04B7/24 H04J3/06 

Описание патента на изобретение RU2819030C1

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в системах передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов.

Известна система множественного доступа с временным разделением каналов, рассмотренная в книге [1], которая содержит передатчики наземных станций и ретранслятор, аналогичные предлагаемой системе. При этом в известной системе каждый корреспондент передает свой информационный сигнал в специально отведенном для него интервале времени работы системы.

Недостатками этой системы множественного доступа с временным разделением каналов является ограниченное число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы, и трудности ее модернизации, например, введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно и отсутствие свойств адаптации к новым условиям, так как она не может работать в сетях радиосвязи с другими видами модуляции и кодирования.

Известна система передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов по патенту [2], которая содержит N передающих частей абонентских станций (АС), каждая из которых содержит источник информации, формирователь четверично-кодированных последовательностей, передатчик, передающую антенну, хронизатор, тактовый генератор и приемную часть центральной станции, которая содержит приемную антенну, блок приема четверично-кодированных радиосигналов, приемник информации, аналогичные предлагаемой системе. При этом в известной системе используются для передачи информации четверично-кодированные последовательности (Е-коды, коды Велти), не имеющие боковых выбросов в апериодической автокорреляционной функции (АКФ).

Недостатком данной системы передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов являются ограниченное число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы и трудности ее модернизации, например, введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно и отсутствуют свойства адаптации к новым условиям работы, поэтому она не может работать в сетях радиосвязи с другими видами модуляции и кодирования.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов [3], которая содержит N передающих частей абонентских станций, каждая из которых содержит генератор тактовых импульсов, хронизатор, источник информации, формирователь информационного сигнала, формирователь кодированного сигнала, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятор, передатчик, передающую антенну, синтезатор частот, генератор псевдослучайных чисел и приемную часть центральной станции, которая содержит приемную антенну, демодулятор, селектор сигналов, блок выделения дополнительных последовательностей, первый двухканальный согласованный фильтр, первый вычитатель, первый приемник информации, синтезатор частот, генератор псевдослучайных чисел и генератор тактовых импульсов.

В каждой передающей части абонентской станции последовательно соединены источник информации, формирователь информационного сигнала, формирователь кодированного сигнала, формирователь сигналов двукратной частотной манипуляции, модулятор, передатчик и передающая антенна. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам хронизатора, формирователя информационного сигнала, формирователя кодированного сигнала, формирователя сигналов двукратной частотной манипуляции, генератора псевдослучайных чисел и синтезатора частот. Выход хронизатора совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и тактовому входу источника информации. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Приемная часть центральной станции, как и в предлагаемой системе передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержит приемную антенну, выход которой подключен к информационному входу демодулятора. Выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей подключены соответственно к первому и второму информационным входам двухканального согласованного фильтра, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам вычитателя. Выход вычитателя подключен к входу приемника информации. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу демодулятора.

Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов - аналог - использует для передачи информационного сигнала четверично-кодированные последовательности (Е-коды, коды Велти) с двукратной частотной манипуляцией и ППРЧ, где нечетные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f3+fППРЧ или f4+fППРЧ, а четные элементы четверично-кодированной последовательности передаются на частотах f1+fППРЧ или f2+fППРЧ, то есть номинал частоты определяет номер дополнительной последовательности в четверично-кодированном радиосигнале.

Недостатками данной системы передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов является ограниченное число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы, и неэффективность использования частотного и временного ресурса, отсутствие адаптации к изменению состояния радиочастотного спектра.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, которая содержит N передающих частей абонентских станций и приемную часть центральной станции [4]. При этом каждая передающая часть абонентской станции содержит генератор тактовых импульсов, выход которого совместно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, первого канала формирования четверично-кодированных сигналов, синтезатора частот, генератора псевдослучайных чисел и хронизатора. Выход хронизатора совместно подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации. Выход источника информации подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, выход которого подключен к входу передатчика, выход передатчика подключен к входу передающей антенны. При этом n управляющих выходов генератора псевдослучайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход которого подключен к модулирующему входу модулятора. Приемная часть центральной станции содержит приемную антенну, выход которой подключен к информационному входу демодулятора. Выход демодулятора подключен к входу селектора сигналов, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам блока выделения дополнительных последовательностей. Первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого канала обработки четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов совместно подключен к тактовым входам синтезатора частот и генератора псевдослучайных чисел. При этом n управляющих выходов которого подключены к соответствующим n управляющим входам синтезатора частот, выход синтезатора частот подключен к модулирующему входу демодулятора.

В каждую передающую часть абонентской станции блока формирования субпотоков введен идентичный первому второй канал формирования четверично-кодированных сигналов и сумматора, а в приемную часть центральной станции введен идентичный первому второй канал обработки четверично-кодированных сигналов и объединителя. При этом в приемной части выход формирователя информационного сигнала подключен к информационному входу блока формирования субпотоков, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к информационным входам первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов также совместно подключен к тактовым входам блока формирования субпотоков и второго канала формирования четверично-кодированных сигналов. Выходы первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. При этом первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей также подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго канала обработки четверично-кодированных сигналов, N информационных выходов которого подключены к соответствующим с N+1-го по 2N-й информационным входам устройства объединения, а N информационных выходов первого канала обработки четверично-кодированных сигналов подключены к соответствующим с 1-го по N-й информационным входам устройства объединения, N информационных выходов устройства объединения являются N информационными выходами приемной части центральной станции.

В каждой передающей части абонентской станции установлен блок формирования субпотоков, второго канала формирования четверично-кодированных сигналов и сумматор, идентичные первому каналу, а в приемной части центральной станции - второй канал обработки четверично-кодированных сигналов и объединитель, идентичные первому каналу. При этом в приемной части выход формирователя информационного сигнала подключен к информационному входу блока формирования субпотоков, первый и второй информационные выходы которого соответственно подключены к информационным входам первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов. Выход генератора тактовых импульсов также совместно подключен к тактовым входам блока формирования субпотоков и второго канала формирования четверично-кодированных сигналов. Выходы первого и второго каналов формирования четверично-кодированных сигналов соответственно подключены к первому и второму информационным входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу модулятора. При этом первый и второй информационные выходы блока выделения дополнительных последовательностей также подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго канала обработки четверично-кодированных сигналов, N информационных выходов которого подключены к соответствующим с N+1-го по 2N-й информационным входам устройства объединения, а N информационных выходов первого канала обработки четверично-кодированных сигналов подключены к соответствующим с 1-го по N-й информационным входам устройства объединения, N информационных выходов устройства объединения являются N информационными выходами приемной части центральной станции.

Недостатками этой системы передачи данных с множественным доступом с временным разделением корреспондентов являются:

- наличие только передающей части абонентских станций и приемной части центральной станции, поэтому она не может работать в дуплексном или симплексном режимах;

- ограничено число абонентов системы, связанное с числом отведенных интервалов времени работы;

- затруднена временная синхронизация оборудования разнесенных в пространстве центральной и абонентских станций из-за возможных расхождений временных шкал генераторов тактовых импульсов абонентских станций и центральной станции, что ограничивает число обслуживаемых АС;

- оборудование системы трудно поддается модернизации, например, введения новых режимов модуляции и кодирования, так как ее узлы выполнены аппаратно.

Известна система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, которая по большинству существенных признаков принята за прототип [5]. Она содержит N абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС). Каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержат генератор тактовых импульсов, выход которого одновременно подключен к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот, хронизатора. Выход хронизатора подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации АС с входом данных каждой АС. Выход источника информации АС подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала. Выход передатчика подключен к входу передающей антенны. Приемная антенна подключена к фильтросогласующему устройству. В системе имеется устройство объединения ЦС, N информационных выходов которого являются N информационными выходами центральной станции. В каждой абонентской станции, как и в центральной станции, выход приемной антенны через последовательно соединенные фильтросогласующее устройство, широкополосный усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), подключен к информационному входу первого сигнального процессора. Выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр подключен к входу передатчика. Синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной. Соответствующие выходы хронизатора соединены с синхровходами первого и второго сигнальных процессоров. Соответствующие выходы синтезатора подключены к синхровходам АЦП и ЦАП. Первая шина управления введенного центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам фильтросогласующего устройства, широкополосного усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора. Вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика, синтезатора. Выходы хронизатора подключены к соответствующим входам АЦП, ЦАП и центрального процессора с внешним входом/выходом. Информационный выход первого сигнального процессора каждой абонентской станции подключен к устройству объединения АС, синхронизируемого импульсами с соответствующего выхода хронизатора. Выход устройства объединения является выходом АС.N информационных входов являются входами ЦС и источника информации ЦС, выход которого подключен к входу формирователя информационного сигнала на ЦС, а вход - к соответствующему выходу хронизатора на ЦС. Передающие антенны каждой АС по радиоэфиру соединены с приемной антенной ЦС, а передающая антенна ЦС - с приемной антенной каждой АС.

Недостатками прототипа являются:

- число обсуживаемых системой абонентов ограничено числом слотов в цикле - N;

- в одном слоте может быть передано только одно сообщение;

- отсутствует возможность автоматической ретрансляции сообщений; множественный доступ обеспечивается только на ЦС;

- источник информации на АС один, а датчиков на АС бывает много, в результате ограничиваются возможности съема данных об общем состоянии АС.

Техническим результатом изобретения является увеличение количества обслуживаемых абонентов в построенной на комплексах цифровой связи объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными с множественным доступом и временным разделением каналов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержащей К абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС), при этом каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержат фильтросогласующее устройство, выход которого через последовательно соединенные широкополосный малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и первый сигнальный процессор подключен к устройству объединения, генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот и хронизатора, а синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, выход хронизатора подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации, выход которого подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр подключен к входу передатчика, выход хронизатора соединен с соответствующими входами АЦП, ЦАП, синтезатора частот и центрального процессора с внешним входом/выходом, соответствующие выходы синтезатора частот подключены к синхровходам АЦП и ЦАП, первая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам фильтросогласующего устройства, широкополосного малошумящего усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора и устройства объединения, вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика и синтезатора частот, устройство объединения синхронизируется импульсами с соответствующего выхода хронизатора, выход устройства объединения АС является выходом АС, выход устройства объединения ЦС является выходом ЦС, дополнительно введены m АС, а в каждую АС и центральную станцию введены преобразователь ортогональных кодов, формирователь ортогональных кодов с информационными входами, высокочастотный коммутатор, соответствующие входы/выходы которого подключены к приемо-передающей антенне и второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, вход высокочастотного коммутатора подключен к выходу передатчика, а выход - к фильтросогласующему устройству, выход формирователя ортогональных кодов с информационными входами подключен к второму входу второго сигнального процессора, синхровход - к соответствующему выходу хронизатора, вход/выход управления и контроля - к второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, а информационный вход - к первому информационному выходу преобразователя ортогональных кодов, второй информационный выход преобразователя ортогональных кодов подключен к второму информационному входу устройства объединения, вход преобразователя ортогональных кодов подключен к первому сигнальному процессору, синхровход - к выходу хронизатора, вход/выход управления и контроля преобразователя ортогональных кодов подключен к первой шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, формирователь ортогональных кодов состоит из формирователя дискретных сигналов с информационными входами, соединенного с соответствующими входами кодера ортогональных сигналов и формирователя исходных фазово-манипулированных (ФМ) сигналов передающей стороны, выходы формирователя исходных ФМ сигналов передающей стороны через сумматор исходных ФМ сигналов соединены с входами кодера ортогональных сигналов, синхровходы формирователя дискретных сигналов, кодера ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ сигналов передающей стороны, сумматора исходных ФМ сигналов подключены к соответствующему выходу хронизатора, входы/выходы управления и контроля формирователя дискретных сигналов, кодера ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ сигналов передающей стороны, сумматора исходных ФМ сигналов подключены к второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, выход кодера ортогональных сигналов подключен к второму сигнальному процессору, к соответствующему входу формирователя дискретных сигналов подключен преобразователь ортогональных кодов, преобразователь ортогональных кодов состоит из последовательного соединенных устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, выходы которого подключены к сумматору дискретных сигналов приемной стороны, а входы - к формирователю исходных ФМ сигналов приемной стороны, выход сумматора дискретных сигналов соединен с соответствующим входом решающего порогового устройства, к управляющему входу которого подключен формирователь порога, при этом синхровходы устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ сигналов приемной стороны, сумматора дискретных сигналов, решающего порогового устройства и формирователя порога подключены к соответствующему выходу хронизатора, входы/выходы управления и контроля устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, сумматора дискретных сигналов, решающего порогового устройства, формирователя порога, формирователя исходных ФМ сигналов приемной стороны подключены к первой шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, вход устройства компенсации импульсной помехи подключен к первому сигнальному процессору, соответствующие выходы решающего порогового устройства подключены к формирователю ортогональных кодов и устройству объединения, формирователь ортогональных кодов на АС имеет n информационных входов, а формирователь ортогональных кодов на ЦС - L информационных входов, устройство объединения АС имеет n информационных выходов, а устройство объединения ЦС имеет (K+m)(n-3)L информационных выходов, приемо-передающие антенны всех АС системы по радиоэфиру соединены друг с другом и с приемо-передающей антенной ЦС.

Структурная схема заявляемой системы представлена на фиг. 1, структурные схемы формирователя 26 (39) и преобразователя 27 (40) ортогональных кодов приведены на фиг. 2 и фиг. 3 соответственно, где обозначено:

1 - абонентская станция (АС) в количестве (K+m) штук;

2 - центральная станция (ЦС);

3 - генератор тактовых импульсов;

4 - формирователь информационного сигнала;

5 - синтезатор частот;

6 - хронизатор;

7 - источник информации АС;

8 - передатчик;

9 - приемо-передающая антенна;

10 - высокочастотный коммутатор;

11 - устройство объединения ЦС, (K+m)(N-3)L информационных выходов которого являются (K+m)(N-3)L информационными выходами центральной станции;

12 - фильтросогласующее устройство;

13 - широкополосный малошумящий усилитель;

14 - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);

15 - первый сигнальный процессор;

16 - второй сигнальный процессор;

17 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);

18 - фильтр;

19 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;

20 - первая шина управления центрального процессора 21 с внешним входом/выходом 22;

23 - вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом 22;

24 - устройство объединения AC, n информационных выходов которого являются n информационными выходами абонентской станции;

25 - источник информации ЦС;

26 - формирователь ортогональных кодов AC, n информационных входов которого являются n информационными входами абонентской станции;

27 - преобразователь ортогональных кодов ЦС;

28 - кодер ортогональных сигналов;

29 - формирователь исходных ФМ сигналов передающей стороны;

30 - сумматор исходных ФМ сигналов передающей стороны;

31 - устройство компенсации импульсной помехи;

32 - интерполяционное устройство;

33 - амплитудное нормирующее устройство;

34 - декодер с корреляционной обработкой ортогональных сигналов;

35 - формирователь исходных ФМ сигналов приемной стороны;

36 - сумматор дискретных сигналов приемной стороны;

37 - решающее пороговое устройство;

38 - формирователь порога;

39 - формирователь ортогональных кодов ЦС, L информационных входов которого являются L информационными входами центральной станции, L ≥K+m;

40 - преобразователь ортогональных кодов АС;

41 - формирователь дискретных сигналов с n (L) входами.

Сущность изобретения заключается в том, чтобы увеличить количество обслуживаемых абонентов за счет применения ортогональных кодов в комплексах цифровой связи, используемых в объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными, не нарушая ее сигнально-кодовую конструкцию и алгоритма работы. Для реализации этого технического решения предлагается выделить из состава кадра два временных интервала (слота), в первом (по времени) из которых осуществляется прием кодированных ортогональных радиосигналов, а во втором - излучение сформированных кодированных радиосигналов. Разнесение этих слотов во времени необходимо для обработки принятой информации, съема данных с определенных датчиков АС или ЦС, формирования передаваемого сообщения и излучения в эфир в автоматическом режиме радиосигналов в выделенном интервале времени. Передаваемая информация формализуется, т.е. каждому сообщению на передающей стороне ставится в соответствие свой код, по которому на приемной стороне они различаются, восстанавливаются и распределяются по своим адресатам. Каждое сообщение, которое передается через физическую среду, кодируется определенным ортогональным кодом, что означает проведение обычной операции умножения числа на вектор. После кодирования через физическую среду передается не сообщение, а целый вектор, умноженный на значение сообщения. Использование кодирования сигнала ортогональными кодами дает возможность передавать на одной физической частоте одновременно несколько различных сигналов [6].

Система работает следующим образом. При организации обмена данными между любой АС 1 и ЦС 2 в базе данных центрального процессора 21 с внешним входом/выходом 22 на ЦС 2 определяется наличие выбранной АС 1 в зоне обслуживания по присутствию соответствующего радиосигнала заданной частоты в определенном временном интервале (слоте). Если наличие радиосигнала подтверждается, то поступившие данные с источника 25 информации ЦС для соответствующей АС 1 передаются в выделенном слоте (заранее известном для всех АС в системе) и заданном диапазоне на известной рабочей частоте. При наличии данных на соответствующих L входах формирователя 39 ортогональных кодов ЦС 2, например, сигналов речевой связи или информации с датчиков, на выходе узла 39 формируется цифровое сообщение, которое имеет структуру и формат одинаковые с выходными данными узла 4 и совместно с информацией с выхода узла 4 поступают на вход второго сигнального процессора 16, где осуществляются операции помехоустойчивого кодирования, перемежения, скремблирования и другие, необходимые для создания пакета данных требуемого формата данных, согласованного с параметрами канала связи. Узлы 4, 5, 8, 16-18, 39 на ЦС 2 через шину 23 управляются командами с выхода центрального процессора 21. И по этой шине с указанных узлов снимаются сигналы контроля и соответствующие квитанции о режимах работы. С помощью полученных данных формируется сообщение, содержащее передаваемую с ЦС 2 на выбранную АС 1 информацию, адрес получателя, например, по номеру слота, а также адрес отправителя, например, по номеру канала на выходе источника 25 информации ЦС 2 или формирователя 39 ортогональных кодов.

На АС принимается радиосигнал, излученный с ЦС 2 с помощью антенны 9 и прошедший через управляемый с помощью центрального процессора 21 на АС 1 высокочастотный коммутатор 10. При получении управляющих сигналов с выхода центрального процессора 21 по шине 20 на АС 1 сообщения последовательно фильтруются в узле 12, усиливаются в узле 13, квантуются по амплитуде и дискретизируются во времени в узле 14, декодируются, деперемежаются, дескремблируются и выполняются другие операции в узле 15, необходимые для создания требуемого формата данных, согласованного с характеристиками узла 24. Затем сообщение приводится к требуемому формату в устройстве 24 объединения АС 1, с выхода которого n сообщений поступает на соответствующее оборудование АС 1.

При наличии информации на выходе источника 7 информации АС 1, например, речевой связи, или данных на выходе формирователя 4 информационного сигнала, с выхода центрального процессора 21 по шине 23 на АС 1 посылаются соответствующие управляющие сигналы на узлы 4, 5, 8, 10, 16, 17, 18 и с помощью этих узлов в заданном слоте формируется требуемое сообщение для выбранного объекта. При наличии данных на соответствующих n входах формирователя 26 ортогональных кодов АС, например, сигналов речевой связи или информации с датчиков, на выходе узла 26 формируется цифровое сообщение, которое имеет структуру и формат одинаковые с выходными данными узла 4 и совместно с информацией с выхода узла 4 поступают на второй и первый входы второго сигнального процессора 16, где осуществляются операции помехоустойчивого кодирования, перемежения, скремблирования и другие, необходимые для создания пакета данных требуемого формата данных, согласованного с параметрами канала связи. Узлы 4, 5, 8, 16-18, 26 через шину 23 управляются командами с выхода центрального процессора 21 на АС. И по этой шине с указанных узлов снимаются сигналы контроля и соответствующие квитанции о режимах работы. С помощью полученных данных формируется сообщение, содержащее передаваемую с АС 1 на выбранную АС или ЦС 2 информацию, адрес получателя и адрес отправителя, например, по виду ортогонального кода. Из полученных данных формируется сообщение, содержащее адрес получателя в заданном временном интервале (слоте). При приеме на ЦС 2 в соответствующих узлах осуществляются операции, аналогичные указанным выше при рассмотрении выполняемых функций на АС 1. Отличие заключается только в том, что в устройстве 11 объединения ЦС в дополнение к восстановлению формата данных осуществляются операции маршрутизации сообщений требуемому пользователю по одному из (K+m)(N-3)L информационных выходов ЦС 2. Кроме того, источник 7 информации АС 1, как и узел 4, предназначены для преобразования входного информационного сообщения в посылку длительностью менее заданного интервала времени для каждой конкретной абонентской станции или ЦС 2 соответственно за цикл (кадр) работы системы.

Узел 4 предназначен для формирования дискретного сообщения с выхода источника 7 информации в соответствующем слоте, чтобы его длительность умещалась в этом слоте с учетом защитных интервалов и согласовалась с требованиями к параметрам входных сигналов второго сигнального процессора 16. Приемо-передающая антенна 9 предназначена для преобразования энергии высокочастотных токов в антенно-фидерном тракте в режиме передачи в энергию свободно распространяющихся электромагнитных волн, а в режиме приема - для преобразования энергии свободно распространяющихся электромагнитных волн в энергию высокочастотных токов. Выходные сигналы синтезатора частот 5, тактируемого хронизатором 6 и управляемого центральным процессором 21, необходимы для формирования при наличии помех радиосигналов с псевдослучайно изменяющейся рабочей частотой (ППРЧ), формирования пачек импульсов для преобразования аналоговых сигналов в цифровые с помощью АЦП 14 и цифровых сигналов в аналоговые - с помощью ЦАП 17.

Хронизатор 6 во всех (K+m) абонентских станциях 1 выдает разрешающие импульсы, в том числе импульсы, характеризующие начало каждого цикла и слота, на тактовые входы источников 7 информации, узлов 4, 5, 14, 15, 16, 17, 24, 26 и 40 в заданные для конкретной абонентской станции интервалы времени с периодом, равным одному циклу обмена. Хронизатор 6 ЦС 2 формирует разрешающие импульсы на тактовые входы источника 25 информации ЦС 2, узлов 4, 5, 11, 14, 15, 16, 17, 39 и 27 в соответствующих слотах в течение цикла обмена данными системы передачи с множественным доступом и временным разделением каналов. В устройстве 11 объединения ЦС 2 выделенные в первом сигнальном процессоре 15 информационные импульсы преобразуются в сообщения требуемого формата и распределяются на соответствующие выходы центральной станции в зависимости от адреса получателя.

В центральных процессорах 21 в соответствии с информацией, заложенной через внешний вход/выход 22, формируются управляющие сигналы для реализации протоколов физического, канального и сетевого уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем в соответствующих узлах АС 1 и ЦС 2 для организации обмена данными с помощью известных операции, например, в работе [7]:

- кодирование и декодирование данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для коррекции ошибок;

- кодирование и декодирование данных с внешних источников информации с помощью ортогональных кодов;

- перемежение данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для борьбы с пакетированием ошибок из-за замираний и импульсных помех;

- скремблирование данных в сигнальных процессорах 15 и 16 для выравнивания спектра передаваемого сигнала;

- формирование в сигнальных процессорах 15 и 16 ключевой синхронизирующей последовательности и преамбулы, содержащей известную последовательность для реализации адаптивных методов приема сообщения;

- автоматическое включение режима ППРЧ при обнаружении помех в канале связи при мониторинге радиочастотного спектра в интервалах между сеансами связи;

- формирование в фильтрах 18 заданной формы огибающей каждого символа типа приподнятого косинуса для обеспечения заданной спектральной маски излучаемого сигнала.

Сформированный для передачи радиосигнал с выхода фильтра 18 подают на вход передатчика 8, в котором с помощью управляющих воздействий центрального процессора 21 подготовлены условия для формирования радиосигнала требуемого уровня мощности, излучаемого через соответствующую антенну 9, входное сопротивление которой согласовано с выходным сопротивлением передатчика на рабочей частоте (адаптация по мощности при работе с абонентами, удаленными на разные расстояния от вызывающего объекта). Затем усиленный радиосигнал передается по радиоканалу. При необходимости для увеличения энергетического потенциала (повышения достоверности передачи информации) одновременно могут быть использованы, например, несколько передатчиков, работающих параллельно на соответствующее количество секторных антенн или фазированная антенная решетка.

С помощью управляющих сигналов центрального процессора 21 на приемной стороне после прохождения через антенну 9, согласованную с помощью узла 12 с входным сопротивлением широкополосного малошумящего усилителя 13, высокочастотный коммутатор 10, радиосигнал отфильтровывается от помех соседних диапазонов также в узле 12, квантуется по амплитуде и дискретизируется во времени в АЦП 14 и поступает в первый сигнальный процессор 15, где в соответствии с известными процедурами [7] его демодулируют, дескремблируют, деперемежают, декодируют с коррекцией ошибок, проверяют на наличие не исправленных декодером ошибок и в случае отсутствия ошибок формируют из него в узлах 11 или 24 необходимое пользователю сообщение, например, в соответствии с ISO 8208, предназначенное для передачи данных по протоколу Х.25. Для защиты от замираний радиосигнала (повышения достоверности передачи информации) одновременно могут быть использованы, например, несколько параллельно работающих приемных антенн, разнесенных в пространстве, и методы пространственно-временной обработки сигналов [8].

В центральном процессоре 21 хранятся и пополняются данные о собственных вычислительных, аппаратных возможностях и характеристиках ЦС 2 и всех АС 1, обслуживаемых системой, текущем состоянии эфира и алгоритмах действий, которые могут выполнять абоненты системы.

При наличии в эфире помех с помощью ЦС 2 обеспечиваются: автоматический выбор рабочей частоты из списка разрешенных частот, случайный и резервированный доступ к каналу связи в режиме множественного доступа с временным разделением, передача на все АС 1 сведений о назначаемой новой рабочей частоте и автоматически включается режим ППРЧ (адаптация по частоте).

При передаче с ЦС 2 приоритетных сообщений для АС 1 в соответствии с принятыми в системе категориями срочности в источнике 25 информации ЦС 2 в заголовке сообщения формируется код запрета передачи других данных. Формирователи и преобразователи ортогональных кодов 26 и 40 на АС 1, 39 и 27 на ЦС 2 аналогичные по структуре, выполняемым функциям, отличаются только числом обрабатываемых сообщений.

В формирователях ортогональных кодов 26 и 39 (в узле 41) во входных сигналах сокращается избыточность сообщений, текстовые и речевые сообщения преобразуются в последовательность дискретных сигналов с амплитудой 0 и 1, которые поступают на первый вход кодера 28, на второй вход которого поступают кодовые фазоманипулированные (ФМ) сигналы с сумматора 30 исходных ФМ сигналов, объединяющего кодовые ФМ сигналы формирователя 29 исходных ФМ сигналов. Исходные ФМ сигналы формируются в виде ортогональных элементов производной системы сигналов, АКФ которых имеет малые боковые лепестки, путем перемножения (суммирования по модулю 2) поэлементно, например, двух фазоманипулированных кодов Уолша, обладающих свойствами ортогональности, и кода Баркера, имеющего автокорреляционную функцию с малыми боковыми лепестками [9].

В качестве базовых кодов могут быть выбраны, например, М=4 для кодов Уолша и код Баркера 4-го порядка N=4. Ширина спектра элементов выбранной производной системы сигналов определяется сверткой спектров соответственно кодов Уолша и Баркера, и будет определяться шириной спектра, определяемой длительностью одного дискретного элемента кода Баркера [9].

В сумматоре 30 исходных ФМ сигналов проводится совмещение во времени и суммирование, например, М=4 исходных ФМ сигналов при N=4. В результате этого образуется пакет параллельной сборки из N=4 дискретных сигналов с относительными амплитудами, равными -2 или 0, из которых формируется пакет кодового ФМ сигнала с амплитудами, равными -1 или 1.

В кодере 28 каждый дискретный двоичный сигнал преобразуется пакетом кодового ФМ сигнала в пакет ФМ сигнала сообщения из дискретных сигналов с одинаковыми амплитудами, равными -1 или 1. Сформированный таким образом пакет ФМ сигнала в кодере 28 может передаваться с помощью фазовой модуляции 2-ФМ в полосе пропускания системы радиосвязи.

С выхода кодера 28 пакет ФМ сигналов подается на узел 16, где, например, осуществляются процедуры фазовой модуляции, например, типа 2-ФМ. Затем сигналы преобразуются в радиосигнал с помощью узлов 17 и 5, фильтруются узлом 18 в полосе пропускания системы радиосвязи и, пройдя передатчик 8, с помощью антенны 9 излучается на одной несущей частоте в канал связи.

Выход первого сигнального процессора 15 подключен к преобразователям ортогональных кодов 40 и 27 через устройство 31 компенсации импульсных помех, применение которого объясняется следующем образом. Импульсные помехи сосредоточены во времени и представляют собой случайную последовательность импульсов, имеющих случайные амплитуды, которые изменяются от минимума до максимума за время, соизмеримое со временем единичного интервала посылки, и следующих друг за другом через случайные интервалы времени. При этом импульсные помехи накладываются на полезный сигнал при фазовой демодуляции, что приводит к ошибкам при выделении информации [9].

Однако, компенсация (вырезание или уменьшение уровня) импульсной помехи, совпадающей с дискретным сигналом сообщения, вызывает также ошибку при демодуляции, поэтому на выходе устройства 31 компенсации импульсных помех установлено интерполяционное устройство 32, которое, например, по двум (или нескольким) соседним отсчетам пакета дискретных сигналов восстанавливает информацию [10, 11].

С выхода интерполяционного устройства 32 пакет ФМ видеосигнала поступает через амплитудное нормирующее устройство 33 на первый вход М=4 канального декодера 34 с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, на другие входы которого поступают М=4 исходных ФМ сигналов с формирователя 35 исходных ФМ сигналов приемной стороны.

За счет корреляционной обработки в М=4 канальном декодере 34 спектральные плотности помех и шума при умножении на копии исходных ФМ сигналов расширяются. В результате этого в полосе частот каждого канала коррелятора мощности помех и шума ослаблены в соответствии с величиной базы (для рассматриваемого примера) В=4, т.е. происходит увеличение отношения сигнал/шум на 6 дБ [9, 12, 13].

С выхода М=4 канального декодера 34 с корреляционной обработкой дискретные сигналы в виде автокорреляционных функций и шумы поступают на вход сумматора 36 дискретных сигналов. При этом, за счет того, что боковые лепестки АКФ не превышают уровень 0,25 от основного лепестка и находятся в противофазе [9], при их суммировании на выходе М=4 канального декодера 34 с корреляционной обработкой боковые лепестки АКФ устраняются, так как автокорреляционные функции шума находятся в противофазе, как и боковые лепестки АКФ дискретных сигналов сообщения [9].

В результате на выходе сумматора 36 дискретных сигналов обеспечивается увеличение отношения сигнал/шум не менее, чем в 4 раза, т.е. на 6 дБ [9].

Таким образом, за счет применения в системах радиосвязи предложенной технологии общий выигрыш в отношении сигнал/шум в предлагаемой системе может потенциально составлять не менее 12 дБ [9], что подтверждает результаты сравнения помехозащищенности систем радиосвязи, построенных по предложенной технологии OCDM по сравнению с применением технологии OFDM в широкополосных системах радиосвязи, приведенные в [9, 14]. Это соответствует уменьшению вероятности битовой ошибки с Pb=10-2 до Pb=10-4 в гауссовском канале связи при сохранении прежней вероятности достоверной передачи данных [3, 9].

С выхода сумматора 36 дискретные сигналы поступают на первый вход решающего порогового устройства 37, на второй вход которого поступает пороговое напряжение с формирователя 38 порога, выполненного, например, на цифро-аналоговом преобразователе. С выхода решающего порогового устройства 37 дискретные сигналы поступают на вход устройства объединения 11 и 24 ЦС 2 и АС 1 соответственно, где приводятся к формату, требуемому получателям информации.

При наличии в принятом сообщении признака ретрансляции после его анализа в центральном процессоре 21 выдается команда в сигнальные процессоры для установки соответствующей информации в определенный слот, если получатель входит в число АС или находится рядом с ЦС. В этом случае данные передаются на формирователь ортогональных кодов 26 в АС1 и в формирователь ортогональных кодов 39 в ЦС 2 для трансляции с помощью рассмотренных выше узлов нужному получателю информации.

Благодаря цифровой обработке сигналов в узлах 14, 15, 16, 17 и фильтра 18 в системе гарантируются каждой зарегистрированной АС 1 требуемые характеристики радиолинии связи, а именно, вероятность своевременной доставки сообщения с заданной достоверностью и требуемой скоростью потока сообщений. Число слотов зависит от заданной длительности сообщений, в которых должна быть сокращена избыточность, скорости передачи данных в канале распространения радиоволн, длительности защитных интервалов, предотвращающих наложения информации в соседних слотах. Чем меньше величина защитного интервала, тем выше скорость передачи информации и ее достоверность. Поэтому синхронизация работы всех узлов системы осуществляется на основе использования ЦС 2 и всеми АС 1 единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих приемников сигналов глобальной навигационной спутниковой системы [15]. Технология организации точной синхронной временной шкалы на ЦС 2 и АС 1, например, следующая. Секундными метками UTC синхронизируются генераторы 3 тактовых импульсов на ЦС 2 и АС 1. Эти импульсы используются в хронизаторе 6 для формирования временных шкал в каждом цикле работы системы для цифровой обработки сигналов, в том числе и слотов, для узлов 4, 5, 11, 14, 15, 16, 17, 21, 25, 39, 27 на ЦС 2 и для узлов 4, 5, 7, 14, 15, 16, 17, 21, 24, 26, 40 на АС 1. Точная синхронизация слотов, используемых для обмена данными между абонентами системы, и их запланированное использование для передачи и приема известно каждому пользователю.

За счет введения в системе цифровой обработки сигнала обеспечивается выполнение следующих операций:

- организуются дуплексные радиоканалы связи за счет разнесения направлений по частоте;

- обрабатываются и формируются сигналы (осуществляются операции: выбор слота, кодирование/декодирование, модуляция/демодуляция и перемежение/деперемежение, скремблирование/дескремблирование);

- выполняются функции частотного преобразования и фильтрации радиосигналов;

- осуществляется управление параметрами двухстороннего обмена данными (устанавливается режим связи, распределение АС 1 по слотам, вид модуляции и частота передачи, ширина полосы частот и т.д.);

- осуществляется согласование выходного сопротивления передатчика и входного сопротивления фильтросогласующего устройства с параметрами антенно-фидерного тракта на всех рабочих частотах.

Одноименные узлы АС и ЦС имеют аналогичную структуру и выполняемые функции, отличаются только числом обрабатываемых сигналов.

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования. Узлы 1-8, 11-25 одинаковые с прототипом.

Вводимые узлы могут быть выполнены: узел 10 - на серийно выпускаемых изделиях, узлы 26-41 - на базе, например, матрицы шлюзов, программируемых полями (FPGA - Field Programmable Gate Array) по технологии PCI (VME), сигнальные процессоры 15, 16 на ИМС типа DSP ADSP-21060 (фирмы Analog Devices), узлы 3, 4, 5, 6, 12, 18 - на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) EPF10K50 (фирмы Altera), контроллеров AVR ATmega16 (фирмы Atmel) для контроля и управления процессом цифровой обработки сигналов (для модемов-кодеков, фильтров), АЦП 14 - на базе ИМС фирмы Linear Technology LTC2208 (16 бит, 130 МГц), ЦАП - на базе ИМС DAC-16FP. Заявляемое изобретение имеет следующие преимущества:

- увеличивается количество обслуживаемых абонентских станций с K до (K+m), причем m≥K, за счет применения ортогональных кодов в приемном и передающем слотах комплекса цифровой связи, используемого в объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными, без нарушения ее сигнально-кодовой конструкции и алгоритма работы;

- в одном слоте при использовании ортогональных кодов может быть передано m сообщений, причем m≥K;

- за счет введения в АС и ЦС формирователя и преобразователя ортогональных кодов, а также связи между ними, появилась возможность автоматической ретрансляции сообщений при соответствующем признаке в принятом сообщении;

- появилась возможность передавать данные на АС не с одного источника информации, а с п датчиков, в результате могут быть расширены сведения об общем состоянии АС;

- осуществлена формализация передаваемой информации, т.е. сокращается избыточность данных и каждому сообщению на передающей стороне ставится в соответствие свой код, по которому на приемной стороне они различаются, восстанавливаются и распределяются по своим адресатам;

- за счет применения на передающей и приемной сторонах процедур цифровой обработки сигналов совместно с фильтрацией сохраняется идентичность фазовых и амплитудных соотношений между квадратурными сигналами / и Q, осуществляется автоматическая коррекция амплитуды и фазы сигналов / и Q, что обеспечивает подавление спектральных составляющих в нерабочей полосе до уровня минус 90 дБ [16];

- информация о собственных вычислительных (программных), аппаратных возможностях и характеристиках других абонентов, результатах мониторинга текущего состояния эфира и автоматическое вынесение решения об алгоритме дальнейших действий (элемент искусственного интеллекта), которые могут выполнять абоненты системы позволяют обеспечить "гибкое" программируемое изменение конфигурации, осуществить быстрый переход с обработки одного вида сигналов на другие со сменой видов модуляции, кодирования и перемежения в зависимости от параметров радиоканала связи и существующей помеховой обстановки, ввести программным способом через внешний интерфейс новые режимы работы ЦС и АС;

- постоянное обновление массивов баз данных построение аппаратуры на принципах самообучения и программного выполнения основных функций, использования ортогональных кодов позволяет увеличить число абонентских станций и количество предоставляемых им услуг;

- построение аппаратуры на принципах программного выполнения основных функций в узлах системы позволяет осуществить модернизацию оборудования системы, в том числе введение новых режимов модуляции, кодирования, перемежения, псевдослучайной перестройки рабочей частоты в пределах выделенного частотного ресурса и других функций с помощью перепрограммирования центральных процессоров.

Литература:

1. Борисов В.А. Радиотехнические системы передачи информации. - М.: Радио и связь, 1990, с. 227-232.

2. Патент РФ на изобретение №2012143, опубликовано: 29.03.1991.

3. Патент РФ на изобретение №2240653, опубликовано: 20.11.2004 Бюл. №32.

4. Патент РФ на изобретение №2315428, опубликовано: 20.01.2008 Бюл. №2.

5. Патент РФ на изобретение №2556872, опубликовано: 20.07.2015 Бюл. №20 (прототип).

6. Никитин Г.И. Применение функций Уолша в сотовых системах связи с кодовым разделением каналов: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб, 2003. 86 с.

7. Кейстович А.В., Комяков А.В. Системы и техника радиосвязи в авиации: учеб. пособие - Нижний Новгород: НГТУ, 2012. - 236 с.

8. Кейстович А.В., Милов В.Р. Виды радиодоступа в системах подвижной связи. Учебное пособие для вузов - М.: Горячая линия - Телеком, 2015. - 278 с.

9. Патент РФ на изобретение №2720215, опубликовано: 28.04.2020 Бюл. №13.

10. Радиотехнические методы передачи информации: Учебное пособие для вузов / В.А. Борисов, В.В. Калмыков, Я.М. Ковальчук и др.; Под ред. В.В. Калмыкова. М.: Радио и связь. 1990. 304 с.

11. Гончаров В.Л. Теория интерполирования и приближения функций. М., 1954. 327 с.

12. Проксис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. 800 с.

13. Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа. - М.: Эко-Трендз, 2005. 384 с.

14. Николаев В., Гармонов А., Лебедев Ю. Системы широкополосного радиодоступа 4 поколения: выбор сигнально-кодовых конструкций, Концерн «Созвездие», Научно-технический журнал «Первая миля». Выпуск 5-6, 2010, 56-59 с.

15. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, - 76 с.

16. Скляр, Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2003. 1104 с.

Похожие патенты RU2819030C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2014
  • Кейстович Александр Владимирович
RU2556872C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2006
  • Бережной Сергей Леонидович
  • Егоров Юрий Петрович
  • Кальников Владимир Викторович
  • Агеев Сергей Александрович
RU2315428C9
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2005
  • Бережной Сергей Леонидович
  • Кальников Владимир Викторович
  • Агеев Сергей Александрович
  • Егоров Юрий Петрович
  • Бодров Сергей Алексеевич
RU2305368C2
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2006
  • Бережной Сергей Леонидович
  • Кальников Владимир Викторович
  • Егоров Юрий Петрович
RU2320084C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2003
  • Бережной С.Л.
  • Гришин П.В.
  • Иванов Ю.В.
  • Комарович В.Ф.
RU2240653C1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КОРРЕСПОНДЕНТОВ 1991
  • Гришин П.В.
  • Терентьев В.М.
  • Скоропад А.В.
  • Санин Ю.В.
RU2012143C1
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) 1994
  • Ширяев А.М.
  • Кондратьев В.К.
  • Владимиров Н.В.
  • Четверик В.Н.
  • Аржанухин С.В.
  • Колесник С.А.
  • Твердов К.О.
  • Ефимов И.Е.
  • Дутчак В.М.
  • Иванов А.В.
RU2085041C1
АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ 1983
  • Козленко Николай Иванович
  • Чугаева Валентина Ивановна
  • Рубанский Владимир Алексеевич
  • Загитов Алексей Владимирович
SU1840277A1
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ЧЕТВЕРИЧНО-КОДИРОВАННЫХ РАДИОСИГНАЛОВ 2004
  • Бережной С.Л.
  • Гришин П.В.
  • Кальников В.В.
  • Ташлинский А.Г.
RU2258313C1
АБОНЕНТСКАЯ СТАНЦИЯ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ 2006
  • Николаенко Владимир Макарович
  • Степанов Александр Александрович
  • Вергелис Николай Иванович
  • Николаенко Олег Владимирович
  • Рагзин Геннадий Маркович
  • Югай Владимир Валентинович
  • Рубанский Владимир Алексеевич
  • Ступин Александр Николаевич
  • Ланевская Тамара Афанасьевна
RU2314640C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 819 030 C1

Реферат патента 2024 года СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в системах передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов. Техническим результатом изобретения является увеличение количества обслуживаемых абонентов в построенной на комплексах цифровой связи объединенной системе обмена достоверными и своевременными данными с множественным доступом и временным разделением каналов. Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов дополнительно содержит в центральной станции и каждой абонентской станции высокочастотный коммутатор с приемопередающей антенной, формирователь и преобразователь ортогональных кодов, а также их соответствующие связи с друг другом и другими блоками системы. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 819 030 C1

Система передачи данных с множественным доступом и временным разделением каналов, содержащая К абонентских станций (АС) и центральную станцию (ЦС), при этом каждая абонентская станция, как и центральная станция, содержат фильтросогласующее устройство, выход которого через последовательно соединенные широкополосный малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и первый сигнальный процессор подключен к устройству объединения, генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к тактовым входам формирователя информационного сигнала, синтезатора частот и хронизатора, а синхровход генератора тактовых импульсов соединен с выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, выход хронизатора подключен к управляющему входу формирователя информационного сигнала и к тактовому входу источника информации, выход которого подключен к информационному входу формирователя информационного сигнала, выход формирователя информационного сигнала через последовательно соединенные второй сигнальный процессор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр подключен к входу передатчика, выход хронизатора соединен с соответствующими входами АЦП, ЦАП, синтезатора частот и центрального процессора с внешним входом/выходом, соответствующие выходы синтезатора частот подключены к синхровходам АЦП и ЦАП, первая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам фильтросогласующего устройства, широкополосного малошумящего усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, первого сигнального процессора и устройства объединения, вторая шина управления центрального процессора с внешним входом/выходом подключена к соответствующим входам/выходам формирователя информационного сигнала, второго сигнального процессора, ЦАП, фильтра, передатчика и синтезатора частот, устройство объединения синхронизируется импульсами с соответствующего выхода хронизатора, выход устройства объединения АС является выходом АС, выход устройства объединения ЦС является выходом ЦС, отличающаяся тем, что в систему введены дополнительно m АС, а в каждую AC и центральную станцию введены преобразователь ортогональных кодов, формирователь ортогональных кодов с информационными входами, высокочастотный коммутатор, соответствующие входы/выходы которого подключены к приемо-передающей антенне и второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, вход высокочастотного коммутатора подключен к выходу передатчика, а выход - к фильтросогласующему устройству, выход формирователя ортогональных кодов с информационными входами подключен к второму входу второго сигнального процессора, синхровход - к соответствующему выходу хронизатора, вход/выход управления и контроля - к второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, а информационный вход - к первому информационному выходу преобразователя ортогональных кодов, второй информационный выход преобразователя ортогональных кодов подключен к второму информационному входу устройства объединения, вход преобразователя ортогональных кодов подключен к первому сигнальному процессору, синхровход - к выходу хронизатора, вход/выход управления и контроля преобразователя ортогональных кодов подключен к первой шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом,

формирователь ортогональных кодов состоит из формирователя дискретных сигналов с информационными входами, соединенного с соответствующими входами кодера ортогональных сигналов и формирователя исходных фазово-манипулированных (ФМ) сигналов передающей стороны, выходы формирователя исходных ФМ-сигналов передающей стороны через сумматор исходных ФМ-сигналов соединены с входами кодера ортогональных сигналов, синхровходы формирователя дискретных сигналов, кодера ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ-сигналов передающей стороны, сумматора исходных ФМ-сигналов подключены к соответствующему выходу хронизатора, входы/выходы управления и контроля формирователя дискретных сигналов, кодера ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ-сигналов передающей стороны, сумматора исходных ФМ-сигналов подключены к второй шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, выход кодера ортогональных сигналов подключен к второму сигнальному процессору, к соответствующему входу формирователя дискретных сигналов подключен преобразователь ортогональных кодов,

преобразователь ортогональных кодов состоит из последовательного соединенных устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, выходы которого подключены к сумматору дискретных сигналов приемной стороны, а входы - к формирователю исходных ФМ-сигналов приемной стороны, выход сумматора дискретных сигналов соединен с соответствующим входом решающего порогового устройства, к управляющему входу которого подключен формирователь порога, при этом синхровходы устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, формирователя исходных ФМ-сигналов приемной стороны, сумматора дискретных сигналов, решающего порогового устройства и формирователя порога подключены к соответствующему выходу хронизатора, входы/выходы управления и контроля устройства компенсации импульсной помехи, интерполяционного устройства, амплитудного нормирующего устройства, декодера с корреляционной обработкой ортогональных сигналов, сумматора дискретных сигналов, решающего порогового устройства, формирователя порога, формирователя исходных ФМ-сигналов приемной стороны подключены к первой шине управления центрального процессора с внешним входом/выходом, вход устройства компенсации импульсной помехи подключен к первому сигнальному процессору, соответствующие выходы решающего порогового устройства подключены к формирователю ортогональных кодов и устройству объединения,

формирователь ортогональных кодов на АС имеет n информационных входов, а формирователь ортогональных кодов на ЦС - L информационных входов, устройство объединения АС имеет n информационных выходов, а устройство объединения ЦС имеет (K+m)(n-3)L информационных выходов,

приемо-передающие антенны всех АС системы по радиоэфиру соединены друг с другом и с приемо-передающей антенной ЦС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2819030C1

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2014
  • Кейстович Александр Владимирович
RU2556872C1
СПОСОБ ХИРУРГИЧЕСКОГО ДОСТУПА К СОННЫМ И ПОДКЛЮЧИЧНОЙ АРТЕРИЯМ ПРИ ОДНОМЕНТНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВАХ ПО ПОВОДУ ОДНОСТОРОННЕГО АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ 2013
  • Серажитдинов Алик Шавкатович
  • Владимирский Владимир Владимирович
  • Фокин Алексей Анатольевич
  • Надвиков Алексей Игоревич
RU2645656C2
ЦЕНТРАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 2022
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Иванников Анатолий Петрович
  • Фукина Наталья Анатольевна
RU2780810C1
US 5818820 A, 06.10.1998
РАДИОТЕЛЕФОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГРУПП УДАЛЕННЫХ АБОНЕНТОВ 1994
  • Дэвид М. Кули
  • Джозеф Дж. Диджиованни
  • Джон Д. Каэвелл
  • Скотт Д. Куртц
  • Марк А. Леммо
  • Майкл В. Редженсберг
  • Дэвид Вессал
  • Эрик Джонс
RU2246185C2
US 5533013 A, 02.07.1996.

RU 2 819 030 C1

Авторы

Кейстович Александр Владимирович

Рублёва Светлана Андреевна

Измайлова Яна Алексеевна

Даты

2024-05-13Публикация

2023-10-18Подача