Система радиосвязи с подвижными объектами Советский патент 1988 года по МПК H04B7/26 

05

ьо

Ci

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для организации цифровой связи в системах автоматизированного обмена данными воздух - земля в соответствии с принятыми в системе режимами приоритетов при передаче сообщений между бортовыми и наземными абонентами цифровой связи.

Цель изобретения - повышение пропускной способности канала радиосвязи.

На фиг. 1 представлена функциональная схема наземной приемопередающей станции; на фиг. 2 - функциональная схема бортовой приемопередающей станции.

Наземная приемопередающая станция содержит приемник 1, демодулятор 2, дешифратор 3 сообщений,буферный регистр 4 адресов подвижных объектов, первый элемент И 5, дешифратор 6 приоритетов сооб- П1ений, блок 7 таймеров приоритетных сообщений, блок 8 регистров приоритетных сообщений,коммутатор-распределитель 9 со- «бнхений, счетчик 10 числа подвижных объектов, счетчик 11 загрузки системы, генератор 12 тактовых импульсов свободного доступа, формирователь 13 временного окна, генератор 14 тактовых импульсов адресного опроса, линия 15 задержки, второй элемент И 16, ключ 17 свободного доступа, блок 18 выдачи данных, ключ 19 адресного опроса, буферный запоминающий блок 20, счетчик 21 числа переспросов, генератор 22 импульсов сброса, блок 23 регистрации данных, модулятор 24 и передатчик 25.

Бортовая приемопередающая станция системы радиосвязи с подвижными объектами содержит антенный коммутатор 26, Приемник 27, демодулятор 28, дещифратор 29 адреса, дещифратор 30 режима, блок 31 регистрации данных, блок 32 выдачи данных, блок 33 регистров сообщений, шифратор 34 приоритетов сообнлений, коммутатор-распределитель 35 сообщений, ключ 36 свободного доступа, генератор 37 тактовых импульсов, ключ 38 адресного опроса, реле 39 времени, линия 40 задержки, генератор 41 случайных чисел, модулятор 42, передатчик 43, анализатор 44 несущей частоты, генератор 45 псевдослучайной задержки. .

Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом.

Нринимаемые наземным приемником 1 из канала воздух - земля сообщения демодули- руются в демодуляторе 2 и поступают в дещифратор 3 сообщений, который соединен с буферным регистром 4 адресов подвижных объектов, где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена производится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, храняндихся в буферном регистре 4 адресов подвижных объектов. Нри

совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом на элемент И 5 подается управляющий сигнал от буферного регистра 4 адресов подвижных объектов и сообщение поступает в дещифратор 6 приоритетов сообщений. Ранжировка сообщений по приоритетам для входящих информационных сообщений в соответствии с принятыми в системе радиосвязи с подвижными объектами катего0 риями срочности осуществляется при помощи сдвигающих регистров сообщений, в младший разряд которых первоначально записывается «1, что соответствует отсутствию сообщений. При поступлении из кана5 ла радиосвязи сообщений в регистрах производится сдвиг сообщений соответствующих очередей и запускаются таймеры приоритетов, число которых определяется числом принятых приоритетов сообщений в соответствии с протоколом обмена, которые

0 и контролируют время нахождения сообщений в очереди соответствующей категории срочности. Блок 7 таймеров приоритетных сообщений определяет время «старения информации, и, если сообщение в течение определенного промежутка времени не было передано в канал связи, то оно «стирается или буферный запоминающий блок 20 посылает запрос на повторную передачу сообщения.

При выдерживании заданного времени

Q сообщение в зависимости от загрузки системы поступает через ключи 17 свободного доступа или ключи 19 адресного опроса в буферный запоминающий блок 20, который формирует сообщение для передачи в канал радиосвязи в соответствии с

5 протоколом обмена.

При обмене сообщениями между наземной приемопередающей станцией и подвижными объектами связи загрузка канала изменяется в зависимости от этапа полета и информационной активности абонентов

0 цифровой радиосвязи. Счетчик 10 числа подвижных объектов постоянно контролирует количество объектов и выдает это число на счетчик 11 загрузки системы, который определяет загрузку канала связи. В зависимости от числа подвижных объектов и числа переспросов сообщений канала радиосвязи в системе используются динамические алгоритмы организации обмена сообщениями и управления каналом радиосвязи. При низкой загрузке канала испольQ зуется режим свободного доступа со стороны подвижных объектов, при превыщении загрузки канала система автоматически переходит в режим адресного опроса подвижных объектов.

Анализируя состояние и загрузку кана5 ла радиосвязи в системе связи с подвижными объектами, наземная приемопередающая станция определяет число столкновений сообщений в канале радиосвязи.

5

и, когда это число превысит предельно допустимое, то система переходит в режим адресного опроса с целью упорядочения работы канала передачи данных воздух - земля. Чтобы избежать столкновений при одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей за время воздействия на бортовой приемник служебной части сообщений и передается подготовленное сообщение только в том случае, когда радиоканал свободен. Для того, чтобы разнести во времени моменты выхода на связь подвижных объектов в то время, когда они обнаружили, что радиоканал свободен, в бортовое приемопередающее устройство введены анализатор несущей частоты и генератор псевдослучайной задержки, которые обеспечивают задержку на передачу сообщений от подвижных объектов.

При низкой загрузке системы счетчик 11 загрузки системы выдает управляющий сигнал на генератор 12 тактовых импульсов свободного доступа, который задает цикл работы системы через ключ 17 свободного доступа в режиме свободного доступа.

При превыщении загрузки системы граничной загрузки счетчик загрузки системы выдает управляющий сигнал для включения через триггер «окна генератора 14 тактовых импульсов адресного опроса, который задает цикл работы системы через ключ 19 адресного опроса в режиме адресного опроса. В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только наземная приемопередающая станция, которая в соответствии со списком подвижных объектов, хранящимся в буферном регистре 4 адресов, периодически опрашивает подвижные объекты, и они не могут по своей инициативе прервать цикл опроса и передать аварийное сообщение. Поэтому предусмотрена возможность оперативной передачи по цифровому каналу радиосвязи аварийных (экстренных) сообщений от подвижных объектов связи. Если подвижные объекты сформировали для передачи сообщения и обнаружили, что радиоканал свободен, то они информируют остальные подвижные объекты о начале цикла передачи и случайным образом распределяют очередность собственной передачи в этом цикле. Каждый из подвижных объектов, используя сигнал несущей в радиоканале и импульсы синхронизации, подсчитывает сумму периодов передачи (без дифференциации их на успешные и неуспешные) и свободных периодов очередности (равным одному временному окну). При совпадении этой суммы со значением установленной очередности подвижный объект начинает передачу собственного пакета.

5

Рассмотрим особенности применения системы для передачи аварийных сообщени от подвижных об ьектов в режиме свободного доступа.

Пусть за время, равное порогу ограничения Т, формируется путем выдачи от буферного запоминающего блока 20 соответствующая команда на открытие Е окон для передачи аварийных сообщений от подвижных объектов в режиме свободного

П

доступа. Эти окна отстоят на одинаковое расстояние друг от друга равное Т/Е. Длительность каждого окна to в общем случае является случайной величиной, равной сумме К периодов передачи и сво5 бодных периодов, где К - величина постоянная, причем . Таким образом, интервал времени между двумя соседними командами на формирование окон свободного доступа состоит из двух частей: первая из них представляет собой «окно

0 для передачи от подвижных объектов аварийных сообщений в режиме свободного доступа, длительностью to, а вторая - для передачи сообщений от наземного приемопередатчика в режиме адресного опроса. Система свяЗи с подвижными объектами позволяет организовать передачу сообщений на открытие «окон как в режиме свободного доступа, так в режиме адресного опроса подвижных объектов связи с использованием формирователя 13 временно0 го окна, линии 15 задержки и элемента И 16, которые вырабатывают управляющие сигналы в буферный запоминающий блок 20 для передачи сообщения на подвижные объекты по открытию и закрытию «окон. Генератор 22 импульсов сброса произво5 дит в блоке 8 регистров приоритетных сообщений сброс обработанных сообщений на соответствующих регистрах приоритетов. Счетчик 21 числа переспросов контролирует количество переданных сообщений и число подтверждений, полученных от подвижных

объектов, и передает управляющие сигналы в счетчик 11 загрузки системы. Далее буферный запоминающий блок 20 получает предназначенное для передачи сообщение от блока 18 выдачи данных, формирует

г служебную и информационную части сообщения и передает его на последовательно соединенные модулятор 24 и передатчик 25, где в соответствии с используемым методом модуляции сообщение передается в канал радиосвязи для подвижп ных объектов. На борту приемник находится в режиме приема на частоте I l (частота передачи опросного сообщения от наземной приемопередающей станции). После прохождения сообщения через антенный коммутатор 26. приемник 27, демоду.чя5 тор 28 оно поступает в депшфратор 29 адреса, где происходит идентификация принятого в сообп1ении адреса с адресом подвижного , храняи1пмся п дешифраторе адреса. Далее сообщение передается в дешифратор 30 режима, где происходит дешифрация полученной служебной части сообщения и определяется в каком режиме работает система, и информационная часть сообщения записывается в блок 31 регистрации данных. После дешифрации знака режима подается управляющий сигнал на ключи 36 свободного доступа или ключи 38 адресного опроса, которые работают под управлением генератора 37 тактовых импульсов. Если блок 32 выдачи данных сформировал сообщение ;для передачи, то оно записывается в блок 33 буферных регистров сообщений ч далее поступает на шифратор 34 сообщений, где происходит формирование служебной части сообщения и определяется приоритет в зависимости от уровня приоритета абонентов цифровой связи. Далее сообщение поступает на ком1мутатор-распре- делитель 35 сообщений, который в зависимости от уровня приоритета ранжи- :рует их по очередности на передачу. Затем сообщения передаются на ключи 36 свободного доступа или ключи 38 адрес- ,ного опроса в зависимости от режима работы системы, который определяется наземной приемопередающей станцией.

Формула изобретения

Система радиосвязи с подвижными объектами, содержащая в наземной прие- мопередаюп 1ей станции последовательно соединенные приемник и демодулятор, последовательно соединенные передатчик и модулятор, блок регистрации данных, блок выдачи данных, первый и второй элементы И, в бортовой приемопередающей станции последовательно соединенные антенный коммутатор, приемник, демодулятор и де- 111ифратор адреса, последовательно соединенные модулятор и передатчик, выход которого йоедипен с входом антенного коммутатора, блок регистрации данных и блок выдачи данных, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности канала радиосвязи, в наземную приемопередающую станцию введены последовательно соединенные ден1ифратор сообпдений, буферный регистр адресов подвижных объектов, счет- ч:ик числа объектов, счетчик загрузки сис- те.мы, генератор тактовых импульсов свободного доступа, ключ свободного доступа и буферный запоминаюJJ,ий блок, последовательно соединенные формирователь временного окна и генератор тактовых импульсов адресного опроса, линия задержки, ключ адресного опроса, последовательно соединенные п-разрядной шиной дешифратор приоритетов сообщений, блок регистров приоритетных сообщений, состоящий из п регистров приоритетов, и коммутатор-распределитель сообщений, блок таймеров прио0

0

5

0

5

0

5

0

5

ритетных сообщений, состоящий из п таймеров, счетчик числа переспросов и генератор импульсов сброса, причем выход демодулятора соединен с входом дешифратора сообщений, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй выход буферного регистра адресов подвижных объектов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом дешифратора приоритетов сообщений, выход которого соединен п-разрядной щиной с входом блока таймеров приоритетных сообщений, выход которого соединен п-разрядной шиной с управляющим входом блока регистров приоритетных сообщений, первый выход коммутатора-распределителя сообщений соединен с информационным входом ключа свободного доступа и с информационным входом ча адресного опроса, выход которого соединен с вторым входом буферного запоминающего блока, второй выход коммутатора-распределителя сообщений соединен с входом блока регистрации данных, выход блока выдачи данных соединен с третьим входом буферного запоминающего блока, выход счетчика числа переспросов соединен с вторым входом счетчика загрузки системы, второй выход которого соединен с входом формирователя временного окна, второй выход которого соединен с входом линии задержки, первый выход которой соединен с первым входом второго элемента И, выход генератора тактовых импульсов адресного опроса соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с управляющим входом ключа адресного опроса, выход линии задержки соединен с четвертым входом буферного запоминающего блока, выход которого соединен с входами модулятора, счетчика числа переспросов и генератора импульсов сброса, выход которого соединен п-разрядной шиной с входом сброса блока регистров приоритетных сообщений, в бортовую приемопередающую станцию введены последовательно соединенные п-разрядной щиной блок регистров сообщений, щифратор приоритетов сообщений и коммутатор - распределитель сообщений, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, ключ адресного опроса, реле времени, линия задержки и генератор случайных чисел, дешифратор режима, последовательно соединенные анализатор несущей частоты, генератор псевдослучайной задержки и ключ свободного доступа, причем выход дещиф- ратора адреса соединен с входом дешифратора режима, первый выход которого соединен с входом блока регистрации данных, второй и третий выходы дешифратора режима соединены с вторым входом соответственно ключа адресного опроса и ключа свободного доступа, выход блока выдачи данных соединен п-разрядной шиной

с входом блока регистров сообщений, выход коммутатора-распределителя сообщений соединен с третьим входом ключа адресного опроса и с третьим входом ключа свободного доступа, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с

четвертым входом ключа свободного доступа, выход которого соединен с первым входом модулятора, выход генератора случайных чисел соединен с вторым входом модулятора, второй выход приемника соединен с входом анализатора несущей частоты.

Изобретение относится к технике радиосвязи. Цель изобретения - повышение пропускной способности канала радиосвязи. При выдерживании заданного времени сообихение в зависимости от загрузки системы поступает через свободные ключи свободного доступа или адресного опроса в буферный запоминающий блок, к-рый формирует сообщение для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. При обмене сообш,ениями между приемопередающей станцией и подвижными объектами связи загрузка канала меняется в зависимости от этапа полета и информац. активности абонентов цифровой радиосвязи. Счетчик числа подвижных объектов контролирует кол-во объектов и выдает это число на счетчик загрузки системы. В зависимости от числа объектов и числа переспросов сообщений в системе используются динамич. алгоритмы организации обмена сообщениями и управления каналами радиосвязи. Анализируя состояние и загрузку канала, наземная станция определяет число столкновений сообщений в канале радиосвязи. Для избежания столкновений при одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей за время воздействия на бортовой приемник. Передается сообщение, когда радиоканал свободен. Для разнесения во времени моментов выхода на связь подвижных объектов в бортовое устр-во введены анализатор несущей частоты и г-р псевдослучайной задержки, к-рые обеспечивают задержку на передачу сообщений от подвижных объектов. 2 ил. i сл