Способ адаптивной связи Советский патент 1992 года по МПК H04B7/22 

1

(21)4822960/09 (22) 03.05.90 (46)30.08.92. Бюл. №32

(71)Запорожский научно-исследовательский институт радиосвязи

(72)В.Ф.Герасименко, В.А.Степаненко, А.М.Моисеев и В.В.Чиганов

(56)Уиллис Дей. Метеорная связь - перспективный метод обмена информацией с отдаленными объектами. - Электроника, т.55, №26, 1982, с.43-50.

(54) СПОСОБ АДАПТИВНОЙ СВЯЗИ

(57)Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в каналах радиосвязи прерывистого характера со случайными параметрами Целью изобретения является повышение эффективности использования пропускной способности. Для достижения цели на приемопередающем

центре (ППЦ) измеряют значение уровня шума, прогнозируют значение уровня шума (Иш.ппц) по измеренному значению уровня шума на время средней длительности существования метеорного канала, при передаче сигнала запроса передают информацию о прогнозируемом значении уровня шума, на периферийной станции (ПС) при приеме сигнала запроса выделяют информацию о прогнозируемом значении уровня шума на ППЦ, одновременно осуществляют дискретизацию принимаемого сигнала запроса, измеряют значение уровня каждого отсчета дискретизации, по измеренным значениям уровней отсчетов дискретизации определяют максимальное значение уровня отсчета дискретизации,, вычисляют значение отношения сигнал/шум ППЦ, в соответствии с которым выбирают скорость передачи сообщения. 1 ил.

(/

С

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиосвязи, и может быть использовано в каналах радиосвязи прерывистого характера со случайными параметрами,

Известны способы адаптации в метеорных каналах и системах связи, заключающиеся в следующем.

Так как плотность подходящих метеорных следов в пространстве неравномерна и обычно имеет выраженный максимум, то. ориентируя диаграмму направленности антенны в зону максимума, реализуются наилучшие характеристики по пропускной способности канала при данной антенне. Указанный максимум перемещается в пространстве в зависимости от времени суток и года, что требует перемещения и антенны.

Второй способ основан на изменении скорости передачи в соответствии с изменением уровня отраженного от метеорного следа сигнала. При этом метеорный канал используется с максимальной эффективностью. Однако реализация этого способа наталкивается на практически непреодолимые технические трудности, так как требует синхронного изменения скорости на передающей стороне и полосы пропускания линейного тракта приемника на другой стороне. При этом также не учитывается шумовая обстановка в зоне принимающей станции, которая может изменятьсч в широких пределах (более чем ня порядок), а, как известно, чувствительность приемников в частотном диапазоне метеорной связи определяется внешними шумами.

VI

ел оо

00 00

ho

Таким образом, указанные способы адаптации е метеорных системах связи оказываются или технически нереализуемы, или малоэффективны.

Наиболее близкой по технической сущности является система метеорной связи SNOTEL, содержащая приемопередающий центр (ППЦ) и сеть периферийных станций (ПС). Для установления связи ППЦ непрерывно излучает вызывной зонд-сигнал, содержащий синхропоследовательность для тактовой и символьной синхронизации при приеме ПС, код вызываемой станции и другую служебную информацию. При появлении подходящего метеорного следа и опознавании вызывной структуры приемником ПС, последний излучает ответный зонд- сигнал аналогичной структуры.

Таким образом устанавливается канал связи, и начинается передача информационной части сообщения,

В системе предусмотрены две скорости передачи сообщений - 2 кбод и 4 кбод. Выбор скорости осуществляется оператором в зависимости от интенсивности метеоров.

Так как появление метеорных следов в пространстве случайно, и даже при работе с одной ПС телесный угол возможных направлений прихода отраженного сигнала может достигать 2 п, приемный тракт ППЦ содержит шесть независимых приемников, каждый с антенной, имеющей ширину диаграммы направленности 60°. При появлении сигнала от ПЦ осуществляется выбор того приемника, где отношение сигналя/шум максимально.

Недостаток системы связи SNOTEL заключается в следующем: скорость передачи сообщений но адаптируется к возможностям конкретного метеорного следа, что приводит к недоиспользованию возможностей метеорного канала, т.е. к снижению его пропускной способности.

Целью настоящего изобретения является повышение пропускной способности в системах метеорной связи.

Поставленная цель достигается тем, что в системе метеорной связи, содержащей приемопередающий центр (ППЦ) и сеть периферийных станций (ПС), в вызывной зонд-сигнал, излучаемый непрерывно центральной станцией, кроме синхропоследо- вательности для установления тактовой и символьной синхронизации в ПС и кода вызываемой ПС, вводят информацию о прогнозируемом значении шума в приемнике центра, при приеме вызывного зонд-сигнала приемником ПС одновременно измеряют уровень сигнала и прогнозируют отношение сигнал/шум в приемнике центра. В соответствии с данным прогнозом ПС принимают решение о скорости передачи информации из октавного ряда скоростей, принятых в системе связи, которая для данного метеорного следа даст наибольшую пропускную способность. О выбранном значении скорости ПС сообщают центральной станции в ответном зонд-сигнале, передача которого осуществляется с той же скоро0 стыо, что и вызывной зонд-сигнал. По окончании передачи ответного зонд-сигнала передатчик ПС начинает передачу информационной части сообщения с выбранной скоростью, а приемник центра устанавливает

5 полосу пропускания линейного тракта в соответствии со значением выбранной скорости передачи информации,

На чертеже изображена система метеорной связи, содержащая приемопереда0 ющий центр 1 и сеть периферийных станций 2.

Передача сообщений в системе ведется следующим образом.

В ожидании подходящего метеорного

5 следа приемник центра ведет непрерывное измерение шума и прогнозирует его значение на время, соответствующее средней длительности существования метеорного следа, что составляет доли секунды. В это

0 же время передатчик центра зондирует пространство, излучая по всем азимутам вызывной зонд-сигнал, содержащий синх- ропоследовательность для установления тактовой и символьной синхронизации, код

5 вызываемой станиии или группы станций и информацию о прогнозируемом значении шума. Передача зонд-сигнала ведется на одной заранее известной скорости из октавного ряда скоростей, принятых в системе.

0 Обычно скорость передачи в метеорных каналах не рекомендуется менее 1 кбод, поэтому вариант октавного ряда может выглядеть: 1, 2, А, 8,,..кбод.

Приемник ПС, находясь в режиме де5 журного приема, контролирует уровень шума, а при возникновении метеорного следа и появлении отраженного от него сигнала регистрирует через небольшие интервалы, например, через 0,5 мс, уровень сигнала и

0 вычисляет скорость изменения на всем протяжении приема зонд-сигнала. Проведенные измерения и вычисления хранятся в памяти устройства управления ПС. После декодирования и опознавания кода и значе5 ния уровня шума, сообщаемого центральной станцией, начинается обработка хранящихся данных, которые характеризуют метеорную вспышку на отрезке времени вызывного зонд-сигнала, длительность которого обычно составляет 10...40 мс, что соизмеримо со временем формирования метеорного следа.

Так как появление метеора случайно, тона интервале зонд-сигнала может быть как зафиксировано максимальное значение от- раженного сигнала, так и нет. В последнем случае можно прогнозировать максимум, вычисляя скорость нарастания отраженного сигнала и умножая ее на усредненное значение времени формирования метеорного следа.

По измеренному или вычисленномузна- чению максимума отраженного сигнала и по известному различию в мощности излучения передатчиков центра и ПС прогиозиру- ется уровень сигнала в приемнике ППЦ, а с учетом лереданной в вызывном зонд-сигнале информации об уровне шума и отношение сигнал/шум. По этим данным ПС выбирает из упомянутого ряда скоростей ту, которая дает наиболее эффективное использование образовавшегося метеорного канала.

Все упомянутые вычисления и выбор скорости могут быть выполнены за время, значительно меньшее длительности синх- ропоследовательности ответного зонд-сигнала, передача которого начинается сразу же по окончании приема вызывною зонд- сигнала. Таким образом, выбранное значе- ние скорости сообщается ответным зонд-сигналом приемнику центра.

Передача ответного зонд-сигнала ведется на той же скорости, что и вызывного, поэтому приемник центра имеет соответст- вующую полосу пропускания линейного тракта и частоту тактового генератора. Принимая ответный зонд-сигнал и декодируя информацию о выбранной ПС скорости, ППЦ изменяет полосу пропускания линей- ного тракта и частоту тактового генератора для приема информационной части сообщения. Процесс перехода занимает доли мс, а выбор октавного ряда скоростей обеспечивает сохранение синхронизации при ее из- менении.

Описанная процедура вхождения в связь занимает интервал времени не более чем в обычных метеорных системах без процедуры адаптации. Выбор же скорости пе- редачи, соответствующей конкретному метеорному следу, позволяет существенно повысить эффективность использования метеорного канала и пропускную способность в системе связи.

Таким образом, подбор оптимальной скорости передачи на каждом метеорном следе не приводит к временным потерям при вхождении в связь и позволяет увеличить пропускную способность в метеорных системах связи. При этом учитываются как динамика метеорных потоков, так и изменение шумовой обстановки в месте расположения центральной станции.

Формула изобретения Способ адаптивной связи в метеорном канале, заключающийся в том, что на приемопередающем спектре (ППЦ) формируют и передают сигнал запроса, на периферийной станции (ПС) принимают сигнал з-про- са, после приема сигнала запроса формируют и передают сообщение, на ППЦ принимают сообщение, анализируют достоверность приема сообщения, если сообщение принято с требуемой достоверностью, формируют и передают сигнал-квитанцию, на ПСпринимаютсигнал-квитанцмю.отл и- чающийся тем, что. с целью повышения эффективности использования пропускной способности канала, нз ППЦ измеряют значение уровня шума, прогнозируют значение уровня шума Уш ппц по измеренному значению уровня шума на время средней длительности существования метеорного канала, при передаче сигнала запроса передают информацию о прогнозируемом значении уровня шума, на ПС при приеме сигнала запроса выделяют информацию о прогнозируемом значении уровня шума на ППЦ одновременно осуществляют дискретизацию принимаемого сигнала запроса, измеряют значениэ уровня каждого отсчета дискретизации, по измеренным значениям уровней отсчетов дискретизации определяют максимальное значение Uc макг.пс уровня отсчета дискретизации, вычисляют значение Uc/шппц отношения сигнал/шум ППЦ

Рпс

Uc макс ППЦ

Uc/ш ППЦ

Рппц

ишппц

где Рпс мощность передатчика периферийной станции:

Рппц - мощность передатчика приемопередающего центра,

по вычисленному значению Uc/ш ппц выбирают скорость передачи сообщения, перед передачей сообщения передают информацию о выбранной скорости передачи сообщения.

I

I

/ Ч/

X

1

{

f1

X

/ /

ч

I

I