RU106063U1 - RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS - Google Patents
RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU106063U1 RU106063U1 RU2010149400/09U RU2010149400U RU106063U1 RU 106063 U1 RU106063 U1 RU 106063U1 RU 2010149400/09 U RU2010149400/09 U RU 2010149400/09U RU 2010149400 U RU2010149400 U RU 2010149400U RU 106063 U1 RU106063 U1 RU 106063U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- board
- input
- communication
- output
- ground
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Система радиосвязи с подвижными объектами (ПО), состоящая из М наземных комплексов (НК), соединенных радиоканалами связи с N подвижными объектами (ПО), как непосредственно, так и через соответствующие спутники связи из созвездия спутников, а между собой наземные комплексы соединены с помощью наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, причем наземный комплекс содержит модуль сопряжения, подключенный двухсторонними связями к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, в состав каждого из подвижных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, первый вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, второй вход/выход - через последовательно соединенные бортовую станцию спутниковой связи, бортовую антенну бортовой станции спутниковой связи с соответствующим спутником связи из созвездия спутников, третий вход/выход - через блок управления бортовой антенной бортовой станции спутниковой связи соединен непосредственно с бортовой антенной бортовой станции спутниковой связи, бортовой вычислитель соединен с входом блока регистрации данных и через последовательно A radio communication system with mobile objects (PO), consisting of M ground-based complexes (SC), connected by radio channels of communication with N mobile objects (PO), both directly and through appropriate communication satellites from the constellation of satellites, and ground-based complexes are interconnected by ground data network with system input / output, and the ground-based complex contains a pairing module connected by two-way communications to the first input / output of a computer of a workstation (AWS), the first input of which is connected It is connected to the receiver of signals from navigation satellite systems, the second input to the control panel of the automated workplace, and the output to the monitor of the automated workplace, a shaper of the type of relayed messages connected to the corresponding input of the computer of the automated workplace, each of the moving objects includes on-board sensors, a receiver of signals from navigation satellite systems , an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the first input / output of which It is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the second input / output is through the on-board satellite communication station, the on-board antenna of the satellite communication on-board station and the corresponding communication satellite from the constellation of satellites, the third input / output is through the on-board antenna control unit of the on-board satellite communication station connected directly to the on-board antenna of the on-board satellite communication station, the on-board computer is connected to the input of the data recording unit and in series
Description
Полезная модель относится к системам обмена данными и может быть использована для информационного обмена между подвижными объектами (ПО) и источниками (получателями) информации через наземные комплексы (НК).The utility model relates to data exchange systems and can be used for information exchange between moving objects (software) and sources (recipients) of information through ground-based complexes (NK).
Известна система радиосвязи с подвижными объектами [1]. В этой системе во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом. Принимаемые наземным комплексом из канала «воздух - земля» сообщения через аппаратуру передачи данных поступают в вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ), где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена, производится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, хранящимися в его памяти. При совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО и состоянии его датчиков выводится на экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ решается задача обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ПО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, необходимость ретрансляции сигналов определяется программно. Один из ПО назначается ретранслятором сообщений или используется канал ДКМВ диапазона. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ПО определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК за радиогоризонт выбранному подвижному объекту. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) ПО или канала ДКМВ диапазона, может быть доставлено N-му ПО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовка) передаваемой кодограммы закладываются номер ПО, назначенного ретранслятором в канале MB диапазона, и адреса подвижных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ПО сообщения анализируются в блоке анализа типа сообщений для решения вопроса о направлении данных по двунаправленной шине на систему управления объекта или ретрансляции их на соседний ПО.Known radio communication system with moving objects [1]. In this system, while moving, moving objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex. The messages received by the ground-based complex from the air-ground channel through the data transmission equipment go to the computer of the automated workstation (AWP), where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the addresses received in the message are identified with the addresses of the moving objects stored in its memory . If the address of the moving object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software and the state of its sensors is displayed on the monitor screen of the ground workstation. The computer solves the problem of providing constant radio communication with all N software. If at least one of the software products goes beyond the radio horizon or approaches the border of a stable radio communication zone, the need for signal relaying is determined by software. One of the software is assigned by the relay of messages or the channel of the DKMV range is used. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining software, the optimal paths for delivering messages to the selected moving object remote from the satellite for the radio horizon are determined. A message from the SC through a serial chain consisting of (N-1) software or a channel of the DKMV range can be delivered to the N-th software. To do this, on the NK in the shaper of the type of relayed messages, the number of the software assigned by the relay in the MB channel of the range and the addresses of the moving objects that provide the specified message traffic are laid down in predefined bits (header) of the transmitted codegram. Messages received by the software are analyzed in a message type analysis unit to resolve the issue of sending data via a bi-directional bus to the facility's control system or relaying them to neighboring software.
В обычном режиме, когда не требуется ретрансляция сигналов с НК, осуществляется адресный опрос ПО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображается на мониторе АРМ. На подвижном объекте после прохождения через антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал поступает в бортовой вычислитель, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного объекта. Далее сообщение передается в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где происходит дешифрация полученного заголовка (служебной части) сообщения, и определяется в каком режиме должна работать аппаратура ПО. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя и при необходимости выводится на экран блока регистрации данных. Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «оператор-пилот» взамен существующей речевой информации. Они предназначены для выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набора произвольного текста. Отображение набираемых и принятых сообщений осуществляется на блоке регистрации данных ПО и мониторе АРМ соответственно. Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS записываются в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ПО обрабатываются в наземном вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.In normal mode, when relaying signals from the NK is not required, an address polling of the software is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message typed by the operator (dispatcher) is displayed on the AWP monitor. On a moving object, after passing through an antenna, radio station, data transmission equipment, the signal enters the on-board computer, where the identification of the address received in the message with the own address of the moving object takes place. Next, the message is transmitted to the analysis unit of the type of relayed message, where the received header (service part) of the message is decrypted, and it is determined in what mode the software hardware should work. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer and, if necessary, is displayed on the screen of the data recording unit. Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the channel "operator-pilot" instead of existing voice information. They are designed to select permission / information / request message elements that correspond to the accepted speech phraseology, and to set up arbitrary text. Display of dialed and received messages is carried out on the software data recording unit and the workstation monitor, respectively. Messages from the outputs of the receivers of signals of global navigation satellite systems GLONASS / GPS are recorded in the memory of ground and airborne computers with reference to global time and are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each software. Accepted by the NK navigation messages from all software are processed in the ground computer and displayed on the workstation monitor screen.
Однако следует отметить следующие недостатки:However, the following disadvantages should be noted:
- отсутствует анализ состояния и параметров каналов связи в используемых связных диапазонах на текущий момент времени и соответствующая оперативная коррекция планов связи с ПО. Поэтому существующее планирование связи малоэффективно, поскольку вместо постоянно меняющихся исходных данных о состоянии радиоканалов связи заранее закладываются среднестатистические данные, которые могут отличаться для конкретного времени суток и связь между НК и ПО будет неустойчивой;- there is no analysis of the status and parameters of communication channels in the used communication ranges at the current time and the corresponding operational correction of communication plans with software. Therefore, the existing communication planning is ineffective, because instead of constantly changing initial data on the state of the radio communication channels, average statistics are laid in advance, which may differ for a particular time of day and the connection between the NK and the software will be unstable;
- формирование плана связи, как правило, осуществляется на основе специализированных пакетов прикладных программ с учетом параметров приемопередающей аппаратуры и антенн. Тем не менее, несмотря на совершенство самих программ, вероятность точного прогноза в реальном масштабе времени мала.- the formation of a communication plan, as a rule, is carried out on the basis of specialized application software packages taking into account the parameters of transceiver equipment and antennas. Nevertheless, despite the perfection of the programs themselves, the likelihood of an accurate forecast in real time is small.
Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [2], которая и принята за прототип. В этой системе радиосвязи с подвижными объектами, состоящей из М наземных комплексов, соединенных радиоканалами связи с N подвижными объектами, а между собой НК соединены двухсторонними связями с помощью наземной сети передачи данных. Наземный комплекс содержит наземные антенны и радиостанции MB и ДКМВ диапазонов. В системе используется зоновый способ управления ресурсами связи, при котором за каждым ПО постоянно на время полета закрепляются радиоканалы действующих средств связи. Для обеспечения устойчивого обмена данными НК с ПО все воздушное пространство разбивается на участки (зоны) и все радиосредства, направленные с помощью антенн в них, находятся в ожидании приема соответствующих радиосигналов. Управление обменом данными между НК и ПО осуществляется с помощью вычислителя автоматизированного рабочего места. Общая синхронизация процессов обработки сигналов в системе обеспечивается тактовыми импульсами приемника сигналов навигационных спутниковых систем.The closest in purpose and most of the essential features is a radio communication system with moving objects [2], which is taken as a prototype. In this radio communication system with mobile objects, consisting of M ground-based complexes connected by radio channels of communication with N mobile objects, and between them NK are connected by two-way communications using a ground-based data network. The ground complex contains terrestrial antennas and radio stations MB and DKMV ranges. The system uses a zonal method of managing communication resources, in which each channel is constantly assigned radio channels of existing means of communication for the duration of the flight. To ensure a stable exchange of NK data with software, the entire airspace is divided into sections (zones) and all radio means sent with the help of antennas in them are waiting for the receipt of the corresponding radio signals. Management of data exchange between NK and software is carried out using a computer computer. General synchronization of signal processing processes in the system is provided by clock pulses of the signal receiver of navigation satellite systems.
В состав каждого из подвижных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, вход/выход которого соединен с входом блока регистрации данных и через последовательно соединенные бортовую аппаратуру передачи данных, бортовую радиостанцию подключен к бортовой антенне. Первый и второй входы/выходы бортовой радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам бортового вычислителя и бортовой аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к бортовой антенне ДКМВ диапазона. Передающие станции ДКМВ диапазона в количестве В штук подключены двухсторонними связями к наземной сети передачи данных, а по радиоканалам - к М наземным комплексам. В состав наземного комплекса системы входят: модуль сопряжения, подключенный двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземного вычислителя и наземной сети передачи данных, К направленных антенн ДКМВ диапазона с соответствующими К приемниками ДКМВ диапазона, соединенными с соответствующими К входами/выходами вычислителя автоматизированного рабочего места. Каждая из В передающих станций ДКМВ диапазона содержит антенну ДКМВ диапазона, подключенную через последовательно соединенные передатчик ДКМВ диапазона и формирователь сигналов к соответствующему входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места.Each of the moving objects includes on-board sensors, a signal receiver of navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the input of the data recording unit and through in series connected on-board data transmission equipment, the on-board radio station is connected to the on-board antenna. The first and second inputs / outputs of the DKMV on-board radio station are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the on-board computer and on-board data transmission equipment, respectively, and the third input / output is connected to the on-board antenna of the DKMV range. The transmitting stations of the DKMV range in the amount of pieces are connected by two-way communications to the ground-based data transmission network, and via radio channels to M ground-based complexes. The ground-based complex of the system includes: an interface module connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the ground computer and the ground data network, K directional antennas of the DKMV band with the corresponding K receivers of the DKMV range, connected to the corresponding K inputs / outputs of the computer of the workstation. Each of the B transmitting stations of the DKMV range contains an antenna of the DKMV range connected through a series-connected transmitter of the DKMV range and a signal conditioner to the corresponding input / output of the computer of the workstation.
В ситуации, когда одно или несколько ПО вышли за пределы прямой видимости соответствующего НК или не удается организовать с этими ПО обмен данными даже через цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО, осуществляется переход по взаимно увязанным во времени командам с бортового и наземного вычислителей на замену радиолинии связи MB диапазона на спутниковый канал связи [4] или радиолинию связи ДКМВ диапазона, состоящую из бортовой радиостанции ДКМВ диапазона, бортовой антенны ДКМВ диапазона, наземной радиостанции ДКМВ диапазона, наземной антенны ДКМВ диапазона. Все воздушное пространство разделено на зоны, в которых за всеми воздушными судами в них в каждом диапазоне закреплены соответствующие частоты на длительный период времени [4].In a situation when one or several softwares have gone beyond the line of sight of the corresponding NK or it is not possible to organize data exchange with these softwares even through a chain consisting of (N-1) -th software, a transition is carried out according to commands mutually linked in time from the onboard and ground computers for replacing the MB band radio link with a satellite communication channel [4] or the DKMV band radio link, consisting of the DKMV band radio station, the DKMV band antenna, the DKMV band radio station, the DKMV band antenna range. The entire airspace is divided into zones in which all the aircraft in them in each band are assigned the corresponding frequencies for a long period of time [4].
С помощью модуля сопряжения с наземной сетью передачи данных для каждого из ПО, оборудованного ДКМВ радиостанцией, осуществляется передача (прием) пакетов данных с(на) несколько наземных комплексов. Каждый НК периодически излучает сигналы управления/синхронизации/связи, используемые на ПО в качестве маркеров, на всех назначенных ему частотах в зоне его полета, Принимаемые на ПО радиосигналы используются для оценки параметров канала связи ДКМВ диапазона. В этом случае, на ПО по принятым маркерам определяется НК, параметры радиосигналов которого принимаются наиболее устойчиво, и через него начинается обмен данными. В бортовом и наземном вычислителях хранятся предварительно заложенные таблицы со списками и параметрами НК, передающих станций ДКМВ диапазона и наборами назначенных им частот. В бортовом вычислителе заложены также координаты всех НК. Для установления линии связи с НК в бортовом вычислителе автоматически анализируются принимаемые сигналы управления/синхронизации/связи от всех наземных комплексов на всех частотах и выбираются лучшие частоты (например, по отношению сигнал-помеха или величине мощности принимаемого сигнала) и соответствующие наземные комплексы для реализации известного принципа адаптации по частоте и пространству. По измеренному отношению сигнал-помеха, в бортовом вычислителе выбирается скорость передачи данных, а также вид модуляции и кодирования. Оценка отношения сигнал-помеха осуществляется всеми НК и ПО каждый раз при приеме информационного сообщения или сигнала управления/синхронизации/связи. Сведения об оптимальном на данный момент времени канале сообщаются на противоположную сторону в виде рекомендуемых частот и скорости передачи данных.Using the interface module with a ground-based data network for each of the software equipped with a DKMV radio station, data packets are transmitted (received) from (to) several ground-based complexes. Each NK periodically emits control / synchronization / communication signals used by the software as markers at all frequencies assigned to it in its flight zone. Radio signals received by the software are used to estimate the parameters of the DKMV communication channel. In this case, based on the received markers, the ND is determined on the software, the parameters of the radio signals of which are received most stably, and through it the data exchange begins. On-board and ground-based computers store pre-laid tables with lists and parameters of NK transmitting DKMV stations and sets of frequencies assigned to them. The onboard computer also contains the coordinates of all NK. To establish a communication line with the NK in the on-board computer, the received control / synchronization / communication signals from all ground-based complexes at all frequencies are automatically analyzed and the best frequencies are selected (for example, by signal-to-noise ratio or the received signal power value) and the corresponding ground-based systems to implement the known the principle of adaptation in frequency and space. Based on the measured signal-to-noise ratio, the data rate, as well as the type of modulation and coding, are selected in the on-board computer. Evaluation of the signal-to-noise ratio is carried out by all NCs and softwares every time a data message or control / synchronization / communication signal is received. Information about the optimal channel at the given time is reported to the opposite side in the form of recommended frequencies and data transfer rates.
Однако прототипу присущи следующие недостатки:However, the prototype has the following disadvantages:
- из-за негибкой неперестраиваемой структуры системы при зоновом способе управления ресурсами связи неэффективно используются средства связи с закрепленными за каждым подвижным объектом радиоканалами, хотя их можно использовать для обмена данными с другими ПО;- due to the inflexible, non-reconfigurable system structure with the zonal method of managing communication resources, communication means with radio channels assigned to each moving object are inefficiently used, although they can be used to exchange data with other software;
- отсутствует обмен данными об оптимальных частотах для разных диапазонов и конкретного направлении связи между разнесенными в пространстве наземными комплексами и подвижными объектами.- there is no exchange of data on optimal frequencies for different ranges and the specific direction of communication between spatially separated ground-based complexes and mobile objects.
Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей системы в части динамического управления ресурсами адаптивной связи, а именно, программного выбора рабочей частоты, видов модуляции, кодирования и перемежения, мощности передатчика, типа антенн и направления обмена данными.Thus, the main technical problem to be solved by the claimed utility model is the expansion of the system’s functionality in terms of the dynamic management of adaptive communication resources, namely, software selection of the operating frequency, types of modulation, coding and interleaving, transmitter power, antenna type and direction data exchange.
Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, состоящую из М наземных комплексов (НК), соединенных радиоканалами связи с N подвижными объектами (ПО), как непосредственно, так и через соответствующие спутники связи из созвездия спутников, а между собой наземные комплексы соединены с помощью наземной сети передачи данных с входом/выходом системы, причем наземный комплекс содержит модуль сопряжения, подключенный двухсторонними связями к первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, в состав каждого из подвижных объектов входят бортовые датчики, бортовой приемник сигналов навигационных спутниковых систем, бортовой анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, первый вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, второй вход/выход - через последовательно соединенные бортовую станцию спутниковой связи, бортовую антенну бортовой станции спутниковой связи с соответствующим спутником связи из созвездия спутников, третий вход/выход - через блок управления бортовой антенной бортовой станции спутниковой связи соединен непосредственно с бортовой антенной бортовой станции спутниковой связи, бортовой вычислитель соединен с входом блока регистрации данных и через последовательно соединенные бортовую аппаратуру передачи данных, бортовую радиостанцию MB диапазона подключен к бортовой антенне MB диапазона, первый и второй входы/выходы бортовой радиостанции ДКМВ диапазона подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам бортового вычислителя и бортовой аппаратуры передачи данных соответственно, а третий вход/выход - к бортовой антенне ДКМВ диапазона, введены широкодиапазонный приемопередатчик, программируемый модем, широкодиапазонный приемник, широкодиапазонная приемная антенна, набор антенн разных диапазонов, причем второй, третий и четвертый входы/выходы вычислителя АРМ соединены с соответствующими входами/выходами широкодиапазонного приемника, программируемого модема и входом/выходом управления широкодиапазонного приемопередатчика, второй вход/выход которого подключен ко второму входу/выходу программируемого модема, а третий - к набору антенн разных диапазонов, вход широкодиапазонной приемной антенны, соединенной с широкодиапазонным приемником является входом системы для приема широкодиапазонных радиосигналов от подвижных объектов.The specified technical result is achieved by the fact that in a radio communication system with moving objects, consisting of M ground-based complexes (NK) connected by radio channels of communication with N moving objects (PO), both directly and through the corresponding communication satellites from the constellation of satellites, and between ground-based complexes are connected using the ground-based data network with the input / output of the system, and the ground-based complex contains an interface module, connected by two-way communications to the first input / output of the computer automatically go workstation (AWP), the first input of which is connected to the receiver of signals of navigation satellite systems, the second input is to the AWP control panel, and the output is to the AWP monitor, a relay type shaper connected to the corresponding input of the AWP calculator, to each of the mobile objects include airborne sensors, an airborne receiver of signals of navigation satellite systems, an airborne analyzer of the type of received messages and an airborne shaper of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding the corresponding inputs of the on-board computer, the first input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the second input / output - through the on-board satellite communication station, the on-board antenna of the satellite communication station with the corresponding communication satellite from the constellation of satellites, the third input / output - through the control unit for the on-board antenna of the on-board satellite communication station is connected directly to the on-board antenna of the on-board satellite communication station, calculate on-board l is connected to the input of the data recording unit and through the on-board data transmission equipment connected in series, the on-board radio station of the MB range is connected to the on-board antenna of the MB range, the first and second inputs / outputs of the on-board radio station of the DKMV range are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the on-board computer and on-board equipment data transmission, respectively, and the third input / output - to the on-board antenna of the DKMV range, a wide-range transceiver, programmable modem, wide a range receiver, a wide-range receiving antenna, a set of antennas of different ranges, the second, third and fourth inputs / outputs of the AWP calculator being connected to the corresponding inputs / outputs of a wide-range receiver, a programmable modem and the control input / output of a wide-range transceiver, the second input / output of which is connected to the second input / output of a programmable modem, and the third to a set of antennas of different ranges, the input of a wide-band receiving antenna connected to a wide-band receiver It is input to the system for receiving wide-range radio signals from moving objects.
На фиг.1 представлена структурная схема системы радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:Figure 1 presents the structural diagram of a radio communication system with moving objects, where indicated:
1 - наземный комплекс;1 - ground complex;
2 - подвижный объект;2 - moving object;
3 - наземная сеть передачи данных с входом/выходом 4 системы;3 - ground data network with input / output 4 of the system;
30 - спутник связи из созвездия спутников;30 - communication satellite from the constellation of satellites;
31 - вход системы для приема широкодиапазонных радиосигналов от подвижных объектов.31 - input system for receiving wide-range radio signals from moving objects.
На фиг.2 и 3 представлены структурные схемы подвижного объекта 2 и наземного комплекса 1 соответственно, входящие в состав системы радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:Figure 2 and 3 presents the structural diagrams of a moving object 2 and a ground complex 1, respectively, which are part of a radio communication system with moving objects, where it is indicated:
5 - бортовой вычислитель;5 - on-board computer;
6 - бортовые датчики;6 - airborne sensors;
7 - бортовой приемник сигналов навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS;7 - an on-board receiver of signals of navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS;
8 - блок регистрации данных;8 - data recording unit;
9 - бортовая аппаратура передачи данных;9 - on-board data transmission equipment;
10 - бортовая радиостанция MB диапазона;10 - on-board radio station MB range;
11 - бортовая антенна MB диапазона;11 - onboard antenna MB range;
12 - набор антенн разных диапазонов;12 - a set of antennas of different ranges;
13 - широкодиапазонный приемопередатчик;13 - a wide-range transceiver;
14 - программируемый модем;14 - programmable modem;
15 - вычислитель АРМ;15 - computer workstation;
16 - наземный приемник сигналов навигационных спутниковых систем;16 - ground-based receiver of signals of navigation satellite systems;
17 - монитор АРМ;17 - AWP monitor;
18 - пульт управления АРМ;18 - control panel AWP;
19 - бортовой анализатор типа принимаемых сообщений;19 is an on-board analyzer of the type of received messages;
20 - двунаправленная шина системы управления подвижным объектом;20 - bidirectional bus control system of a moving object;
21 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;21 - airborne type relay relay messages;
22 - наземный формирователь типа ретранслируемых сообщений;22 - ground shaper type relayed messages;
23 - бортовая радиостанция ДКМВ диапазона;23 - on-board radio station DKMV range;
24 - бортовая антенна ДКМВ диапазона;24 - onboard antenna DKMV range;
25 - бортовая станция спутниковой связи;25 - airborne satellite communications station;
26 - бортовая антенна бортовой станции спутниковой связи;26 - an onboard antenna of an onboard satellite communication station;
27 - модуль сопряжения;27 - interface module;
28 - широкодиапазонный приемник;28 - a wide-band receiver;
29 - широкодиапазонная приемная антенна;29 - a wide-band receiving antenna;
32 - блок управления бортовой антенной бортовой станции спутниковой связи.32 is a control unit for an onboard antenna of an onboard satellite communication station.
Алгоритм работы системы радиосвязи с ПО 2 заключается в проведении непрерывного анализа во всех НК 1 источников радиосигналов во всех диапазонах, используемых для обмена данными между объектами системы, совместной обработки их, выработке решения и выдачи (при необходимости) на средства связи НК 1 необходимой команды и передачи на подвижные объекты и НК 1 номиналов частот рабочих каналов с лучшими на данный момент времени параметрами, а также установка связи с любыми ПО 2 по команде с одного из наземных комплексов 1. Анализ принимаемых сообщений может быть проведен, например, по наиболее мощному из принятых в каждом из диапазонов в данный момент радиосигналов с выбранного направления.The algorithm of the radio communication system with software 2 is to conduct continuous analysis in all NK 1 sources of radio signals in all ranges used for data exchange between system objects, their joint processing, development of solutions and issuing (if necessary) to the communication means NK 1 the necessary command and transmitting to mobile objects and NK 1 the nominal frequencies of the working channels with the best parameters at the given time, as well as establishing communication with any software 2 by command from one of the ground complexes 1. Analysis of received For example, it can be carried out, for example, according to the most powerful of the currently received radio signals from each direction in each of the bands.
Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. В начальный момент времени в системе с помощью широкодиапазонного приемника 28 с антенной 29 и вычислителя 15 АРМ анализируются все принимаемые от ПО 2 или спутника 30 из созвездия спутников радиосигналы. Для этого в память вычислителя 15 АРМ закладываются данные о диапазонах связных частот, видах модуляции, кодирования и других параметрах. При обнаружении подходящего радиосигнала с ПО 2 с вычислителя 15 АРМ выдается соответствующая команда на широкодиапазонный приемопередатчик 13 и через антенну из набора 12 антенн разных диапазонов начинается обмен данными с определенным ПО 2. После окончания этого сеанса связи рассмотренная выше процедура повторяется с другими подвижными объектами или начинается следующий сеанс связи с прежним ПО 2 в зависимости от принятого алгоритма обмена данными и типа сообщения с обслуживаемого подвижного объекта 2. Для одновременной работы с несколькими ПО 2 в одном диапазоне в широкодиапазонном приемопередатчике 13 предусматриваются переключаемые программно модули, а также соответствующие антенны из набора 12 антенн разных диапазонов.A radio communication system with moving objects operates as follows. At the initial time, in the system using a wide-range receiver 28 with antenna 29 and computer 15 AWP, all radio signals received from PO 2 or satellite 30 from the constellation of satellites are analyzed. For this, data on the ranges of the connected frequencies, types of modulation, coding, and other parameters are stored in the memory of the calculator 15 AWP. When a suitable radio signal with software 2 is detected from the computer 15, the appropriate command is issued to a wide-range transceiver 13 and data exchange with a certain software 2 starts through an antenna from a set of 12 antennas of different ranges. After this communication session, the above procedure is repeated with other moving objects or starts the next communication session with the previous software 2, depending on the adopted data exchange algorithm and the type of message from the serviced mobile object 2. For simultaneous work with several kimi PO 2 in the same band in a broadband transceiver 13 provides selectable program modules and respective antennas of the set of antennas 12 different ranges.
Во время движения подвижные объекты 2, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются по радиолинии связи MB диапазона с выбранным наземным комплексом 1 навигационными данными и данными оценки состояния радиоканалов связи, полученными с помощью бортовых средств по радиосигналам (маркерам), принятым от разных НК 1. Принимаемые через соответствующую антенну из набора 12 антенн разных диапазонов широкодиапазонным приемопередатчиком 13 из канала «воздух-земля» сообщения через программируемый модем 14 поступают в наземный вычислитель 15 АРМ, который может быть выполнен на базе серийной ПЭВМ. В нем в соответствии с алгоритмом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 15 АРМ. В вычислителе 15 АРМ по данным, полученным со всех обслуживаемых ПО 2, определяются оптимальные на данный момент времени частоты в разных диапазонах, которые назначаются соответствующим модулям широкодиапазонного приемопередатчика 13. Поэтому в наземном вычислителе 15 АРМ каждого НК 1 системы решаются задачи обеспечения постоянной устойчивой радиосвязи со всеми N ПО 2, и на основе информации о местонахождении всех ПО 2 и параметрах их движения, оптимальных частотах осуществляются операции запоминания этих сообщений в наземном вычислителе 15 АРМ, оперативной коррекции плана связи и вывод необходимых данных на экран монитора 17 АРМ в виде, удобном для восприятия оператора (диспетчера). Кроме того, в вычислителе 15 АРМ запоминаются необходимые для организации сеанса связи: требуемая мощность излучения широкодиапазонного приемопередатчика 13, тип антенны из набора 12 антенн разных диапазонов, излучаемые частоты или группа частот и другие.During movement, movable objects 2 located within the radio horizon exchange, via the MB radio link with the selected ground-based complex 1, navigation data and data on the assessment of the state of the radio channels received using on-board means for radio signals (markers) received from different NK 1. Accepted through the corresponding antenna from a set of 12 antennas of different ranges with a wide-range transceiver 13 from the air-to-ground channel, messages through a programmable modem 14 are sent to a ground computer 15 A M, which may be made based on standard PC. It, in accordance with the exchange algorithm, identifies the address received in the message with the addresses of the moving objects stored in the memory of the computer 15 of the workstation. In the calculator 15 AWP according to the data received from all serviced software 2, the optimal frequencies are determined at a given time in different ranges, which are assigned to the corresponding modules of the wide-range transceiver 13. Therefore, in the ground calculator 15 AWP of each NK 1 of the system, the tasks of ensuring constant stable radio communication with all N ON 2, and on the basis of information about the location of all ON 2 and the parameters of their movement, the optimal frequencies are the operations of storing these messages in the ground computer 15 AWP, operational correction of the communication plan and the output of the necessary data on the monitor screen 17 AWP in a form convenient for the perception of the operator (dispatcher). In addition, the workstation calculator 15 stores the necessary communications session organization: the required radiation power of a wide-range transceiver 13, the type of antenna from a set of 12 antennas of different ranges, the emitted frequencies or a group of frequencies, and others.
Для организации процесса ретрансляции на НК 1 в формирователе 22 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладываются номер ПО 2, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных объектов 2i, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ПО 2 сообщения обрабатываются в блоке 19 анализа типа сообщений. Если сообщение предназначено для данного ПО 2, то после анализа решается вопрос о трансляции данных по двунаправленной шине 20 на систему управления ПО 2, не указанную на фигуре 2, или в режиме ретрансляции - о передаче их на следующий по трафику подвижный объект 2i. Загрузка в память бортового вычислителя 5 необходимых данных, в том числе плана связи, осуществляется в виде системной таблицы при предполетной подготовке подвижного объекта 2 через вход/выход 4 аппаратуры наземной сети 3 передачи данных. План связи при ухудшении параметров радиоканала может быть скорректирован по результатам анализа в НК 1 радиосигналов всех диапазонов, предназначенных для организации связи.To organize the relay process on NK 1 in the shaper 22 of the type of relayed messages, the number of the software 2 assigned by the relay and the addresses of the moving objects 2 i providing the given message traffic are laid down in predefined bits of the transmitted codogram. Received on the software 2 messages are processed in block 19 analysis of the type of messages. If the message is intended for this software 2, then after analysis the question of transmitting data via a bi-directional bus 20 to the control system of software 2, not shown in figure 2, or in relay mode, to transfer it to the next moving traffic object 2 i, is solved. Downloading to the memory of the on-board computer 5 the necessary data, including the communication plan, is carried out in the form of a system table during the pre-flight preparation of the moving object 2 through the input / output 4 of the equipment of the terrestrial data transmission network 3. The communication plan in case of deterioration of the parameters of the radio channel can be adjusted according to the results of analysis in NK 1 radio signals of all ranges intended for communication.
Принимаемая на ПО 2i информация отображается на экране бортового блока 8 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов, точек и векторов или в другом виде.Information received at the software 2 i is displayed on the screen of the airborne data recording unit 8 in the form of alphanumeric characters, dots and vectors, or in another form.
Сообщения о местоположении ПО 2 и параметрах его движения, например, с выходов приемников 7 и 16 сигналов навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS или с выходов инерциальных систем, записываются в память вычислителей 5 и 15 АРМ. В вычислителях 5 и 15 АРМ эти данные используются для расчета навигационных характеристик, параметров движения каждого ПО, формирования передаваемых сигналов и оценки качества принимаемых в каналах связи сигналов. В зависимости от выбранного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ПО 2 в вычислителе 5 в заданное время формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ПО 2. Это время используется в вычислителе 15 АРМ для известной операции построения экстраполяционных отметок от подвижных объектов 2 при отсутствии информации об их местоположении [3]. В бортовой аппаратуре передачи данных 9 и программируемом модеме 14 осуществляются известные операции: модуляции и демодуляции, кодирования и декодирования, сопряжения с узлами 5, 10, 23 - на ПО 2 и с узлами 15, 13 - на НК 1 соответственно и другие.Messages about the location of software 2 and its motion parameters, for example, from the outputs of receivers 7 and 16 of the signals of navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS or from the outputs of inertial systems, are recorded in the memory of computers 5 and 15 of the AWP. In computers 5 and 15 of the workstation, this data is used to calculate the navigation characteristics, the motion parameters of each software, the formation of the transmitted signals and the quality of the signals received in the communication channels. Depending on the selected time interval for the issuance of messages on the NK 1 location 2 software in the calculator 5 at the specified time, a corresponding message is generated with reference to the global time for measuring the coordinates of software 2. This time is used in the calculator 15 workstation for the known operation of constructing extrapolation marks from moving objects 2 in the absence of information about their location [3]. Known operations are carried out in the on-board data transmission equipment 9 and programmable modem 14: modulation and demodulation, encoding and decoding, pairing with nodes 5, 10, 23 - on software 2 and with nodes 15, 13 - on NK 1, respectively, and others.
В ситуации, когда одно или несколько ПО 2 вышли за пределы прямой видимости с НК 1 и не удается организовать с этими ПО 2 обмен данными даже через цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО 2, осуществляется переход по взаимно увязанным во времени командам с бортового и наземного вычислителей 5 и 15 АРМ на замену радиолинии связи MB диапазона на спутниковую радиолинию, состоящую из бортовой станции 25 спутниковой связи с антенной 26 и с соответствующим блоком 32 управления, в наземном комплексе 1 - широкодиапазонного приемопередатчика 13 с соответствующей антенной из набора 12 антенн разных диапазонов и на радиолинию связи ДКМВ диапазона, состоящую из бортовой радиостанции 23 ДКМВ диапазона, бортовой антенной 24 ДКМВ диапазона и в наземном комплексе 1 - широкодиапазонного приемопередатчика 13 с антенной ДКМВ диапазона из набора 12 антенн разных диапазонов. Привязка ко времени этих команд осуществляется с помощью меток глобального времени, поступающих в вычислители 5 и 15 АРМ с выходов приемников 7 и 16 сигналов навигационных спутниковых систем.In a situation where one or more software 2 has gone beyond line of sight with NK 1 and it is not possible to organize data exchange with these software 2 even through a chain consisting of (N-1) -th software 2, a transition is made according to mutually linked in time commands from the on-board and ground computers 5 and 15 of the AWP to replace the MB radio link with a satellite radio line, consisting of an on-board satellite communication station 25 with an antenna 26 and with the corresponding control unit 32, in the ground complex 1, a wide-range transceiver 13 with the corresponding antenna a set of 12 antennas of different ranges and a DKMV radio communication line, consisting of an on-board radio station of the 23 DKMV range, an onboard antenna of the 24 DKMV range and in the ground complex 1, a wide-range transceiver 13 with a DKMV antenna of a set of 12 antennas of different ranges. Binding to the time of these commands is carried out with the help of global time stamps, which are supplied to workstation computers 5 and 15 from the outputs of receivers 7 and 16 of the signals of navigation satellite systems.
Для увеличения надежности передачи данных на подвижные объекты, находящиеся за пределами прямой видимости с НК 1, при использовании радиолинии ДКМВ диапазона в системе (вычислителях 5 и 15 АРМ, бортовой аппаратуре передачи данных 9 и программируемом модеме 14 и других узлах) используются известные технологии [4, 5, 6].To increase the reliability of data transmission to moving objects located outside of direct line of sight with NK 1, using known DKMV radio lines in the system (computers 5 and 15 AWP, on-board data transmission equipment 9 and programmable modem 14 and other nodes), known technologies are used [4 , 5, 6].
Для обеспечения одновременной работы на нескольких рабочих частотах в каждом диапазоне и в конкретном направлении могут быть использованы, например, в наборе 12 антенн разных диапазонов или наземная направленная антенна с приводом или несколько неподвижных наземных антенн, а также антенны, выполненные на основе фазированных антенных решеток (ФАР), управляемые командами с вычислителя 15 АРМ. Автоматическая (программная) установка главных лепестков наземных направленных передающей и приемной антенн может быть использована для помехоустойчивой связи с сопровождаемым ПО 2. После окончания сеанса связи система автоматически переключается на работу с другим ПО 2, сигналы которого в данном диапазоне обнаружены с помощью широкодиапазонного приемника 28 с антенной 29 и вычислителя 15 АРМ. Выбор из нескольких рабочих точек каждого из диапазонов оптимальной частоты для обмена радиосигналами в данный момент времени с ПО 2, находящегося в определенной точке воздушного пространства, обеспечивает динамическое управление аппаратными ресурсами связи и повышение надежности связи. На основе анализа в вычислителе 15 АРМ, определенном ведущим в системе, по информации всех НК 1 рассчитывается текущее местоположение подвижных объектов 2, оптимальные на данный момент времени частоты для связи с ними и наземные комплексы, направление с которых для выбранного ПО 2 позволяет обеспечить наибольшую величину надежности связи. В каждом вычислителе 15 АРМ анализируются также принимаемые с ПО 2 радиосигналы с одновременным определением его местоположения. Полученная оценка параметров радиоканала на заданной частоте для определенного направления учитывается при общем распределении частот для организации связи в направлении «выбранный НК - конкретный ПО».To ensure simultaneous operation at several operating frequencies in each band and in a specific direction, for example, a set of 12 antennas of different ranges or a ground directional antenna with a drive or several stationary ground antennas, as well as antennas made on the basis of phased antenna arrays, can be used ( HEADLIGHT), controlled by commands from the computer 15 AWP. Automatic (software) installation of the main lobes of the terrestrial directional transmitting and receiving antennas can be used for noise-immune communication with the accompanying software 2. After the end of the communication session, the system automatically switches to work with other software 2, the signals of which are detected in this range using a wide-range receiver 28 s antenna 29 and calculator 15 AWP. The selection from several operating points of each of the ranges of the optimal frequency for the exchange of radio signals at a given time with software 2 located at a specific point in the airspace provides dynamic control of communication hardware resources and increased communication reliability. Based on the analysis in the calculator 15 AWP, determined by the host in the system, according to the information of all NK 1, the current location of the moving objects 2 is calculated, the frequencies that are currently optimal for communication with them, and ground complexes, the direction from which for the selected software 2 allows to provide the greatest value communication reliability. In each calculator 15 AWP, the radio signals received from software 2 are also analyzed with simultaneous determination of its location. The obtained estimate of the parameters of the radio channel at a given frequency for a certain direction is taken into account in the general distribution of frequencies for organizing communication in the direction of "selected NK - specific software."
В системе используется комбинированный множественный доступ к каналу связи с частотным и временным разделением. Частотное разделение осуществляется с помощью назначения различным наземным комплексам 1 активных частот разных номиналов, а временное - с помощью деления времени использования каждого активного частотного канала (сеанса связи) на временные интервалы. Дополнительный вход 31 на НК 1 используется для непрерывного контроля с помощью широкодиапазонного приемника 28 с антенной 29 появления в эфире радиосигналов в диапазонах частот, предназначенных для организации связи.The system uses combined multiple access to the communication channel with frequency and time division. Frequency separation is carried out by assigning to different ground-based complexes 1 active frequencies of different denominations, and time division by dividing the time of use of each active frequency channel (communication session) into time intervals. An additional input 31 to the NK 1 is used for continuous monitoring using a wide-range receiver 28 with an antenna 29 of the appearance on the air of radio signals in the frequency ranges intended for communication.
В вычислителе 15 АРМ прогнозируются системные характеристики (задержка передачи пакета и другие) на каждом выделенном частотном канале и выставляется флаг занятости канала в маркере, когда критическое число ПО 2 зарегистрировалось на канале, чтобы прекратить доступ к нему новых корреспондентов и гарантировать заданные системные характеристики, например, задержку передачи пакета не более допустимой.In the calculator 15 AWP, system characteristics are predicted (packet transmission delay and others) on each selected frequency channel and the channel busy flag is set in the marker when a critical number of software 2 is registered on the channel to stop new correspondents from accessing it and guarantee specified system characteristics, for example , packet transmission delay is not more than acceptable.
Для устранения помех приемникам собственного НК 1 и на входах приемных модулей широкодиапазонного приемопередатчика 13 и широкодиапазонного приемника 28 удаленных НК с вычислителя 15 АРМ вводится запрет на время передачи данных на соответствующих рабочих частотах. Это обеспечивается вводом плановых данных по рабочим частотам всех НК 1 с привязкой ко времени с вычислителя 15 АРМ ведущего наземного комплекса через соответствующие модули 27 сопряжения и наземную сеть 3 передачи данных, а также коррекцией их с пульта 18 управления АРМ собственного НК 1. Кроме того, в вычислителе 15 АРМ рассчитываются частоты, комбинационные составляющие которых могут находиться в полосе частот приема собственного НК 1, и формируется команда запрета работы на этих частотах. Соединение по наземной сети 3 передачи данных всех НК 1 необходимо для исключения излучения на частотах, которые используются в данный момент времени для обмена данными.To eliminate interference with the receivers of their own NK 1 and at the inputs of the receiving modules of the wide-range transceiver 13 and wide-range receiver 28 of the remote NK from the calculator 15 AWP, a ban on the time of data transmission at the corresponding operating frequencies is introduced. This is ensured by entering the planned data on the operating frequencies of all NK 1 with reference to time from the calculator 15 of the automated workstation of the leading ground complex through the corresponding modules 27 interface and the ground network 3 of data transmission, as well as their correction from the control panel 18 of the automated workstation of their own NK 1. In addition in the calculator 15 AWP calculated frequencies, the combination components of which can be in the frequency band of the reception of their own NK 1, and the command is formed prohibition of work at these frequencies. A connection over the ground network 3 of data transmission of all NK 1 is necessary to exclude radiation at frequencies that are currently used for data exchange.
В бортовом и наземном вычислителях 5 и 15 АРМ хранятся предварительно заложенные таблицы со списками и параметрами наземных комплексов 1, подвижных объектов 2 и наборами назначенных им частот. В бортовом вычислителе 5 заложены также координаты всех НК 1 и их частот связи. Каждый НК 1 периодически излучает сигналы управления/синхронизации/связи, используемые на ПО 2 в качестве маркеров, на всех назначенных ему частотах. На ПО 2 по принятым маркерам определяется НК 1, параметры радиосигналов которого принимаются наиболее устойчиво, и с ним начинается обмен данными. Принимаемые на ПО 2 эти радиосигналы используются для оценки параметров каналов связи на разных диапазонах. Для установления линии связи с НК 1 в бортовом вычислителе 5 ПО 2 автоматически анализируются принимаемые сигналы управления/ синхронизации/связи от наземных комплексов 1 на всех заранее известных частотах и выбираются лучшие частоты, например, по отношению сигнал-помеха или величине мощности принимаемого сигнала и наземные комплексы 1 для реализации известного принципа адаптации по частоте и пространству. По измеренному отношению сигнал-помеха, в бортовом вычислителе 5 ПО 2 выбирается скорость передачи данных, а также виды модуляции и кодирования. Оценка отношения сигнал-помеха осуществляется всеми НК 1 и ПО 2 каждый раз при приеме информационного сообщения или сигнала управления/синхронизации/связи. Сведения об оптимальном на данный момент времени канале сообщаются на противоположную сторону в виде рекомендуемых частоте и скорости передачи данных. В бортовой АПД 9 и программируемом модеме 14 при работе в ДКМВ диапазоне могут быть использованы известные алгоритмы, например, высокоскоростных адаптивных модемов, рассчитанных на работу в каналах с многолучевостью. Для повышения достоверности приема информации может быть использован помехоустойчивый код, например, циклический.On-board and ground computer 5 and 15 AWP stored pre-laid tables with lists and parameters of ground systems 1, moving objects 2 and sets of frequencies assigned to them. The on-board computer 5 also contains the coordinates of all NK 1 and their communication frequencies. Each NK 1 periodically emits control / synchronization / communication signals used on PO 2 as markers at all frequencies assigned to it. At software 2, NK 1 is determined by the accepted markers, the radio signal parameters of which are received most stably, and data exchange begins with it. Received on software 2, these radio signals are used to evaluate the parameters of communication channels on different ranges. To establish a communication line with NK 1 in the on-board computer 5 software 2, the received control / synchronization / communication signals from ground-based systems 1 are automatically analyzed at all previously known frequencies and the best frequencies are selected, for example, in relation to the signal-to-noise ratio or the strength of the received signal and ground complexes 1 for implementing the well-known principle of adaptation in frequency and space. According to the measured signal-to-noise ratio, in the on-board computer 5 software 2 selects the data transfer speed, as well as the types of modulation and coding. Evaluation of the signal-to-noise ratio is carried out by all NK 1 and PO 2 each time a message is received or a control / synchronization / communication signal. Information about the optimal channel at the given time is reported to the opposite side in the form of the recommended frequency and data rate. In the on-board APD 9 and programmable modem 14, when operating in the DKMV band, well-known algorithms can be used, for example, high-speed adaptive modems designed to operate in multipath channels. To increase the reliability of information reception, a noise-resistant code, for example, cyclic, can be used.
После запуска в НК 1 вычислителя 15 автоматизированного рабочего места, выполненного, например, на базе ПЭВМ, осуществляется идентификация программируемого модема 14. После успешной идентификации в программируемый модем 14 загружается текущее время и плановые данные по связи. Регистрация данных информационного обмена с программируемого модема 14 (служебные и информационные части сообщений, контрольные запросы состояний составных частей модема 14, коды текущих событий и их словесные интерпретации) осуществляется в базе данных вычислителя 15 АРМ. В этой базе данных сохраняются данные информационного обмена НК 1 с ПО 2.After starting in NK 1 the computer 15 of the automated workstation, made, for example, on the basis of a personal computer, the identification of the programmable modem 14 is carried out. After successful identification, the programmable modem 14 is loaded with the current time and the planned communication data. The registration of information exchange data from the programmable modem 14 (service and information parts of messages, control requests for the status of component parts of the modem 14, codes of current events and their verbal interpretations) is carried out in the database of the computer 15 of the workstation. This database stores data exchange information NK 1 with 2.
В режиме управления ПО 2 с НК 1 из базы данных вычислителя 15 АРМ выбираются сформированные плановые данные по связи для загрузки в программируемый модем 14. В вычислителе 15 АРМ обеспечивается многосторонний анализ функционирования программируемого модема 14, контроль передающих трактов на соответствие плановым данным по связи и состояния тракта («исправен», «неисправен»). Программно обеспечивается: информационный обмен с ПО 2 формализованными сообщениями, которые реализуют функции проверки связи, изменение рабочей частоты бортовых радиостанций 10 и 23, загрузку плановых данных по связи в бортовой вычислитель 5.In the control mode of software 2 with NK 1, the generated planned communication data for downloading to the programmable modem 14 is selected from the database of the workstation calculator 15. The workstation calculator 15 provides a multilateral analysis of the functioning of the programmable modem 14, and control of the transmission paths for compliance with the planned communication and status data path (“good”, “faulty”). Software is provided: information exchange with software 2 formalized messages that implement the functions of checking communications, changing the operating frequency of on-board radios 10 and 23, downloading planned communication data to the on-board computer 5.
В вычислителе 15 АРМ выполняется операции переформатирования кодограммы из формата канала «воздух-земля» в формат наземной сети 3 передачи данных с запоминанием в базе данных и из формата наземной сети 3 передачи данных в формат канала «воздух-земля» с запоминанием в базе данных, обеспечивается взаимодействие с модулем 27 сопряжения по передаче/приему кодограмм в формате наземной сети 3 передачи данных и формируется управляющий сигнал завершения передачи или приема кодограммы.In the calculator 15 AWP, the operations of reformatting the codogram from the format of the air-ground channel to the format of the terrestrial network 3 data transmission with storing in the database and from the format of the land network 3 data transmission to the format of the air-ground channel with storing in the database, provides interaction with the module 27 interface for transmitting / receiving codograms in the format of a terrestrial data network 3 and generates a control signal to complete the transmission or reception of the codogram.
При одновременном обнаружении широкодиапазонным приемником 28 с антенной 29 радиосигналов от разных ПО 2 в вычислителе 15 АРМ обрабатываются оба сигнала. Если принятые радиосигналы одного диапазона, то вычислителем 15 АРМ формируется ответ в порядке поступления или в зависимости от приоритета сообщения. Диаграмма направленности широкодиапазонной приемной антенны 29 и число модулей (каналов) широкодиапазонного приемника 28 выбирается таким образом, чтобы обеспечить связь с любым ПО 2, находящимся по азимуту или 360 градусов или в заданном секторе и во всех выделенных для связи диапазонах. Число каналов в каждом из приемников 28 зависит от числа рабочих частот, необходимых для одновременного обслуживания заданного количества подвижных объектов. В вычислителе 15 АРМ всех НК 1 осуществляется непрерывный анализ принимаемых радиосигналов, совместная обработка их, выработка решения и выдача в следующих сообщениях (при необходимости) на подвижные объекты 2 номинала частоты рабочего канала с лучшими на данный момент времени параметрами, а также контроль их работоспособности.When a wide-range receiver 28 with an antenna 29 simultaneously detects radio signals from different software 2, both signals are processed in the workstation calculator 15. If the received radio signals are of the same range, then the calculator 15 AWP generates a response in the order of receipt or depending on the priority of the message. The radiation pattern of the wide-band receiving antenna 29 and the number of modules (channels) of the wide-band receiver 28 are selected in such a way as to ensure communication with any software 2 located in azimuth or 360 degrees or in a given sector and in all ranges allocated for communication. The number of channels in each of the receivers 28 depends on the number of operating frequencies needed to simultaneously serve a given number of moving objects. In the computer calculator 15 AWP of all NK 1, a continuous analysis of the received radio signals is carried out, their joint processing, development of a solution and the issuance in the following messages (if necessary) of moving objects 2 of the nominal frequency of the working channel with the best parameters at the given time, as well as monitoring their performance.
Таким образом, каждый из ПО 2 может выходить на связь поочередно на нескольких рабочих частотах, известных всем участникам движения вне зависимости от его местонахождения. При движении ПО 2 выходит на связь, выбирая для связи тот НК 1, помеховая обстановка и условия распространения радиоволн для связи с которым в данный момент времени являются оптимальными. Сведения о канале связи и выбранном НК 1 формируются в ведущем НК 1. При этом совсем не обязательно, чтобы выбранный НК 1 был ближайшим к ПО 2. Составленный таким образом канал связи между ПО 2 и получателем (источником) информации без бортового оборудования, как правило, будет включать радиоканал связи, антенну из набора 12 антенн разных диапазонов, приемопередатчик 13, модем 14, вычислитель 15 АРМ, модуль 27 сопряжения (в составе НК 1) и наземную сеть 3 передачи данных с входом/выходом 4 системы, к которому двусторонними связями подключен получатель (источник) информации. С помощью бортового вычислителя 5 и наземного вычислителя 15 АРМ постоянно будет выбираться оптимальная рабочая частота на основании данных измерений параметров каналов связи. В наземных комплексах 1 также анализируются параметры радиосигнала, передаваемого с ПО 2. По результатам измерений определяется оптимальная на данный момент времени частота, величина которой передается на все ПО 2, находящиеся в этом районе.Thus, each of PO 2 can communicate in turn at several operating frequencies, known to all participants in the movement, regardless of its location. When moving, software 2 communicates, choosing for communication that NK 1, the interference environment and the conditions of propagation of radio waves for communication with which at the given moment are optimal. Information about the communication channel and the selected NK 1 is generated in the leading NK 1. At the same time, it is not necessary that the selected NK 1 be closest to the software 2. The communication channel thus constructed between the software 2 and the receiver (source) of information without on-board equipment, as a rule , will include a radio channel, an antenna from a set of 12 antennas of different ranges, a transceiver 13, a modem 14, an AWP calculator 15, a pairing module 27 (as a part of the NK 1) and a terrestrial data network 3 with input / output 4 of the system, to which there are two-way communications connected receiver (and source) of information. Using the on-board computer 5 and the on-board computer 15 AWP, the optimal operating frequency will be constantly selected based on the measurement data of the parameters of the communication channels. In ground-based complexes 1, the parameters of the radio signal transmitted from software 2 are also analyzed. Based on the measurement results, the optimum frequency at the given time is determined, the value of which is transmitted to all software 2 located in this area.
Ведущий НК 1, кроме рассмотренных выше операций, выполняет функцию управления процессами, происходящими в системе. К функциям управления ведущего НК 1 добавляются операции управления частотами, таблицей состояния и регистрации ПО 2, системной таблицей, конфигурацией, качеством передачи данных, обработкой сигналов тревоги и дистанционной диагностики. С вычислителя 15 АРМ через модуль сопряжения 27, вход/выход 4 наземной сети 3 передачи данных обеспечивается интерфейс с расположенными на земле источниками (получателями) информации системы и программирование бортовых вычислителей 5 подвижных объектов 2 на аэродроме во время предполетной подготовки. Синхронизация работы наземной сети 3 передачи данных осуществляется на основе использования всеми абонентами - участниками движения единого глобального всемирного координированного времени (UTC), получаемого от существующих объектов глобальной навигационной спутниковой системы.Leading NK 1, in addition to the operations discussed above, performs the function of controlling the processes occurring in the system. The control functions of the master NK 1 are supplemented by the operations of frequency management, status table and registration of software 2, system table, configuration, data transfer quality, alarm processing and remote diagnostics. From the calculator 15 AWP through the interface module 27, the input / output 4 of the terrestrial data network 3, an interface is provided with the system information sources (receivers) located on the ground and the on-board computers 5 of the moving objects 2 are programmed at the aerodrome during pre-flight preparation. The synchronization of the work of the terrestrial network 3 data transmission is carried out on the basis of the use of all subscribers - participants in the movement of a single global universal time (UTC), received from existing objects of the global navigation satellite system.
В одном из режимов работы системы для повышения надежности связи с помощью широкодиапазонного приемника 28 с антенной 29 и вычислителя 15 АРМ могут быть организованы резервные каналы приема сигналов с подвижных объектов 2. За счет постоянного слежения с помощью вычислителя 15 АРМ за местоположением ПО 2 и построения (при необходимости) их экстраполяционных трасс в вычислителе 15 АРМ рассчитывается время вхождения их в зону прямой видимости радиосредств соответствующего НК 1 и в эти моменты времени формируются команды на переключение узлов 13 и 14 для работы в более высокоскоростных радиолиниях связи.In one of the operating modes of the system, to increase the reliability of communication using a wide-range receiver 28 with an antenna 29 and an AWP calculator 15, redundant channels for receiving signals from moving objects 2 can be organized due to the constant tracking of the location of software 2 and construction using the AWP calculator 15 ( if necessary) of their extrapolation traces in the calculator 15 AWP, the time of their entry into the line of sight of the radio means of the corresponding NK 1 is calculated and at these points in time commands are formed for switching nodes 13 and 14 for operation in higher speed radio links.
Для взаимодействия наземных комплексов 1, оконечных пользователей и ПО 2 используется наземная сеть 3 передачи данных. Она может быть реализована различными известными способами, например, при межсетевой работе НК 1 через центры коммутации пакетов в соответствии с протоколом Х.25 [4]. Соединения между НК 1 и центрами коммутации пакетов Х.25 (маршрутизаторами) могут обеспечиваться через специально выделенные или арендуемые каналы связи. Они позволят транслировать сообщение, адресованное пользователем определенному ПО 2 на тот наземный комплекс 1, на котором данный ПО 2 «зарегистрирован», и где в данный момент времени обеспечиваются оптимальные условия приема. Система радиосвязи с подвижными объектами может работать в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенного при планировании связи.For the interaction of ground-based complexes 1, end users and software 2, a ground-based data network 3 is used. It can be implemented in various known ways, for example, during the interworking of NK 1 through packet switching centers in accordance with the X.25 protocol [4]. Connections between NK 1 and X.25 packet switching centers (routers) can be provided through specially allocated or leased communication channels. They will allow broadcasting the message addressed by the user to a specific software 2 to the ground complex 1 where this software 2 is “registered” and where optimal reception conditions are provided at a given time. A radio communication system with moving objects can operate automatically without operator intervention at selected frequencies from the list of frequencies assigned during communication planning.
Предложенное динамическое управление ресурсами связи позволяет увеличить коэффициент использования оборудования и количество обслуживаемых системой подвижных объектов.The proposed dynamic management of communication resources allows to increase the utilization of equipment and the number of mobile objects served by the system.
На момент подачи заявки разработаны алгоритмы функционирования и соответствующее программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы 1-11, 15-24, 27 одинаковые с прототипом. Бортовая станция спутниковой связи 25, бортовая антенна станции спутниковой связи 26 и блок управления бортовой антенной бортовой станции спутниковой связи 32 могут быть реализованы на серийном оборудовании бортовой станции спутниковой связи «Багет-К». Вводимые широкодиапазонные приемник 28 и приемопередатчик 13 могут быть выполнены соответственно на серийных радиоприемниках и непосредственно на широкодиапазонной радиостанции ШДР-27 ИСКМ.464524.031 соответственно. Вычислители 5 на ПО 2, 15 АРМ на НК 1 могут быть выполнены, например, на плате процессорной 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems и ЭВМ типа «Багет-01-07» ЮКСУ.466225.001 соответственно. В качестве антенн для подвижного объекта может быть использованы серийные типовые самолетные килевые пазовые антенны типа «Щель», а для НК - набор типовых полуволновых вибраторов или ФАР. В качестве модуля связи 27 может быть использована плата Х.25.At the time of application submission, functioning algorithms and corresponding software of the claimed radio communication system have been developed. Nodes 1-11, 15-24, 27 are the same as the prototype. The onboard satellite communication station 25, the onboard antenna of the satellite communication station 26 and the control unit for the onboard antenna of the onboard satellite communication station 32 can be implemented on the serial equipment of the Baget-K satellite communication station. Introduced wide-range receiver 28 and transceiver 13 can be performed respectively on serial radios and directly on the broadband radio station SDR-27 ISKM.464524.031, respectively. Computers 5 on software 2, 15 AWP on NK 1 can be performed, for example, on a processor board 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card from Octagon Systems and a baguette-01-07 computer YuKSU.466225.001 respectively. As antennas for a moving object can be used serial typical aircraft keel groove antennas of the "Slit" type, and for NK - a set of typical half-wave vibrators or headlamps. As the communication module 27, an X.25 board may be used.
ЛИТЕРАТУРА:LITERATURE:
1. Патент РФ №52 290 U1. М. кл. Н04В 7/26, 2006.1. RF patent No. 52 290 U1. M. cl. HB04 7/26, 2006.
2. Патент РФ №82 971 U1. М. кл. Н04В 7/26, 2009 (прототип).2. RF patent No. 82 971 U1. M. cl. HB04 7/26, 2009 (prototype).
3. Д.С.Конторов, Ю.С.Голубев-Новожилов. Введение в радиолокационную системотехнику. - М.; Сов. Радио, 1971, 367 с.3. D.S. Kontorov, Yu.S. Golubev-Novozhilov. Introduction to radar systems engineering. - M .; Owls Radio, 1971, 367 pp.
4. Б.И.Кузьмин «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция» ИКАО CNS/ATM. Москва Санкт-Петербург: ОАО «НИИЭР», 1999, 206 с.4. B.I. Kuzmin “Digital Telecommunication Networks and Systems”, part 1 “Concept” of ICAO CNS / ATM. Moscow St. Petersburg: NIIER OJSC, 1999, 206 p.
5. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.5. GPS - a global positioning system. - M .: PRIN, 1994, 76 p.
6. Руководство по ВЧ-линии передачи данных (Doc9741 - AN/962). Издание первое. - ICAO, 2000, 148 с.6. Guidance on the HF data link (Doc9741 - AN / 962). First edition. - ICAO, 2000, 148 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010149400/09U RU106063U1 (en) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010149400/09U RU106063U1 (en) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU106063U1 true RU106063U1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010149400/09U RU106063U1 (en) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU106063U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815918C1 (en) * | 2023-04-19 | 2024-03-25 | Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | Multi-position radar method |
-
2010
- 2010-12-02 RU RU2010149400/09U patent/RU106063U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815918C1 (en) * | 2023-04-19 | 2024-03-25 | Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | Multi-position radar method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2309543C2 (en) | System for radio communication with moving objects | |
RU68211U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU77738U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2557801C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU2319304C2 (en) | Complex of onboard digital communication instruments | |
RU2516704C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU44907U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2686456C1 (en) | Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements | |
RU2544007C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU103046U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2530015C2 (en) | System of radio communication with moving objects | |
RU2505929C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU115592U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU106064U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2518014C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU2535922C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU52290U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2516686C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU82971U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2427078C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
RU106062U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU99261U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
RU2535923C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
US20020004401A1 (en) | Method for enhancing the reliability and efficiency of aeronautical data communications networks using synchronization data transmitted by VHF data link mode 4 aircraft stations | |
RU106063U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20120702 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151203 |