RU2158933C1 - System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system - Google Patents
System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158933C1 RU2158933C1 RU99126130/09A RU99126130A RU2158933C1 RU 2158933 C1 RU2158933 C1 RU 2158933C1 RU 99126130/09 A RU99126130/09 A RU 99126130/09A RU 99126130 A RU99126130 A RU 99126130A RU 2158933 C1 RU2158933 C1 RU 2158933C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- message
- input
- output
- information
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для передачи и приема служебной информации по радионавигационному каналу, импульсно-фазовой радионавигационной системы (ИФРНС), в частности контрольно-корректирующей информации (ККИ) при реализации дифференциальных подсистем спутниковых радионавигационных систем (СРНС). The invention relates to radio navigation and can be used to transmit and receive service information on the radio navigation channel, pulse-phase radio navigation system (IFRNS), in particular control and corrective information (KKI) when implementing differential subsystems of satellite radio navigation systems (SRNS).
Известны различные системы передачи информации по радионавигационному каналу ИФРНС. There are various systems for transmitting information on the radio navigation channel IFRNS.
В [1, 2] описана система передачи информации в ИФРНС LORAN-C, использующая амплитудную манипуляцию 0/1 ("мерцания") двух первых импульсов в пачке импульсов навигационного сигнала LORAN-C для передачи сообщений о выходе параметров передающей станции ИФРНС за пределы технологических допусков. Для данной системы характерны ограниченность типов сообщений, которые могут быть переданы, и относительно невысокая помехоустойчивость передачи, обусловленная выбранным типом модуляции - простой амплитудной манипуляцией. In [1, 2], the information transmission system in the LORAN-C IFRS was described, using the 0/1 amplitude “flicker” of the first two pulses in the pulse train of the LORAN-C navigation signal to transmit messages about the output of the IFRNS transmitting station parameters beyond the technological tolerances. This system is characterized by the limited types of messages that can be transmitted, and the relatively low noise immunity of the transmission, due to the chosen type of modulation - simple amplitude manipulation.
Существенно лучшими характеристиками обладает система передачи информации по радионавигационному каналу, используемая в ИФРНС "Чайка" [3]. В системе предусматривается формирование дополнительного к пачке импульсов навигационного сигнала служебного радиоимпульса, который манипулируется по фазе несущей в соответствии с передаваемым служебным сообщением с использованием для повышения помехоустойчивости биортогонального кода Рида-Миллера. К недостаткам этой системы, помимо необходимости формирования для передачи сообщений дополнительных служебных импульсов, следует отнести низкую эффективную скорость передачи информации, которая при существующих характеристиках ИФРНС согласно [3] не превышает 3 бод. Significantly better characteristics are possessed by the radio navigation channel information transmission system used in the Chaika IFRNS [3]. The system provides for the formation of an additional service pulse to the burst of pulses of the navigation signal, which is manipulated by the phase of the carrier in accordance with the transmitted service message using a Reorth-Miller biorthogonal code to increase the noise immunity. The disadvantages of this system, in addition to the need to form additional service impulses for the transmission of messages, include the low effective information transfer rate, which, given the existing IFRNS characteristics, according to [3], does not exceed 3 baud.
В определенной мере недостатков системы [3] лишена система передачи информации по радионавигационному каналу ИФРНС, описанная в [4]. Для передачи информации в системе предлагается использовать временную (фазовую) манипуляцию на ±1 мкс двух последних из восьми импульсов пачки импульсов навигационного сигнала LORAN-C. При этом в целях снижения потерь для основной функции системы - навигационной, обусловленных использованием радионавигационного сигнала для передачи информации, в [4] предлагается применять комбинации с нулевой суммой индексов модуляции на группе пачек импульсов навигационного сигнала. To some extent, the drawbacks of the system [3] are deprived of the system for transmitting information on the radio-navigation channel IFRNS described in [4]. To transmit information in the system, it is proposed to use temporary (phase) manipulation of ± 1 μs of the last two of the eight pulses of a packet of pulses of a navigation signal LORAN-C. Moreover, in order to reduce losses for the main function of the system - navigation, due to the use of the radio navigation signal to transmit information, it is proposed in [4] to use combinations with zero sum of modulation indices on a group of bursts of pulses of the navigation signal.
Дальнейшим развитием системы [4] является система EUROFIX [5, 6], в которой для передачи информации используется трехуровневая (-1, 0, +1) временная (фазовая) модуляция с уровнем манипуляции ±1 мкс шести последних импульсов в пачке импульсов навигационного сигнала LORAN-C. Основное назначение системы - передача потребителям сообщений с контрольно-корректирующей информацией (ККИ) при реализации дифференциальной подсистемы спутниковой радионавигационной системы (СРНС). Для снижения потерь в реализации навигационной функции используются комбинации с нулевой суммой индексов модуляции в пределах каждой группы из шести импульсов. Для повышения помехоустойчивости передачи информации предусматривается сопровождение каждого сообщения корректирующими кодами, в частности кодом Рида-Соломона, обеспечивающими при приеме информации обнаружение и исправление ошибочно принятых элементов сообщения. A further development of the system [4] is the EUROFIX system [5, 6], in which three-level (-1, 0, +1) time (phase) modulation with a manipulation level of ± 1 μs of the last six pulses in a burst of pulses of a navigation signal is used to transmit information LORAN-C. The main purpose of the system is to transmit to consumers messages with control and corrective information (CQI) when implementing the differential subsystem of the satellite radio navigation system (SRNS). To reduce losses in the implementation of the navigation function, combinations with zero sum of modulation indices within each group of six pulses are used. To increase the noise immunity of the transmission of information, it is envisaged that each message be accompanied by corrective codes, in particular the Reed-Solomon code, which, when receiving information, will detect and correct erroneously received message elements.
Система EUROFIX [6], в которой осуществляются передача и прием информационных сообщений по радионавигационному каналу ИФРНС, принята в качестве прототипа. The EUROFIX system [6], in which information messages are transmitted and received via the IFRNS radio navigation channel, is adopted as a prototype.
Структурная схема системы-прототипа представлена на фиг. 1. Система-прототип содержит передатчик 1 и приемник 2. В состав передатчика 1 входят антенно-передающее устройство (АПУ) 3, формирователь опорных сигналов (ФОС) 4, счетчик (Сч) 5, регистр кода управления (РКУ) 6, блок сравнения (БС) 7, блок промежуточного хранения (БПХ) 8, блок кодирования (БК) 9, блок управления кодированием (БУК) 10, формирователь корректирующих кодов (ФКК) 11 и блок записи сообщений (БЗС) 12. Вход сообщений БЗС 12 является информационным входом передатчика 1. Информационные входы-выходы БЗС 12, ФКК 11, БУК 10, БК 9 и БПХ 8 соединены шиной информационного обмена. Выход управляющего кода БПХ 8 соединен с соответствующим входом РКУ 6, выходы разрядов которого подключены к вторым входам соответствующих разрядов БС 7, первые входы разрядов которого соединены с выходами соответствующих разрядов Сч 5, вход тактовых импульсов которого подключен к первому выходу ФОС 4, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом импульса записи РКУ 6 и задающим входом БУК 10. Выход БС 7 соединен с входом задающих импульсов АПУ 3, выход навигационных сигналов которого является выходом радиосигналов передатчика 1. The block diagram of the prototype system is shown in FIG. 1. The prototype system contains a
В состав приемника 2 входят приемно-преобразовательное устройство (ППУ) 13, формирователь тактовых сигналов (ФТС) 14, блок формирования отсчета (БФО) 15, счетчик (Сч) 16, блок хранения отсчетов пачки (БХОП) 17, блок управления декодированием (БУД) 18, блок декодирования (БД) 19, блок хранения принятого сообщения (БХПС) 20, блок корректировки сообщения (БКС) 21 и выходной блок хранения (ВБХ) 22. Выход сообщений ВБХ 22 является информационным выходом приемника. Информационные входы-выходы ВБХ 22, БКС 21, БХПС 20, БД 19, БУД 18 и БХОП 17 соединены шиной информационного обмена. Кодовый вход БХОП 17 соединен с выходом БФО 15, управляющий и информационный входы которого соединены соответственно с выходом сигнального строба ППУ 13 и с выходами соответствующих разрядов Сч 16. Тактовый вход Сч 16 подключен к первому тактовому выходу ФТС 14, вход сигнала синхронизации которого соединен с выходом синхроимпульсов ППУ 13, а второй тактовый выход ФТС 14 соединен с задающим входом БУД 18. Вход навигационных сигналов ППУ 13 является входом радиосигналов приемника 2, который соединен радионавигационным каналом с выходом радиосигналов передатчика 1. The composition of the
Система-прототип работает следующим образом. The prototype system works as follows.
В соответствии со стандартными процедурами, описанными, например, в [7; 8, стр.311-319; 9, разд. 2.4, 3.2, 3.3, гл.4], передатчик 1 формирует на выходе радиосигналов следующие с заданным периодом пачки импульсов навигационного сигнала, которые по радионавигационному каналу поступают на вход радиосигналов приемника 2. In accordance with standard procedures described, for example, in [7; 8, p. 311-319; 9, sect. 2.4, 3.2, 3.3, Ch. 4], the
Согласно [5, 6] в системе-прототипе при передаче сообщений используются комбинации с нулевой суммой индексов модуляции в пределах группы из шести импульсов. Соответственно, при основании кода модуляции m = 3 и длине посылки n = 6 число таких комбинаций A0 (3,6) = 141, что позволяет с помощью одной пачки импульсов навигационного сигнала передать слово из семи бит (27 = 128 < 141). В связи с этим в системе-прототипе принято, что каждое сообщение (P) состоит из 8 слов по 7 двоичных бит в каждом, всего из 56 бит. При этом каждое передаваемое по радионавигационному каналу полное сообщение (W) содержит информационную часть - P - и корректирующие коды.According to [5, 6], in the prototype system when transmitting messages, combinations with a zero sum of modulation indices within a group of six pulses are used. Accordingly, with the base of the modulation code m = 3 and the sending length n = 6, the number of such combinations is A 0 (3.6) = 141, which allows using a single packet of pulses of the navigation signal to transmit a word of seven bits (2 7 = 128 <141) . In this regard, in the prototype system, it is assumed that each message (P) consists of 8 words of 7 binary bits in each, a total of 56 bits. In addition, each complete message (W) transmitted via the radio navigation channel contains the information part - P - and correction codes.
Подлежащее передаче сообщение P поступает на информационный вход передатчика 1 и записывается (при наличии разрешения на запись) в БЗС 12 в виде блока из 8 семибитных слов. Затем по управляющим командам от БУК 10 производится модуляция задержки (фазы) последних шести импульсов в пачках радионавигационного сигнала передатчика 1 последовательно каждым из слов передаваемого сообщения, например, следующим образом. С третьего входа ФОС 4 на задающий вход БУК 10 поступает импульс, соответствующий моменту окончания второго радиоимпульса из пачки импульсов навигационного сигнала. The message P to be transmitted is received at the information input of the
В БУК 10 устанавливается число символов (импульсов, модулированных по задержке информацией), подлежащих передаче, η = n = 6 и формируется команда на передачу первого из 8 слов из БЗС 12 в ФКК 11 и в БК 9. В ФКК 11 начинается в соответствии с алгоритмами, описанными, например, в [10, стр.128-133, 224-231, 435-446; 11, стр.304-310, 391-398], формирование корректирующих кодов. В БК 9 каждому слову из 1 = 7 двоичных бит ставится в соответствие априори установленная комбинация из n•q=12 двоичных бит, где n = 6 - число символов, модулируемых кодом по основанию m = 3, q = 2 - два бита, описывающих состояние каждого из n символов в троичной системе (-1, 0, 1). Из БК 9 комбинация из n х q символов записывается в БПХ 8. In
С второго и третьего выходов ФОС 4 на вход импульса записи РКУ 6 и задающий вход БУК 10 поступают следующие импульсы, по которым с выхода управляющего кода БПХ 8 первые два бита из n пар переписываются в РКУ 6. В БУК 10 при этом уменьшается на единицу число символов η, подлежащих передаче, и производится проверка условия η = 0. При η > 0 БУК 10 вырабатывает команду на сдвиг в БПХ 8 записанной в нем комбинации 1 на два бита, подготавливая модуляцию следующего импульса навигационного сигнала. Одновременно записанный в РКУ 6 управляющий код поступает на вторые входы соответствующих разрядов БС 7, где он сравнивается с текущим состоянием соответствующих разрядов Сч 5, на вход тактовых импульсов которого поступают импульсы с первого выхода ФОС 4, обеспечивая период пересчета Сч 5, равный интервалу следования импульсов в пачке импульсов навигационного сигнала передатчика 1. При совпадении состояний соответствующих разрядов Сч 5 и РКУ 6 БС 7 формирует импульсы, поступающие на вход задающих импульсов АПУ 3, который формирует на своем выходе навигационных сигналов очередной импульс из пачки импульсов навигационного сигнала передатчика 1. При этом изменение состояния q разрядов РКУ 6 обеспечивает сдвиг момента формирования очередного импульса в АПУ 3 с шагом 1 мкс в пределах ±1 мкс. From the second and third outputs of
Таким образом осуществляется передача одного символа. Thus, one character is transmitted.
Затем описанная выше процедура передачи символа повторяется, обеспечивая последовательную передачу в радионавигационный канал посылки из шести модулированных импульсов, что соответствует передаче одного двоичного слова из семи бит. Then, the procedure for transmitting the symbol described above is repeated, providing sequential transmission of six modulated pulses to the radio navigation channel, which corresponds to the transmission of one binary word of seven bits.
При выполнении условия η = 0 БУК 10 передает в БПХ 8 команду на установку на его выходе начального кода, соответствующего несмещенному состоянию импульса в пачке импульсов навигационного сигнала, которое по очередному импульсу от ФОС 4 переписывается в РКУ 6, после чего ФОС 4 прекращает выдачу импульсов: на тактовый вход Сч 5 - до начала формирования следующей пачки навигационного сигнала, а на вход записи РКУ б и задающий вход БУК 10 - до окончания формирования второго импульса следующей пачки. Одновременно БУК 10 увеличивает на единицу устанавливаемое в нем число переданных слов (λi) Затем в БУК 10 последовательно проводятся проверки выполнения условий λi≤8 и λi≤λo = 30, где согласно [5, 6] λo - полное число передаваемых слов в системе-прототипе, включающее собственно информационное сообщение и корректирующие коды.If the condition η = 0 is fulfilled, the
Если λi<8, то при возобновлении поступления импульсов от ФОС 4 на задающий вход БУК 10 вся описанная выше процедура передачи слова повторяется, причем из БЗС 12 в ФКК 11 и в БК 9 передается каждый раз слово из сообщения P, номер которого задается величиной Ni= λi-1+1.
Если λi= 8, что соответствует окончанию передачи информационной части сообщения W из 8 слов, то при возобновлении поступления импульсов из ФОС 4 в БУК 10 процедура передачи слова повторяется, но передача слов из БЗС 12 в ФКК 11 и в БК 9 прекращается и ФКК 11 по команде из БУК 10 переводится из режима формирования корректирующих кодов в режим пословной передачи этих кодов в БК 9.If λ i <8, then upon the resumption of pulses from
If λ i = 8, which corresponds to the end of the transmission of the information part of message W of 8 words, then when the impulses from
Если λi = 30, то БУК 10 дает команду на обнуление ФКК 11, устанавливает значение λ = 0 и передает в БЗС 12 разрешение на запись следующего сообщения из 56 бит, после чего вся описанная выше процедура передачи очередного сообщения повторяется.If λ i = 30, then BEECH 10 gives a command to reset
Пачки импульсов навигационного сигнала, в каждой из которых шесть последних импульсов промодулированы по задержке (фазе) указанным образом информационным сообщением, с выхода радиосигналов передатчика 1 по радионавигационному каналу поступают через вход радиосигналов приемника 2 на вход навигационного сигнала ППУ 13, который в соответствии с алгоритмами, описанными, например, в [9, с. 121- 142], производит обнаружение и слежение за принятым сигналом. При этом на выходе сигнального строба ППУ 13 формируются видеоимпульсы, соответствующие моментам приема в приемнике 2 маркерной позиции каждого отдельного импульса из состава навигационного сигнала передатчика 1, а на выходе синхроимпульсов ППУ 13 формируются видеоимпульсы, отслеживающие осредненное на интервале слежения значение моментов приема маркерных позиций импульсов навигационного сигнала передатчика 1 и, следовательно, синхронизированных с периодом и моментами начала приема в приемнике 2 пачек радиоимпульсов навигационного сигнала передатчика 1. Под маркерной позицией понимается априори определенная позиция в каждом импульсе навигационного сигнала передатчика 1, на которой в приемнике 2 производится отсчет радионавигационного параметра. The bursts of pulses of the navigation signal, in each of which the six last pulses are modulated by the delay (phase) in this way with an information message, from the output of the radio signals of the
Видеоимпульсы с выхода синхроимпульсов ППУ 13 подаются на вход сигнала синхроимпульсов ФТС 14, который формирует на первом тактовом выходе синхронизированные с этими видеоимпульсами тактовые импульсы, которые поступают на тактовый вход Сч 16 и обеспечивают формирование периода пересчета Сч 16, синхронного и синфазного с усредненными моментами приема в приемнике 2 маркерных позиций импульсов навигационного сигнала передатчика 1. Циклически изменяющийся код с выходов соответствующих разрядов Сч 16 подается на информационные входы БФО 15, в котором при поступлении на его управляющий вход видеоимпульса с выхода сигнального строба ППУ 13 фиксируется текущее состояние соответствующих разрядов Сч 16. The video pulses from the output of the clock pulses of the
При этом на выходе БФО 15 формируется отсчет, пропорциональный задержке (-1, 0, +1) мкс конкретного импульса из пачки относительно осредненных на интервале слежения моментов приема импульсов из пачек импульсов навигационного сигнала передатчика 1. At the same time, a countdown is formed at the output of the
Затем, по управляющим командам от БУД 18 производится декодирование принятого сообщения, выделение и исправление ошибок в принятом сообщении и запись информационной части сообщения, например, следующим образом. Then, according to the control commands from the
По окончании третьего импульса из пачки импульсов навигационного сигнала из ФТС 14 на задающий вход БУД 18 поступает импульс, после чего БУД 18 формирует команду на запись первого кода задержки импульса радионавигационного сигнала из БФО 15 в БХОП 17 и увеличивает на единицу число принятых кодов задержки ηi. Затем в БУД 18 производится проверка условия ηi≤ n = 6, где n - длина информационной посылки.At the end of the third pulse, a pulse is received from the pulse train of the navigation signal from the
Если ηi< 6, то описанная выше процедура повторяется, обеспечивая последовательную запись в БХОП 17 кодов задержки шести последних импульсов из пачки импульсов навигационного сигнала.If η i <6, then the procedure described above is repeated, providing a sequential record in
Если ηi= 6, то БУД 18 дает команду на передачу комбинации из шести кодов задержки из БХОП 17 на вход БД 19, где каждой такой комбинации ставится в соответствие априори установленная комбинация из 1 = 7 двоичных бит, которая затем записывается как отдельное слово принятого сообщения в БХПС 20. Затем в БУД 18 увеличивается на единицу число принятых слов сообщения λi, после чего БУД 18 устанавливает исходное значение числа принятых символов ηi= 0 и производит проверку условия λi≤ λ0= 30, где λ0 - общее число слов, включающее информационную часть - 8 слов - и корректирующие коды.If η i = 6, then the
Если λi< 30, то с началом приема в приемнике 2 следующей пачки импульсов навигационного сигнала от передатчика 1 описанная выше процедура приема слова повторяется, причем номер слова, записываемого в БХПС 20, задается величиной Ni= λi-1+1.
Если λi= 30, что соответствует в системе-прототипе окончанию приема полного сообщения W, то БУД 18 вырабатывает команду на передачу всего принятого сообщения из БХПС 20 в БКС 21, где в соответствии с алгоритмами, описанными, например, в [10, стр. 185-209; 11, стр.315-337, 399-407], производится обнаружение и исправление ошибок в принятом сообщении. После окончания процедуры корректировки сообщения из БКС 21 в БУД 18 передается признак результата корректировки (РК).If λ i <30, then with the start of reception in
If λ i = 30, which corresponds to the end of the reception of the complete message W in the prototype system, then the
Если РК = 1, что обозначает либо отсутствие ошибок, либо исправление всех обнаруженных ошибок в принятом сообщении, то БУД 18 формирует команду, по которой информационная часть принятого сообщения (P) - первые 8 семибитных слов - записываются из БКС 21 в ВБХ 22, и сопровождает эту команду записью в ВБХ 22 признака готовности сообщения, после чего в БУД 18 устанавливается исходное значение λi= 0 и обнуляются БХОП 17, БХПС 20 и БКС 21.If RK = 1, which means either the absence of errors or the correction of all detected errors in the received message, then the
Если РК = -1, это означает, что число ошибок в принятом сообщении больше, чем позволяют исправить переданные в нем корректирующие коды. В этом случае все описанные в предыдущем абзаце процедуры повторяются, но БУД 18 записывает в ВБХ 22 признак ошибочного приема сообщения. If PK = -1, this means that the number of errors in the received message is greater than the correction codes transmitted in it can be corrected. In this case, all the procedures described in the previous paragraph are repeated, but the
Затем описанные выше процедуры приема очередного сообщения повторяются. Then, the above-described procedures for receiving the next message are repeated.
Таким образом, в системе-прототипе за счет модуляции задержки (фазы) шести последних импульсов в пачке радионавигационного сигнала обеспечиваются передача и прием информационных сообщений по радионавигационному каналу ИФРНС. Thus, in the prototype system, due to modulation of the delay (phase) of the last six pulses in the packet of the radio navigation signal, the transmission and reception of information messages through the radio navigation channel of the IFRS are provided.
При этом, как указано в [6], обеспечивается высокая достоверность передачи со средней эффективной скоростью Vпр. = 26,7 бод при потерях для реализации потребителями ИФРНС основной навигационной функции: максимальных - не более 0,79 дБ, средних - не более 0,41 дБ, что соответствует средним относительным затратам энергетики сигнала ИФРНС на передачу информации 15,4•10-3 дБ/бод.Moreover, as indicated in [6], high reliability of transmission is ensured with an average effective speed of V av = 26.7 baud with losses for the implementation by the IFRNS users of the main navigation function: maximum - not more than 0.79 dB, average - not more than 0 , 41 dB, which corresponds to the average relative energy costs of the IFRNS signal for transmitting information 15.4 • 10 -3 dB / baud.
Поскольку основное назначение системы-прототипа - передача потребителям сообщений с контрольно-корректирующей информацией (ККИ) при реализации дифференциальной подсистемы СРНС, то формат сообщения из 56 бит в системе-прототипе унифицирован с девятым кадром сообщений стандарта RTCM [12]. Since the main purpose of the prototype system is to transmit to consumers messages with control and corrective information (CQI) when implementing the differential subsystem of the SRNS, the message format of 56 bits in the prototype system is unified with the ninth frame of RTCM messages [12].
Однако в [12] минимальная рекомендованная скорость передачи составляет 50 бод, тогда как система-прототип обеспечивает среднюю эффективную скорость передачи (Vпр. = 26,7 бод) примерно в 1,85 раза меньше.However, in [12], the minimum recommended transmission rate is 50 baud, while the prototype system provides an average effective transmission rate (V ex = 26.7 baud) of about 1.85 times less.
Кроме того, система-прототип ориентирована на передачу только одного формата сообщений с жестко заданной длиной (56 бит), в то время как в [12] рекомендованы к использованию различные форматы сообщений, причем основной из них - кадр первого типа - является сообщением с переменной длиной. In addition, the prototype system is focused on the transmission of only one message format with a fixed length (56 bits), while in [12] various message formats were recommended, the main one being a frame of the first type being a variable message long.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи передачи информационных сообщений переменной длины при повышении скорости передачи, по крайней мере, до значений, удовлетворяющих рекомендациям [12]. The claimed invention is directed to solving the problem of transmitting information messages of variable length while increasing the transmission speed, at least to values that satisfy the recommendations [12].
Сущность изобретения заключается в том, что в системе передачи и приема информационных сообщений по радионавигационному каналу ИФРНС, содержащей передатчик и приемник, причем передатчик содержит антенно-передающее устройство, вход задающих импульсов которого соединен с выходом блока сравнения, первые входы разрядов которого соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, вход тактовых импульсов которого подключен к первому выходу формирователя опорных сигналов, второй выход которого соединен с входом импульсов записи регистра кода управления, выходы разрядов которого подключены к вторым входам соответствующих разрядов блока сравнения, а третий выход формирователя опорных сигналов соединен с задающим входом блока управления кодированием, информационные входы-выходы которого соединены шиной информационного обмена с информационными входами-выходами блока кодирования, формирователя корректирующих кодов, блока записи сообщений и блока промежуточного хранения, выход управляющего кода которого соединен с соответствующим входом регистра кода управления, причем вход сообщений блока записи сообщений является информационным входом передатчика, а выход навигационных сигналов антенно-передающего устройства является выходом радиосигналов передатчика, который радионавигационным каналом соединен с входом радиосигналов приемника, который содержит формирователь тактовых сигналов, вход сигнала синхронизации которого соединен с выходом синхроимпульсов приемно-преобразовательного устройства, выход сигнального строба которого подключен к управляющему входу блока формирования отсчета, информационные входы которого соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, тактовый вход которого подключен к первому тактовому выходу формирователя тактовых импульсов, второй тактовый выход которого соединен с задающим входом блока управления декодированием, информационные входы-выходы которого шиной информационного обмена соединены с информационными входами-выходами блока декодирования, блока хранения принятого сообщения, блока корректировки сообщения, выходного блока хранения и блока хранения отсчетов пачки, кодовый вход которого подключен к выходу блока формирования отсчета, причем вход навигационных сигналов приемно-преобразовательного устройства является входом радиосигналов приемника, а выход сообщений выходного блока хранения является информационным выходом приемника, в передатчик введены блок управления формированием корректирующих кодов и блок записи числа строк сообщения, информационные входы-выходы которых соединены с шиной информационного обмена, а входы сообщений блока записи сообщений и блока записи числа строк сообщений соединены между собой, при этом в приемник введены блок хранения отсчетов строки, блок выделения начала сообщений и блок управления коррекцией сообщений, информационные входы-выходы которых соединены с шиной информационного обмена. The essence of the invention lies in the fact that in a system for transmitting and receiving information messages via an IFRNS radio navigation channel containing a transmitter and a receiver, the transmitter comprises an antenna-transmitting device, the input of which setting pulses is connected to the output of the comparison unit, the first inputs of the bits of which are connected to the outputs of the corresponding bits of the counter, the input of clock pulses of which is connected to the first output of the driver of the reference signals, the second output of which is connected to the input of the recording pulses control code, the outputs of the bits of which are connected to the second inputs of the corresponding bits of the comparison unit, and the third output of the driver of the reference signals is connected to the input of the coding control unit, the information inputs and outputs of which are connected by the bus of information exchange with the information inputs and outputs of the encoding unit, the generator of correction codes , a message recording unit and an intermediate storage unit, the output of the control code of which is connected to the corresponding input of the control code register, In this case, the message input of the message recording unit is the information input of the transmitter, and the output of the navigation signals of the antenna-transmitting device is the output of the radio signals of the transmitter, which is connected by the radio navigation channel to the input of the radio signals of the receiver, which contains a clock signal generator whose input of the synchronization signal is connected to the output of the clock pulses of the receiver-converter devices whose signal strobe output is connected to the control input of the reference unit, info the mating inputs of which are connected to the outputs of the corresponding bits of the counter, the clock input of which is connected to the first clock output of the clock generator, the second clock output of which is connected to the input of the decoding control unit, whose information inputs and outputs are connected to the information inputs and outputs of the decoding unit , a received message storage unit, a message adjustment unit, an output storage unit and a packet sample storage unit, code input for which it is connected to the output of the readout unit, the input of the navigation signals of the receiving and converting device being the input of the radio signals of the receiver, and the message output of the output storage unit is the information output of the receiver, the control unit for generating the correcting codes and the unit for recording the number of message lines, information inputs are entered into the transmitter -the outputs of which are connected to the information exchange bus, and the message inputs of the message recording unit and the message line number recording unit are connected ezhdu themselves, thus introduced into the receiver storage unit line samples, the block selection start messages and messages correction control unit, data inputs and outputs of which are connected to the bus for information exchange.
Сущность изобретения, его реализуемость, возможность промышленного применения и решения поставленной технической задачи поясняются чертежами, представленными на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 представлена структурная схема системы-прототипа, на фиг. 2 - структурная схема заявляемой системы. The invention, its feasibility, the possibility of industrial application and solving the technical problem are illustrated by the drawings, presented in FIG. 1 and 2, where in FIG. 1 shows a structural diagram of a prototype system, in FIG. 2 is a structural diagram of the inventive system.
Заявляемая система передачи и приема информационных сообщений по радионавигационному каналу ИФРНС в рассматриваемом примере реализации содержит, см. фиг.2, передатчик 1 и приемник 2. В состав передатчика 1 входят, как и в систему-прототип, антенно-передающее устройство (АПУ) 3, формирователь опорных сигналов (ФОС) 4, счетчик (Сч) 5, регистр кода управления (РКУ) 6, блок сравнения (БС) 7, блок промежуточного хранения (БПХ) 8, блок кодирования (БК) 9, блок управления кодированием (БУК) 10, формирователь корректирующих кодов (ФКК) 11 и блок записи сообщений (БЗС) 12. Вход сообщений БЗС 12 является информационным входом передатчика 1. Информационные входы-выходы БЗС 12, ФКК 11, БУК 10, БК 9 и БПХ 8 соединены шиной информационного обмена. Выход управляющего кода БПХ 8 соединен с соответствующим РКУ 6, выходы разрядов которого подключены к вторым входам соответствующих разрядов БС 7, первые входы разрядов которого соединены с выходами соответствующих разрядов Сч 5, вход тактовых импульсов которого подключен к первому выходу ФОС 4, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом импульса записи РКУ 6 и задающим входом БУК 10. Выход БС 7 соединен с входом задающих импульсов АПУ 3, выход навигационных сигналов которого является выходом радиосигналов передатчика 1. The inventive system for transmitting and receiving information messages over the radio-navigation channel IFRNS in this example implementation contains, see figure 2, the
В состав приемника 2 входят, как и в систему-прототип, приемно-преобразовательное устройство (ППУ) 13, формирователь тактовых сигналов (ФТС) 14, блок формирования отсчета (БФО) 15, счетчик (Сч) 16, блок хранения отсчетов пачки (БХОП) 17, блок управления декодированием (БУД) 18, блок декодирования (БД) 19, блок хранения принятого сообщения (БХПС) 20, блок корректировки сообщения (БКС) 21 и выходной блок хранения (ВБХ) 22. Выход сообщений ВБХ 22 является информационным выходом приемника. Информационные входы-выходы ВБХ 22, БКС 21, БХПС 20, БД 19, БУД 18 и БХОП 17 соединены шиной информационного обмена. Кодовый вход БХОП 17 соединен с выходом БФО 15, управляющий вход которого соединен с выходом сигнального строба ППУ 13, а информационные входы БФО 15 соединены с выходами соответствующих разрядов Сч 16. Тактовый вход Сч 16 подключен к первому тактовому выходу ФТС 14, вход сигнала синхронизации которого соединен с выходом синхроимпульсов ППУ 13, а второй тактовый выход ФТС 14 соединен с задающим входом БУД 18. Вход навигационных сигналов ППУ 13 является входом радиосигналов приемника 2, который соединен радионавигационным каналом с выходом радиосигналов передатчика 1. The composition of the
В отличие от системы-прототипа в заявляемой системе в передатчик 1 введены блок управления формированием корректирующих кодов (БУФК) 23 и блок записи числа строк сообщений (БЗЧС) 24, информационные входы-выходы которых соединены с шиной информационного обмена передатчика 1, а вход сообщений БЗЧС 24 соединен с входом сообщений БЗС 12, а в приемник 2 введены блок хранения отсчетов строки (БХОС) 25, блок выделения начала сообщения (БВН) 26 и блок управления коррекцией сообщения (БУКС) 27, информационные входы-выходы которых соединены с шиной информационного обмена приемника 2. In contrast to the prototype system in the inventive system, a control unit for generating corrective codes (BUFC) 23 and a unit for recording the number of message lines (BCHS) 24, information inputs and outputs of which are connected to the information exchange bus of
Все элементы заявляемой системы могут быть реализованы с использованием стандартных или известных блоков, устройств, систем. All elements of the inventive system can be implemented using standard or well-known blocks, devices, systems.
В качестве АПУ 3, ФОС 4, Сч 5, РКУ 6 и БС 7 передатчика 1 могут быть использованы соответствующие блоки модульной передающей станции "Чайка УМ", описанной в [7]. As
Остальные функциональные блоки передатчика 1 - БПХ 8, БК 9, БУК 10, ФКК11, БЗС 12, БУФК 23 и БЗЧС 24 могут быть реализованы средствами вычислителя центрального пульта управления [7] с использованием соответствующих пользовательских программ в составе его программно-математического обеспечения. Алгоритмы, реализующие функции соответствующих блоков, рассмотрены ниже, при описании работы заявляемой системы. The remaining functional blocks of
В качестве ППУ 13, ФТС 14, БФО 15 и Сч 16 приемника 2 могут быть использованы соответствующие функциональные блоки стандартного приемоиндикатора ИФРНС, описанного, например, в [13, стр. 82 - 86] или в [14]. As
Остальные функциональные блоки приемника 2 - БХОП 17, БУД 18, БД 19, БХПС 20, БКС 21, ВБХ 22, БХОС 25, БВН 26 и БУКС 27 могут быть реализованы средствами вычислителя приемоиндикатора [14] с использованием соответствующих пользовательских программ в составе его программно-математического обеспечения. Алгоритмы, реализующие функции соответствующих блоков, рассмотрены ниже, при описании работы заявляемой системы. The rest of the functional blocks of
Шины информационного обмена и соответствующие входы-выходы функциональных блоков передатчика 1 и приемника 2 могут быть реализованы в виде системной шины ЭВМ типа класса ISA или PSA. Bus information exchange and the corresponding inputs and outputs of the functional blocks of the
Вход управляющего кода РКУ 6 и соответствующий ему выход БПХ 8, задающие входы БУК 10 и БУД 18, а также выход БФО 15 и кодовый вход БХОП 17 могут быть выполнены с использованием интерфейса типа S-232 или по ГОСТ 18977-79, или по ГОСТ 26765.52-87. The input of the
Входы сообщений БЗС 12 и БЗЧС 24 и выход сообщений ВБХ 22 могут быть реализованы с использованием стандартных СОМ-портов типа RS-232. The inputs of the messages BZS 12 and BZChS 24 and the output of messages VBH 22 can be implemented using standard COM ports of the RS-232 type.
Заявляемая система работает следующим образом. The inventive system operates as follows.
В соответствии со стандартными процедурами, описанными, например, в [7], передатчик 1 формирует на своем выходе радиосигналов периодически следующие пачки импульсов навигационного сигнала, которые по радионавигационному каналу поступают на вход радиосигналов приемника 2. In accordance with standard procedures described, for example, in [7], the
В заявляемой системе используются комбинации с нулевой суммой индексов модуляции в пределах строки из четырех групп по шесть импульсов (n = 24) при основании кода модуляции m = 5 и величиной временного сдвига между соседними позициями в алфавите сигнала (минимальным энергетическим расстоянием) d = 0,7. Соответственно число таких комбинаций A0 (5,24) ≈ 3,409•1015, что позволяет передать с помощью одной строки из четырех пачек навигационных импульсов 51 двоичный бит информации (251 < 3,409•1015). В связи с этим в заявляемой системе принято, что каждое информационное сообщение (P) состоит из λинф слов по 51 двоичных бит в каждом, всего из λинф •51 бит. При этом число слов λинф= var, а каждое передаваемое по радионавигационному каналу полное сообщение (W) содержит информационную часть - P - и корректирующие коды.The claimed system uses combinations with a zero sum of modulation indices within a row of four groups of six pulses (n = 24) based on a modulation code m = 5 and the value of the time shift between adjacent positions in the signal alphabet (minimum energy distance) d = 0, 7. Accordingly, the number of such combinations is A 0 (5.24) ≈ 3.409 • 10 15 , which allows one binary bit of information to be transmitted using one line of four packets of navigation pulses 51 (2 51 <3.409 • 10 15 ). In this regard, in the inventive system it is accepted that each information message (P) consists of λ inf words with 51 binary bits each, total of λ inf • 51 bits. Moreover, the number of words λ inf = var, and each complete message (W) transmitted via the radio navigation channel contains the information part - P - and correction codes.
Подлежащее передаче сообщение P поступает на информационный вход передатчика 1 и записывается (при наличии разрешения на запись) в БЗС 12 в виде блока из λинф 51-битных слов. Одновременно число информационных слов в сообщении λинф записывается в БЗЧС 24. Записанное в БЗЧС 24 значение λинф передается в БУК 10 и в БУФК 23. В БУК 10 в соответствии с этим значением устанавливается априори заданное число слов полного передаваемого сообщения (W) λp, включающее информационные слова (λинф) и корректирующие кoды (λк). B БУФК 23 в соответствии с величиной λp устанавливается априори определенная команда управления структурой ФКК 11. Эта команда передается в ФКК 11, где в соответствии с ней перекоммутируются элементы ФКК 11 для генерации корректирующих кодов в объеме λk= λp-λинф, соответствующем числу слов корректирующих кодов в передаваемом сообщении. Затем по управляющим командам от БУК 10 производится модуляция задержки (фазы) последних шести импульсов в пачках импульсов навигационного сигнала передатчика 1 последовательно каждым из слов передаваемого сообщения, например, следующим образом.The message P to be transmitted is received at the information input of the
С третьего выхода ФОС 4 на задающий вход БУК 10 поступает импульс, соответствующий моменту окончания второго импульса из пачки импульсов навигационного сигнала. В БУК 10 устанавливается число символов, подлежащих передаче, η = n = 24 и формируется команда на передачу первого из λинф слов из БЗС 12 в ФКК 11 и в БК 9. В ФКК 11 начинается в соответствии с алгоритмами, описанными, например, в [10, стр. 128-133, 224-231, 435-446; 11, стр.304-310, 391-398], формирование корректирующих кодов. В БК 9 каждому слову из 1 = 51 двоичных бит ставится в соответствие априори установленная комбинация из n•q= 72 двоичных бит, где n = 24 - число символов (импульсов, модулированных по задержке информацией), модулируемых кодом по основанию m = 5, q =3 - три бита, описывающих состояние каждого из n символов в пятеричной системе (-2, -1, 0, 1, 2). Из БК 9 комбинация из n • q символов записывается в БПХ 8.From the third output of
С второго и третьего выходов ФОС 4 на вход импульса записи РКУ 6 и задающий вход БУК 10 поступают следующие импульсы, по которым с выхода управляющего кода БПХ 8 первые три бита из n троек переписываются в РКУ 6. В БУК 10 при этом уменьшается на единицу число символов η,, подлежащих передаче, и производится проверка условия ηi= 0. При η1> 0. БУК 10 вырабатывает команду на сдвиг в БПХ 8 записанной в нем комбинации на три бита, подготавливая модуляцию следующего импульса навигационного сигнала. Одновременно записанный в РКУ 6 управляющий код поступает на вторые входы соответствующих разрядов БС 7, где он сравнивается с текущим состоянием соответствующих разрядов Сч 5, на тактовый вход которого поступают импульсы с ФОС 4, обеспечивая период пересчета Сч 5, равный интервалу следования импульсов в пачке импульсов навигационного сигнала передатчика 1. При совпадении состояний соответствующих разрядов Сч 5 и РКУ 6 БС 7 формирует импульсы, поступающие на вход задающих импульсов АПУ 3, который формирует на своем выходе навигационных сигналов очередной импульс из пачки импульсов навигационного сигнала передатчика 1. При этом изменение состояния q разрядов РКУ 6 обеспечивает сдвиг момента формирования очередного импульса в АПУ 3 с шагом 0,7 мкс в пределах ±1,4 мкс.From the second and third outputs of
Таким образом осуществляется передача одного символа. Thus, one character is transmitted.
Затем описанная выше процедура передачи символа повторяется, обеспечивая последовательную передачу в радионавигационный канал посылки из шести модулированных импульсов. Then, the symbol transmission procedure described above is repeated, providing a sequential transmission of six modulated pulses to the radio navigation channel.
При выполнении условия ηi = 18, 12, 6, 0 БУК 10 передает в БПХ 8 команду на установку на его выходе управляющего кода начального кода, соответствующего несмещенному состоянию импульса в пачке импульсов навигационного сигнала, которое по очередному импульсу от ФОС 4 переписывается в РКУ 6, после чего ФОС 4 прекращает выдачу импульсов: на тактовый вход Сч 5 - до начала формирования следующей пачки импульсов навигационного сигнала, а на вход записи РКУ 6 и задающий вход БУК 10 - до окончания формирования второго импульса следующей пачки. При выполнении условия ηi= 0, что соответствует окончанию передачи строки из 24 символов (двоичного слова из 51 бита), БУК 10 увеличивает на единицу устанавливаемое в нем число переданных слов (λi). Затем в БУК 10 последовательно проводятся проверки выполнения условий λi≤ λинф и λi≤ λp, где λp - полное число передаваемых слов в заявляемой системе, включающее собственно информационное сообщение и корректирующие коды.When the condition η i = 18, 12, 6, 0 is fulfilled,
Если λi< λинф, то при возобновлении поступления импульсов от ФОС 4 на задающий вход БУК 10 вся описанная выше процедура передачи слова повторяется, причем из БЗС 12 в ФКК 11 и в БК 9 передается каждый раз слово из сообщения P, номер которого задается величиной Ni= λi-1+1.
Если λi= λинф, что соответствует окончанию передачи информационной части сообщения W из λинф слов, то при возобновлении поступления импульсов из ФОС 4 в БУК 10 процедура передачи слова повторяется, но передача слов из БЗС 12 в ФКК 11 и в БК 9 прекращается и ФКК 11 по команде из БУК 10 переводится из режима формирования корректирующих кодов в режим пословной передачи этих кодов в БК 9.If λ i <λ inf , then when resuming the arrival of pulses from
If λ i = λ inf , which corresponds to the end of the transmission of the information part of the message W from λ inf words, then when the impulses from
Если λi= λp, то БУК 10 дает команду на обнуление ФКК 11, БЗЧС 24 и БУФК 23, устанавливает значение λ = 0 и передает в БЗС 12 разрешение на запись следующего сообщения, после чего описанная выше процедура передачи очередного сообщения повторяется.If λ i = λ p , then
Пачки импульсов навигационного сигнала, в каждой из которых шесть последних импульсов модулированы по задержке (фазе) указанным образом информационным сообщением, с выхода радиосигналов передатчика 1 по радионавигационному каналу поступают через вход радиосигналов приемника 2 на вход навигационного сигнала ППУ 13, который в соответствии с алгоритмами, описанными, например, в [9, стр. 121-142], производит обнаружение и слежение за принятым сигналом. The bursts of pulses of the navigation signal, in each of which the six last pulses are modulated by the delay (phase) in this way by an information message, from the output of the radio signals of the
При этом на выходе сигнального строба ППУ 13 формируются видеоимпульсы, соответствующие моментам приема в приемнике 2 маркерной позиции каждого отдельного импульса из состава пачки импульсов навигационного сигнала передатчика 1, а на выходе синхроимпульсов ППУ 13 формируются видеоимпульсы, отслеживающие осредненное на интервале слежения значение моментов приема маркерных позиций радиоимпульсов навигационного сигнала передатчика 1 и, следовательно, синхронизированные с периодом и моментами начала приема в приемнике 2 пачек радиоимпульсов навигационного сигнала передатчика 1. Под маркерной позицией понимается априори определенная позиция в каждом импульсе навигационного сигнала передатчика 1, на которой в приемнике 2 производится отсчет радионавигационного параметра. At the same time, video pulses are generated at the output of the signal gate of the
Видеоимпульсы с выхода синхроимпульсов ППУ 13 подаются на вход сигнала синхроимпульсов ФТС 14, который формирует на первом тактовом выходе синхронизированные с этими видеоимпульсами тактовые импульсы, которые поступают на тактовый вход Сч 16 и обеспечивают формирование периода пересчета Сч 16, синхронного и синфазного с усредненными моментами приема в приемнике 2 маркерных позиций импульсов навигационного сигнала передатчика 1. Циклически изменяющийся код с выходов соответствующих разрядов Сч 16 подается на информационные входы БФО 15, в котором при поступлении на его управляющий вход видеоимпульса с выхода сигнального строба ППУ 13 фиксируется текущее состояние соответствующих разрядов Сч 16. The video pulses from the output of the clock pulses of the
При этом на выходе БФО 15 формируется отсчет, пропорциональный задержке (-1,4; -0,7; 0; +0,7; +1,4) мкс конкретного импульса из пачки относительно осредненных на интервале слежения моментов приема импульсов пачек навигационного сигнала передатчика 1. At the same time, a countdown is formed at the output of
Затем по управляющим командам от БУД 18 производится декодирование принятого сообщения, выделение и исправление ошибок в принятом сообщении и запись информационной части сообщения, например, следующим образом. Then, according to the control commands from the
По окончании третьего импульса из пачки импульсов навигационного сигнала из ФТС 14 на задающий вход БУД 18 поступает импульс, после чего БУД 18 формирует команду на запись первого кода задержки импульса радионавигационного сигнала из БФО 15 в БХОП 17 и увеличивает на единицу число принятых кодов задержки ηi. Затем в БУД 18 производится проверка условия ηi ≤ n = 24, где n - длина строки в заявляемой системе.At the end of the third pulse, a pulse is received from the pulse train of the navigation signal from the
Если ηi < 6, 12, 18, 24, то описанная выше процедура повторяется, обеспечивая последовательную запись в БХОП 17 кодов задержки шести последних импульсов из пачки импульсов навигационного сигнала.If η i <6, 12, 18, 24, then the procedure described above is repeated, providing sequential recording in the
Если ηi = 6, 12, 18, 24, то БУД 18 дает команду на передачу комбинаций из шести кодов задержки из БХОП 17 в БХОС 25, где при этом последовательно формируется комбинация из кодов задержек навигационных импульсов в пределах одной строки, состоящей из четырех посылок (пачек) по шесть импульсов в каждой.If η i = 6, 12, 18, 24, then the
Если ηi = 24, то БУД 18 дает команду на передачу комбинации кодов задержки из БХОС 25 на вход БД 19, где каждой такой строке ставится в соответствие априори установленная комбинация (слово) из 1 = 51 двоичных бит. Полученное слово передается в БВН 26, где производится его анализ с целью обнаружения в начале слова преамбулы - специальной кодовой посылки, с которой в соответствии с [12] начинается каждое информационное сообщение.If η i = 24, then the
Если преамбула не обнаружена, то признак этого передается из БВН 26 в БУД 18, где в этом случае устанавливается значение ηi = 18 и формируется команда в БХОС 25, по которой в БХОС 25 стираются шесть кодов задержек, принятых первыми, остальные коды сдвигаются соответственно на шесть позиций вправо, после чего повторяются описанные выше процедуры приема кодов задержки последних шести импульсов из следующей пачки импульсов навигационного сигнала, формирования слова в БХОС 25 и обнаружения преамбулы.If the preamble is not found, then the sign of this is transmitted from the
Если преамбула обнаружена, то в БВН 26 выполняется процедура выделения числа информационных слов сообщения λинф, которое в соответствии с [12] передается в первом слове каждого сообщения, после чего признак обнаружения преамбулы и значение λинф передаются из БВН 26 в БУД 18 и в БУКС 27. В БУД 18 в соответствии с этим значением устанавливается априори заданное число слов полного передаваемого сообщения λp= λинф+λk, включающее информационные слова и корректирующие коды. В БУКС 27 в соответствии с величиной λинф устанавливается априори определенная команда управления структурой БКС 21.If a preamble is found, then in the
Эта команда передается в БКС 21, где в соответствии с ней перекоммутируются элементы для обеспечения обнаружения и исправления ошибок в передаваемом сообщении объемом λp слов. Затем БУД 18 увеличивает на единицу число принятых слов сообщения λi и дает команду на передачу слова принятого сообщения из БХОС 25 в БХПС 20, после чего БУД 18 устанавливает исходное значение числа принятых символов ηi= 0 и производит проверку условия λi≤ λp.
Если λi< λp, то с началом приема в приемнике 2 следующей пачки импульсов навигационного сигнала от передатчика 1 описанная выше процедура приема слова и записи его в БХПС 20, исключая алгоритм поиска и обнаружения преамбулы, повторяется, причем номер слова, записываемого в БХПС 20, задается величиной Ni= λi-1+1.
Если λi= λp, то соответствует в заявляемой системе окончанию приема полного сообщения W, то БУД 18 вырабатывает команду на передачу всего принятого сообщения из БХПС 20 в БКС 21, где в соответствии с алгоритмами, описанными, например, в [10, стр. 185-209; 11, стр.315-337, стр.399-407], производится обнаружение и исправление ошибок в принятом сообщении. После окончания процедуры корректировки сообщения из БКС 21 в БУД 18 передается признак результата корректировки (РК).This command is transmitted to
If λ i <λ p , then with the start of reception in
If λ i = λ p , then corresponds to the end of reception of the complete message W in the claimed system, then the
Если РК = 1, что обозначает либо отсутствие ошибок, либо исправление всех обнаруженных ошибок в принятом сообщении, то БУД 18 формирует команду, по которой информационная часть принятого сообщения (P) - первые λинф слов - записываются из БКС 21 в ВБХ 22, и сопровождает эту команду записью в ВБХ 22 признака готовности сообщения, после чего в БУД 18 устанавливается исходное значение λi= 0 и обнуляются БХОП 17, БХПС 20, БКС 21 и БХОС 25.If RK = 1, which means either the absence of errors or the correction of all detected errors in the received message, then the
Если PK =-1, это означает, что число ошибок в принятом сообщении больше, чем позволяют исправить переданные в нем корректирующие коды. Тогда все, описанные в предыдущем абзаце процедуры повторяются, но БУД 18 записывает в ВБХ 22 признак ошибочного приема сообщения. If PK = -1, this means that the number of errors in the received message is greater than the correction codes transmitted in it can be corrected. Then, all the procedures described in the previous paragraph are repeated, but the
Затем описанные выше процедуры приема очередного сообщения повторяются. Then, the above-described procedures for receiving the next message are repeated.
Таким образом, в заявляемой системе за счет модуляции задержки (фазы) шести последних импульсов в пачке импульсов навигационного сигнала обеспечивается передача и прием информационных сообщений по радионавигационному каналу ИФРНС. Thus, in the inventive system due to modulation of the delay (phase) of the last six pulses in the pulse train of the navigation signal, the transmission and reception of information messages via the radio navigation channel IFRNS is provided.
При этом средняя эффективная скорость передачи информации в заявляемой системе (Vз.с.) за счет использования при передаче сообщений переменной длины, основания кода модуляции m = 5 и длины информационной посылки n = 24 увеличивается по сравнению с системой-прототипом (Vпр.) в ξΣ = (2,77 - 5,96) раз.Moreover, the average effective information transfer rate in the inventive system (V z.s. ) due to the use of variable length messages, the base of the modulation code m = 5 and the length of the information packet n = 24 when transmitting messages is increased compared to the prototype system (V ave. ) ξ Σ = (2.77 - 5.96) times.
Для подтверждения указанного эффекта рассмотрим подробнее принципы организации передачи информационных сообщений в заявляемой системе. To confirm this effect, let us consider in more detail the principles of organizing the transmission of information messages in the claimed system.
Исходными посылками при формировании системы-прототипа являлись следующие требования:
- обеспечение высокой достоверности и надежности передачи ККИ всем потребителям в рабочей зоне конкретной дифференциальной подсистемы GPS;
- сохранение блинкирования (мерцания) первых двух импульсов из пачки LORAN-C;
- минимизация потерь качества навигационных определений потребителем, использующим для них приемоиндикаторы ИФРНС.The initial premises in the formation of the prototype system were the following requirements:
- ensuring high reliability and reliability of the transmission of CCI to all consumers in the working area of a specific differential GPS subsystem;
- preservation of blinking (flickering) of the first two pulses from the LORAN-C packet;
- minimization of quality loss of navigation definitions by the consumer using IFRNS indicators for them.
Исходя из условия сохранения указанных требований и удобного с позиций практической реализации принципа временной (фазовой) манипуляции шести последних импульсов пачки навигационного сигнала рассмотрим пути повышения скорости передачи ККИ по радионавигационному каналу ИФРНС при использовании следующих допущений. Based on the conditions for the preservation of these requirements and the practical implementation of the principle of temporary (phase) manipulation of the last six pulses of the packet of the navigation signal, we consider ways to increase the transmission speed of the KKI over the IFRS radio navigation channel using the following assumptions.
Во-первых, сохраняя общий принцип реализации в каждом слове из n импульсов комбинаций с нулевой суммой индексов модуляции, рассмотрим использование слов длиной больше шести. First, while maintaining the general principle of the implementation in each word of n pulses of combinations with zero sum of modulation indices, we consider the use of words longer than six.
Во-вторых, сохраняя принцип использования малых коэффициентов модуляции, рассмотрим варианты применения кодов модуляции по основанию больше трех. Secondly, while maintaining the principle of using small modulation coefficients, we consider the application of modulation codes with a base of more than three.
Для определения объемов двоичных комбинаций, передаваемых строками с нулевой суммой индексов модуляции при произвольном основании кода модуляции и произвольной длине строки, рассмотрим следующую комбинаторную задачу: определить полное число наборов целых чисел {a-M,Λ,a+M}, удовлетворяющих ограничениям:
причем a0 может отсутствовать (четные m = 2М) или присутствовать (нечетные m = 2М +1),
n - длина строки,
m - основание кода модуляции,
ak - число повторений символа k в строке.To determine the volumes of binary combinations transmitted by strings with zero sum of modulation indices for an arbitrary base of the modulation code and an arbitrary string length, we consider the following combinatorial problem: determine the total number of sets of integers {a -M , Λ, a + M } satisfying the constraints:
moreover, a 0 may be absent (even m = 2M) or present (odd m = 2M +1),
n is the length of the string,
m is the base of the modulation code,
a k is the number of repetitions of the character k in the string.
Для заданного набора {a-M,Λ,a+M} существует строк.For a given collection {a -M , Λ, a + M } there exists lines.
Общее количество строк, удовлетворяющих условию (1), будет
Сумма распространяется по всем наборам при выполнении (1).The total number of rows satisfying condition (1) will be
The amount is distributed over all sets when (1) is fulfilled.
Введем комплексные переменные z и t и рассмотрим формальную сумму
Не трудно видеть, что она совпадает с (2). Выражение (3) легко преобразуется к виду
Заменой t _→ eiθ (4) приводится к виду
Эти интегралы с высокой степенью точности вычисляются численными методами при умеренных m и n (по функциям трапеций).We introduce the complex variables z and t and consider the formal sum
It is not difficult to see that it coincides with (2). Expression (3) is easily converted to
By substituting t _ → e iθ (4), we obtain
These integrals are calculated with a high degree of accuracy by numerical methods for moderate m and n (according to the trapezoid functions).
Для больших n приведем ассимптотики
Рассмотрим поведение скорости передачи информации:
где 1(m,n) - число двоичных бит информации, передаваемых одной строкой при соответствующих m и n.For large n, we give the asymptotics
Consider the behavior of the information transfer rate:
where 1 (m, n) is the number of binary bits of information transmitted by one line for the corresponding m and n.
Из ассимптотик ясно, что
При умеренных n рассмотрим отношение скоростей V(m1,n)/V(m2,n) для различных пар m1 и m2. Из (7) видно, что скорость передачи информации, во-первых, с ростом n стремится к постоянной, зависящей от основания кода модуляции (при этом выигрыш при переходе к большим n уменьшается с ростом n), и, во-вторых, скорость возрастает с увеличением основания кода модуляции при больших n по логарифмическому закону, поэтому и здесь выигрыш будет падать" с ростом основания кода модуляции. Соответствующие результаты сведены в таблицу 1 (представлена ниже), где V(3,6) - скорость передачи информации в системе-прототипе.It is clear from the asymptotics that
For moderate n, we consider the ratio of the velocities V (m 1 , n) / V (m 2 , n) for different pairs of m 1 and m 2 . It can be seen from (7) that the information transfer rate, firstly, with increasing n tends to a constant depending on the base of the modulation code (in this case, the gain in going to large n decreases with increasing n), and secondly, the speed increases with an increase in the base of the modulation code for large n according to the logarithmic law, therefore, here the gain will fall "with an increase in the base of the modulation code. The corresponding results are summarized in table 1 (presented below), where V (3,6) is the information transfer rate in the system prototype.
Из таблицы 1 видно, что существенный выигрыш в скорости передачи информации обеспечивается с ростом m и n лишь в области относительно небольших m ≤ 6 и n ≤ 30. From table 1 it is seen that a significant gain in the information transfer rate is provided with an increase in m and n only in the region of relatively small m ≤ 6 and n ≤ 30.
Как указывалось выше, средняя эффективная скорость передачи в системе-прототипе (26,7 бит/с) примерно в 1,85 раза меньше минимально допустимой согласно рекомендациям RTCM, эффективной скорости передачи ККИ - 50 бит/с. Из проведенного анализа следует, что минимально допустимая эффективная скорость передачи при m = 4 не достигается в пределах проведенного рассмотрения, при m = 5 обеспечивается для n = 24 и при m = 6 обеспечивается для n = 12. As mentioned above, the average effective transmission rate in the prototype system (26.7 bit / s) is approximately 1.85 times less than the minimum acceptable according to the RTCM recommendations, the effective transmission rate of the CRP is 50 bit / s. From the analysis it follows that the minimum allowable effective transmission rate for m = 4 is not achieved within the scope of the review, for m = 5 it is provided for n = 24 and for m = 6 it is provided for n = 12.
С учетом полученных оценок эффективной скорости передачи ККИ рассмотрим величину потерь для радионавигационной функции при модуляции временным (фазовым) сдвигом шести импульсов пачки сигнала ИФРНС при основании кода модуляции m = 5, 6. При длине строки no = 6 потери будут определяться уменьшением крутизны преобразования в точке взятия отсчета радионавигационного параметра и могут быть описаны выражением
где Δφcp - среднее смещение фазы несущей импульса сигнала ИФРНС за счет модуляции.Taking into account the obtained estimates of the effective transmission speed of the CRP, we consider the loss for the radionavigation function when modulating by a temporary (phase) shift six pulses of the IFRNS signal burst based on the modulation code m = 5, 6. With a line length of n o = 6, the losses will be determined by a decrease in the transconductance in reference point of the radio navigation parameter and can be described by the expression
where Δφ cp is the average phase shift of the carrier pulse of the IFRNS signal due to modulation.
В таблице 2 (представлена ниже) приведены Hs из (8) для m = 5, 6 при различных базах разрешения d, которые определяют величину временного сдвига между соседними позициями в алфавите сигнала (минимальное энергетическое расстояние).Table 2 (presented below) shows H s from (8) for m = 5, 6 for various resolution bases d, which determine the magnitude of the time shift between adjacent positions in the signal alphabet (minimum energy distance).
Для сравнения укажем, что для системы-прототипа (d = 1 мкс, m = 3) Hs ≈ 0,41 дБ.For comparison, we indicate that for the prototype system (d = 1 μs, m = 3) H s ≈ 0.41 dB.
При использовании для передачи ККИ строк с нулевой суммой индексов модуляции длиной n = μn0, где μ = 1, 2,..., появляются дополнительные потери, обусловленные случайными смещениями отсчета РНП, во-первых, из-за некратности интервала усреднения в приемоиндикаторе ИФРНС длительности строки и, во-вторых, из-за асинхронности моментов формирования отсчета РНП с началом строки.When using strings with a zero sum of modulation indices of length n = μn 0 , where μ = 1, 2, ..., for transmitting the CQI, additional losses occur due to random biases of the RNP count, firstly, due to the non-repeated averaging interval in the receiver indicator IFRNS line duration and, secondly, due to the asynchrony of the moments of formation of the RNP reference from the beginning of the line.
В первом приближении эти потери могут быть определены как
где σпи - СКО единичных измерений РНП в приемоиндикаторе ИФРНС при отсутствии информационной модуляции,
Δmax - максимальное смещение импульса сигнала ИФРНС за счет модуляции,
c = Tсгл•Tсл -1,
Tсгл - постоянная времени измерителя РНП в приемоиндикаторе ИФРНС,
Tсл -1 - период следования пачек импульсов сигнала ИФРНС.To a first approximation, these losses can be defined as
where σ pi is the standard deviation of single measurements of RNP in the IFRNS indicator in the absence of information modulation,
Δ max - the maximum shift of the pulse of the IFRNS signal due to modulation,
c = T smg • T sl -1 ,
T sgl - time constant of the RNP meter in the IFRNS indicator,
T SL -1 - the period of the following bursts of pulses of the signal IFRNS.
В таблице 3 (представлена ниже) приведены значения σсм и Hсм при d=0,8; 0,7; 0,6 мкс и типовых для современных приемоиндикаторов σпи ≈ 50 нс и с = 40 для позиций, в которых обеспечивается достижение минимально допустимой эффективной скорости передачи ККС: m=5, n=24 и m=6, n=12.Table 3 (presented below) shows the values of σ cm and H cm at d = 0.8; 0.7; 0.6 μs and typical for modern transceivers σ pi ≈ 50 ns and s = 40 for positions in which the minimum permissible effective transmission speed of the CCS is achieved: m = 5, n = 24 and m = 6, n = 12.
Соответственно, полные потери для радионавигационной функции, обусловленные использованием сигнала ИФРНС для передачи информации с использованием строк длиной n > 6, будут определяться как
HΣ= Hs+Hсм. (11)
Из анализа данных, приведенных в табл. 2 и табл. 3, видно, что минимально допусти мая эффективная скорость передачи обеспечивается для равных d при m = 5 и n = 24 с меньшими потерями, чем при m=6 и n=12.Accordingly, the total losses for the radionavigation function due to the use of the IFRNS signal for transmitting information using strings of length n> 6 will be determined as
H Σ = H s + H see (eleven)
From the analysis of the data given in table. 2 and tab. 3, it can be seen that the minimum admissible effective transmission rate is ensured for equal d at m = 5 and n = 24 with less losses than at m = 6 and n = 12.
В таблице 4 (представлена ниже) приведены значения HΣ для m/n = 5/24 и m/n = 6/12 при d = 0,7 и 0,6.Table 4 (presented below) shows the values of H Σ for m / n = 5/24 and m / n = 6/12 for d = 0.7 and 0.6.
Рассмотрим вероятность ошибки приема единичной посылки P0 при d = 0,7; 0,6 для частного случая приема ККИ на удалении 600 км от станции ИФРНС, что примерно соответствует типовой границе рабочей зоны дифференциальной подсистемы СРНС. Мощность излучения передающей станции примем равной Pизл = 150 кВт, что соответствует минимальной излучаемой мощности станций ИФРНС "Чайка" и LORAN-C. Тогда на удалении S напряженность поля полезного сигнала составит [9, стр. 208, 209]
где W - коэффициент затухания, который для S ≈ 600 км над типовой сушей равен [13, стр.41-43] W600 ≈0,45.Consider the probability of an error in the reception of a single package P 0 at d = 0.7; 0.6 for a special case of receiving CQI at a distance of 600 km from the IFRNS station, which approximately corresponds to the typical boundary of the working area of the differential subsystem of the SRNS. The radiation power of the transmitting station is assumed to be equal to P rad = 150 kW, which corresponds to the minimum radiated power of the IFRNS Chaika and LORAN-C stations. Then, at the distance S, the field strength of the useful signal is [9, p. 208, 209]
where W is the attenuation coefficient, which for S ≈ 600 km above a typical land is [13, p. 41-43] W 600 ≈0.45.
Тогда, подставляя в (12) соответствующие значения Pизл в кВт и S в км, получим
Затем, используя типовое для диапазона ИФРНС f= 100 кГц значение напряженности поля атмосферных шумов [15, стр. 108] в полосе Δf = 28 кГц ЕшАТМ ≈0,2 мВ>/м, получим среднее значение отношения сигнал/шум в точке приема сигнала:
Согласно [16] для случая различения фазоманипулированных сигналов
где Φ - интеграл вероятности,
φM - разность фаз различаемых сигналов.Then, substituting in (12) the corresponding values of P rad in kW and S in km, we obtain
Then, using the atmospheric noise field strength typical for the IFRNS range f = 100 kHz [15, p. 108] in the band Δf = 28 kHz E wATM ≈0.2 mV> / m, we obtain the average signal-to-noise ratio at the receiving point signal:
According to [16], for the case of distinguishing phase-shifted signals
where Φ is the probability integral,
φ M is the phase difference of the distinguished signals.
При d = 0,7 и d = 0,6 получим соответственно
P0 (0,7)≈1,3•10-5, (16)
P0 (0,6)≈1,4•10-4, (17)
С учетом последующего повышения достоверности передачи ККИ за счет использования, так же как это делается в системе-прототипе, корректирующих кодов типа Рида-Соломона и P0 (0,7), и P0 (0,6) являются удовлетворительными. Но, учитывая возможность обеспечения увеличения зоны дифференциальной подсистемы СРНС, можно отдать предпочтение использованию модуляции с d = 0,7 мкс. При этом относительные потери в энергетике сигнала при реализации навигационной функции из-за использования радионавигационного сигнала для передачи информации будут равны: в системе-прототипе - 15,4•10-3 дБ/бод, в заявляемой системе - 14,2•10-3 дБ/бод.For d = 0.7 and d = 0.6, we obtain, respectively
P 0 (0.7) ≈1.3 • 10 -5 , (16)
P 0 (0.6) ≈1.4 • 10 -4 , (17)
Given the subsequent increase in the reliability of the transmission of CQI through the use, as is done in the prototype system, corrective codes such as Reed-Solomon and P 0 (0.7) , and P 0 (0.6) are satisfactory. But, given the possibility of providing an increase in the zone of the differential subsystem of the SRNS, one can give preference to the use of modulation with d = 0.7 μs. In this case, the relative losses in the signal energy during the implementation of the navigation function due to the use of the radio navigation signal to transmit information will be equal to: in the prototype system - 15.4 • 10 -3 dB / baud, in the inventive system - 14.2 • 10 -3 dB / baud
При этом в соответствии с (5) и данными табл. 1 средняя эффективная скорость передачи информации в заявляемой системе (Vз.с.) за счет обеспечения при передаче информации основания кода модуляции m = 5 и длины строки n = 24 увеличивается по сравнению с системой-прототипом (Vпр), в
ξ1 ≈ 1,82 (раз). (18)
Как указывалось выше, основное назначение рассматриваемой системы - передача потребителям сообщений с ККИ при реализации дифференциальной подсистемы СРНС.Moreover, in accordance with (5) and the data in Table. 1, the average effective data transmission speed in the inventive system (V ZS) by providing transmission modulation code information base m = 5 and n = length of
ξ1 ≈ 1.82 (times). (18)
As mentioned above, the main purpose of the system under consideration is the transmission of messages from CCI to consumers during the implementation of the differential SRNS subsystem.
При этом, как следует из описания ее работы, заявляемая система в отличие от системы-прототипа обеспечивает передачу и прием сообщений переменной длины. Это позволяет использовать в заявляемой системе для передачи ККИ не жестко заданный кадр из 56 бит, как в системе-прототипе, а кадр переменной длины, соответствующий рекомендованному в [12] к использованию кадру первого типа. Moreover, as follows from the description of its work, the claimed system, in contrast to the prototype system, provides the transmission and reception of messages of variable length. This allows you to use in the inventive system for transmitting a CCI not a rigidly defined frame of 56 bits, as in the prototype system, but a frame of variable length corresponding to the frame of the first type recommended in [12].
Реализация дифференциальной подсистемы СРНС требует передачи ККИ по всем космическим аппаратам (КА) СРНС, видимым с позиции расположения передатчика ККИ. Согласно, например, [17] среднее число одновременно видимых КА при работе по одной из двух существующих СРНС (GPS и ГЛОНАСС) равно 8. The implementation of the differential subsystem of the SRNS requires the transmission of the spacecraft monitoring system over all spacecraft (spacecraft) of the space monitoring system, visible from the position of the transmitter. According to, for example, [17], the average number of simultaneously visible spacecraft when working on one of the two existing SRNSs (GPS and GLONASS) is 8.
При этом, в случае использования как в системе-прототипе для передачи ККИ для каждого КА отдельного сообщения жестко заданной длины (56 бит), для передачи информации по 8 КА потребуется lпр. = 56 х 8 = 448 бит. Если для тех же целей использовать сообщение переменной длины, аналогичное первому типу кадра [12] , то потребуется передать вместе с заголовком сообщения, включающем согласно [12], в том числе преамбулу и число информационных слов сообщения, lз.с.= (48+40 х 8) = 368 бит. При прочих равных условиях это обеспечивает уменьшение затрат времени на передачу заданного объема информации, что эквивалентно увеличению Vз.с. по сравнению с Vпр. в
ξ2= lпр/lз.c≈ 1,23 (раз) (19)
В связи с тем, что заявляемая система в отличие от системы-прототипа обеспечивает передачу сообщений переменной длины (λp= var), рассмотрим подробнее выбор числа слов λк зависимости от числа слов λинф. При этом, как и в системе-прототипе, используем в качестве корректирующих циклические коды Рида-Соломона, так как они обладают наименьшей избыточностью и для них разработаны практически реализуемые схемы кодеров и декодеров [11, стр.391- 407].Thus, in the case of use in the prototype system for transmitting UCI for each individual message spacecraft rigidly predetermined length (56 bits) for transmission over 8 SC information need l ave. = 56 x 8 = 448 bits. If for the same purposes we use a message of variable length, similar to the first type of frame [12], then we will need to transmit along with the message header, including according to [12], including the preamble and the number of information words of the message, l z.s. = (48 + 40 x 8) = 368 bits. All things being equal, this provides a reduction in the time required to transmit a given amount of information, which is equivalent to an increase in V s.s. compared with V ave. in
ξ 2 = l pr / l s.c ≈ 1.23 (times) (19)
Due to the fact that the claimed system, unlike the prototype system provides the transmission of messages of variable length (λ p = var), a closer look at the choice of the number of words in lambda depending on the number of words lambda inf. At the same time, as in the prototype system, we use Reed-Solomon cyclic codes as correcting ones, since they have the least redundancy and practically implementable schemes of encoders and decoders have been developed for them [11, pp. 391–407].
При использовании заявляемой системы по основному назначению, то есть для пере дачи ККИ в дифференциальной подсистеме СРНС, наиболее жесткие требования к достоверности передачи сообщений предъявляются в случае (предельном для работы в условиях ограничений [12]) посадки самолетов по 1-ой категории. В частности, согласно [18] вероятность ошибки при передаче ККИ в указанном случае не должна превышать
Pош≤Pдоп=3,3•10-7. (20)
Согласно [17] число одновременно видимых КА СРНС изменяется от 4 до 10. Следовательно, объем информации, передаваемой в сообщении, соответствующем кадру первого типа [12], изменяется от l4 = 40 х 4+48 = 188 бит до l10 = 40 х 10+48 = 448 бит. В заявляемой системе для передачи таких объемов информации потребуется λинф = 4 - 9 слов. Кроме того, в [12] предусматривается использование и других кадров сообщений объемом (60 - 150) бит, для передачи которых в заявляемой системе потребуется использовать λинф ≥ 2 слов. Поэтому в последующем анализе рассмотрим значения λp, обеспечивающие передачу как 2 ≤ λинф ≤ 10 слов, так и соответствующих значений λк слов, при которых для данного сообщения выполняется условие (20).When using the inventive system for its main purpose, that is, for transmitting CCI in the differential subsystem of the SRNS, the most stringent requirements for the reliability of message transmission are imposed in the case (limiting for operation under conditions of restrictions [12]) of aircraft landing in the 1st category. In particular, according to [18], the probability of an error in transmitting a CCI in this case should not exceed
P Osh ≤P add = 3.3 • 10 -7 . (20)
According to [17], the number of simultaneously visible SRNS SCs varies from 4 to 10. Therefore, the amount of information transmitted in a message corresponding to a frame of the first type [12] varies from l 4 = 40 x 4 + 48 = 188 bits to l 10 = 40 x 10 + 48 = 448 bits. In the inventive system for the transfer of such volumes of information will require λ inf = 4 - 9 words. In addition, [12] provides for the use of other message frames with a volume of (60 - 150) bits, for the transmission of which in the inventive system it is required to use λ inf ≥ 2 words. Therefore, in the subsequent analysis, we consider the values of λ p that ensure the transmission of both 2 ≤ λ inf ≤ 10 words and the corresponding values of λ to words for which condition (20) is fulfilled for this message.
Каждое слово в заявляемой системе передается строкой из 24 импульсов. В соответствии с (16) вероятность ошибочного приема одного импульса P0 ≤ 1,3•10-5. Тогда вероятность ошибки при приеме одной строки из 24 импульсов будет равна [19, стр.444]
Pс=1-(1-P0)24≈3,12•10-4. (21)
При приеме сообщений, содержащих корректирующие коды Рида-Соломона, будут исправлены все ошибочно принятые слова при условии, что число таких слов (кратность ошибок) не превышает [10, 11]
То есть, ошибки приема сообщения после его коррекции в БКС 12 заявляемой системы будут иметь место тогда, когда кратность ошибок превысит К. Соответственно, вероятность такой ситуации при приеме сообщений длиной λp слов будет равна [19]
В таблице 5 (представлена ниже) приведены значения Pош(λp, k) при λp = 4-15 и k = 1-4.Each word in the inventive system is transmitted in a line of 24 pulses. In accordance with (16), the probability of an erroneous reception of one pulse is P 0 ≤ 1.3 • 10 -5 . Then the probability of error when receiving one line of 24 pulses will be equal to [19, p. 444]
P c = 1- (1-P 0 ) 24 ≈3.12 • 10 -4 . (21)
When receiving messages containing Reed-Solomon correcting codes, all erroneously received words will be corrected, provided that the number of such words (error rate) does not exceed [10, 11]
That is, errors in receiving a message after correction in
Table 5 (presented below) shows the values of P Ош (λ p , k) for λ p = 4-15 and k = 1-4.
Из анализа данных табл. 5, с учетом (22), следует, что при передаче λинф = 2-10 слов условие (20) выполняется, если λk и λp не меньше, чем значения, приведенные в таблице 6 (представлена ниже).From the analysis of the data table. 5, taking into account (22), it follows that when transmitting λ inf = 2-10 words, condition (20) is satisfied if λ k and λ p are not less than the values given in table 6 (presented below).
В четвертой строке табл. 6 приведены значения Vз.с. при передаче сообщений длиной λp слов. Там же в пятой строке приведены значения общего коэффициента увеличения средней эффективной скорости передачи информации в заявляемой системе по отношению к системе-прототипу (ξΣ).
Из анализа данных табл. 5 и табл. 6 следует, что заявляемая система в отличие от системы-прототипа во всех случаях обеспечивает при необходимой достоверности эффективную скорость передачи информации, удовлетворяющую рекомендациям [12] . При этом, по отношению к системе-прототипу скорость передачи информации увеличивается в ξΣ = (2,77 - 5,96) раз.In the fourth row of the table. 6 shows the values of V C. S. when transmitting messages with a length of λ p words. The fifth row also contains the values of the overall coefficient of increase in the average effective information transfer rate in the inventive system with respect to the prototype system (ξ Σ ).
From the analysis of the data table. 5 and tab. 6 it follows that the claimed system, in contrast to the prototype system in all cases provides, with the necessary reliability, an effective information transfer rate that meets the recommendations [12]. At the same time, with respect to the prototype system, the information transfer rate increases by ξ Σ = (2.77 - 5.96) times.
Таким образом, введение в заявляемой системе новых блоков и новых связей между ними обеспечивает передачу сообщений переменной длины при увеличении эффективной скорости передачи информации до значений, удовлетворяющих рекомендациям [12]. Thus, the introduction of new blocks and new connections between them in the inventive system ensures the transmission of messages of variable length while increasing the effective information transfer rate to values that satisfy the recommendations [12].
Совокупность указанных положительных особенностей заявляемой системы обеспечивает расширение возможностей по ее использованию, передачу сообщений переменной длины и повышение скорости передачи информации. The combination of these positive features of the claimed system provides the expansion of opportunities for its use, the transmission of messages of variable length and increase the speed of information transfer.
Из проведенного рассмотрения видно, что заявляемая система технически реализуема, решает поставленные задачи и может найти применение в дифференциальных подсистемах СРНС, в системах связи, в системах передачи телеметрической информации и т.п. From the review it is clear that the claimed system is technically feasible, solves the tasks and can find application in the differential subsystems of the SRNS, in communication systems, in transmission systems of telemetric information, etc.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. LORAN-C User Handbook, USCG COMDTINST M16562.3, May 1980, Washington, DC 20402.SOURCES OF INFORMATION
1. LORAN-C User Handbook, USCG COMDTINST M16562.3, May 1980, Washington, DC 20402.
2. Specification of the Transmitted LORAN-C signal, USCG COMDTINST M16562.4, July 1981, Washington, DC 20593. 2. Specification of the Transmitted LORAN-C signal, USCG COMDTINST M16562.4, July 1981, Washington, DC 20593.
3. Рождественский A.B., Цесельский И.О., Креславский А.С. Принципы построения системы передачи служебной дискретной информации по радиоканалам ИФРНС "Чайка"// "Вопросы радиоэлектроники", серия ОВР, вып.4, 1991. 3. Rozhdestvensky A.B., Tseselsky I.O., Kreslavsky A.S. The principles of constructing a system for transmitting service discrete information over IFRNS "Chaika" radio channels // "Questions of Radio Electronics", OVR series,
4. Feldman D. A., Letts M.A. and Wenzel R.J. The coast guard two-pulse LORAN-C communications system//Navigation, vol.23, N 4, Winter 1976-1977. 4. Feldman D. A., Letts M.A. and Wenzel R.J. The coast guard two-pulse LORAN-C communications system // Navigation, vol. 23, No. 4, Winter 1976-1977.
5. Offermans G.W.A., Helwig A.W.S. & dr. van Willigen D. Eurofixs: test results of a costeffective DGNSS augmentation system // Proc. of the NELS 1997, Tehnical Symposium / Worcshop, Voorburg, Netherlands. Apr. 16-17, 1997,
6. Offermans G.W.A., Helwig A.W.S., van Essen R.F., dr. van Willigen D. Integration as pects of DGNSS and LORAN-C for lands applications //Proc. of the 53-rd Annual Meeting of the Institute of Navigation, Albuquerque, NM, June 30-Jule2, 1997.5. Offermans GWA, Helwig AWS & dr. van Willigen D. Eurofixs: test results of a costeffective DGNSS augmentation system // Proc. of the NELS 1997, Tehnical Symposium / Worcshop, Voorburg, Netherlands. Apr. 16-17, 1997,
6. Offermans GWA, Helwig AWS, van Essen RF, dr. van Willigen D. Integration as pects of DGNSS and LORAN-C for lands applications // Proc. of the 53-rd Annual Meeting of the Institute of Navigation, Albuquerque, NM, June 30-Jule2, 1997.
7. Балясников Б. Н. , Соколов В.Е., Демидов Е. Я. и др. "Чайка - УМ": основные направления проектирования // "Радионавигация и время", N 1, 1998. 7. Balyasnikov B. N., Sokolov V.E., Demidov E. Ya. Et al. "Seagull - UM": the main directions of design // "Radio Navigation and Time",
8. Давыдов П. С. , Криницын В.В., Хресин И.Н. и др. Радионавигационные системы летательных аппаратов / Под ред. П.С. Давыдова.- М.: "Транспорт", 1980. 8. Davydov P.S., Krinitsyn V.V., Khresin I.N. et al. Radio navigation systems of aircraft / Ed. P.S. Davydova.- M .: "Transport", 1980.
9. Кинкулькин И.Е., Рубцов В.Д., Фабрик М.А. Фазовый метод определения координат. - М.: Сов. радио, 1979. 9. Kinkulkin I.E., Rubtsov V.D., Fabrik M.A. Phase method for determining coordinates. - M .: Owls. radio, 1979.
10. Берлекамп Э. Алгебраическая теория кодирования. - М.: "Мир", 1978. 10. Berlekamp E. Algebraic theory of coding. - M .: "World", 1978.
11. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. - М.: "Мир", 1976. 11. Peterson W., Weldon E. Codes for correcting errors. - M .: "World", 1976.
12. RTCM Recommendet Standards for Differential NAVSTAR GPS Service. Version 2.2, January 3,1996. 12. RTCM Recommendet Standards for Differential NAVSTAR GPS Service. Version 2.2, January 3,1996.
13. Быков В.И., Никитенко Ю.И. Судовые радионавигационные устройства. - М.: "Транспорт", 1976. 13. Bykov V.I., Nikitenko Yu.I. Ship radio navigation devices. - M .: "Transport", 1976.
14. Фрэнк P.Л. Современные разработки по системе ЛОРАН-С // ТИИЭР, т.71, N10, октябрь 1983, стр.8-23/Пер. с англ. М.: "Мир". 14. Frank P.L. Modern developments on the LORAN-S system // TIIER, vol. 71, N10, October 1983, pp. 8-23 / Per. from English M .: "World".
15. Быков В. И. , Никитенко Ю.И. Импульсно-фазовые радионавигационные системы в судовождении. - М.: "Транспорт", 1985. 15. Bykov V.I., Nikitenko Yu.I. Pulse-phase radio navigation systems in navigation. - M .: "Transport", 1985.
16. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1983. 16. Tikhonov V.I. Optimum signal reception. - M .: Radio and communications, 1983.
17. Lowe D. , Walsh D., Capaccio St., Daly P. et al. Real time differential positioning of aircraft using GPS and GLONASS // Proc. ION - 96, 19-21 Yune, 1996. 17. Lowe D., Walsh D., Capaccio St., Daly P. et al. Real time differential positioning of aircraft using GPS and GLONASS // Proc. ION - 96, 19-21 Yune, 1996.
18. Breeuwer Е. et al. Differential GPS Interoperability // Information Paper for the Second Meeting of ICAO-s GNSS Panel, Montreal, Canada, 14-24 Nov., 1995. 18. Breeuwer E. et al. Differential GPS Interoperability // Information Paper for the Second Meeting of ICAO-s GNSS Panel, Montreal, Canada, Nov. 14-24, 1995.
19. Бронштейн И. Н. , Семендяев К.А. Справочник по математике. - М.: "Наука", 1986. 19. Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Math reference. - M .: "Science", 1986.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99126130/09A RU2158933C1 (en) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99126130/09A RU2158933C1 (en) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2158933C1 true RU2158933C1 (en) | 2000-11-10 |
Family
ID=20228006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99126130/09A RU2158933C1 (en) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158933C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669916C2 (en) * | 2014-07-09 | 2018-10-17 | Квинетик Лимитед | Suppression of interference in receiver |
RU2745961C2 (en) * | 2019-08-29 | 2021-04-05 | Акционерное общество "Научно-технический центр современных навигационных технологий "Интернавигация" | Apparatus for instrumental control of signals from radio navigation field of pulse-phase radio navigation systems |
-
1999
- 1999-12-02 RU RU99126130/09A patent/RU2158933C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OFFERMANS G.W.A. ET AL. Integration aspects of DGNSS and LORAN-C for Lands applications // Proc. Of the 53-rd Annual Meeting of the Institute of Navigation, Albuqnerque, NM, June 30-Jull 2, 1997. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669916C2 (en) * | 2014-07-09 | 2018-10-17 | Квинетик Лимитед | Suppression of interference in receiver |
US10677927B2 (en) | 2014-07-09 | 2020-06-09 | Qinetiq Limited | Interference mitigation for a receiver |
RU2745961C2 (en) * | 2019-08-29 | 2021-04-05 | Акционерное общество "Научно-технический центр современных навигационных технологий "Интернавигация" | Apparatus for instrumental control of signals from radio navigation field of pulse-phase radio navigation systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE33900E (en) | Error monitoring in digital transmission systems | |
US5862132A (en) | System and method for multiple access short message communications | |
US4271523A (en) | Contention interference detection in data communication receiver | |
JPS62277827A (en) | Method and apparatus for transmitting digital data as message composed of a plurality of frames | |
CN104330774A (en) | FPGA (Field Programmable Gate Array)-based S-mode secondary radar decoder and testing and error correction method thereof | |
CN111726317B (en) | Rowland C signal modulation method, device, equipment and storage medium | |
CN104202116A (en) | Integrative method of measurement, control and data transmission based on Turbo coding | |
GB1469465A (en) | Detection of errors in digital information transmission systems | |
US10778362B2 (en) | Enhanced loran (eLORAN) system having divided non-station specific eLORAN data | |
RU2158933C1 (en) | System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system | |
US5808766A (en) | Method for measuring a signal transmission delay time, central station, terminal station and network to perform this method | |
CN111884758B (en) | Waveform design method, decoding method, device, equipment and optical communication system | |
US4821038A (en) | Method of and apparatus for Loran-C message communication with reduced skywave navigation location errors and the like | |
US6078786A (en) | Method and device for measuring the distance between two stations connected by a communications channel | |
JP2770964B2 (en) | Method and system for reducing navigation error and spatial wave navigation position error when carrying message communication on Loran C navigation signal transmission etc. | |
CA1156384A (en) | Error monitoring in digital transmission systems | |
US20140002301A1 (en) | Apparatus and method for providing location information and additional information using pseudolite navigation system | |
Lo et al. | Loran data modulation: extensions and examples | |
RU2318220C1 (en) | System for transmitting and receiving informational messages through a radio-navigational channel of impulse-phased radio-navigational system | |
US20110116568A1 (en) | Block-coded group modulation method and transmitter/receiver using the same | |
Shalaby | Performance of uncoded overlapping PPM under communication constraints | |
RU2079855C1 (en) | System to transmit and receive discrete information over radio channels of pulse-phase radio navigation system | |
Peterson et al. | High Speed LORAN-C Data Communications June 2001 Update | |
JPH0546130B2 (en) | ||
RU2776780C1 (en) | Method and system for optimized transmission of satellite navigation messages |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051203 |