RU2296424C1 - Device for transferring and receiving information from moveable object - Google Patents
Device for transferring and receiving information from moveable object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296424C1 RU2296424C1 RU2005124657/09A RU2005124657A RU2296424C1 RU 2296424 C1 RU2296424 C1 RU 2296424C1 RU 2005124657/09 A RU2005124657/09 A RU 2005124657/09A RU 2005124657 A RU2005124657 A RU 2005124657A RU 2296424 C1 RU2296424 C1 RU 2296424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- clock
- generator
- decoder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике передачи информации с подвижных объектов, в частности для контроля параметров и местонахождения подвижного объекта, его состояния и других характеристик.The invention relates to techniques for transmitting information from moving objects, in particular for monitoring the parameters and location of a moving object, its condition and other characteristics.
Известны устройства для передачи и приема информации, состоящие на передающей стороне из источников информации (датчиков), генератора тактовых импульсов, модуляторов по числу датчиков, распределителя каналов, формирователя синхроимпульса, передатчика, а на приемной стороне - из приемника, демодуляторов по числу модуляторов, схемы выделения синхроимпульсов, распределителя каналов. Передающая и приемная часть соединены между собой радиоканалом связи [1]. Генератор формирует импульс, определяющий начало цикла передачи информации. В этот момент начинается формирование в распределителе интервалов времени, отводимых на передачу снимаемых с датчиков данных. Данные с выходов модуляторов объединяются на входе передатчика. На приемной стороне после выделения синхроимпульса с помощью распределителя каналов осуществляется выделение исходной информации. Распределители каналов могут быть выполнены на регистрах сдвига. Достоверность передаваемой информации в основном определяется точностью восстановления синхроимпульсов, идентичностью характеристик распределителей каналов, стабильностью генератора тактовых импульсов. Никаких дополнительных мер по повышению помехоустойчивости в устройстве не предусмотрено.Known devices for transmitting and receiving information, consisting on the transmitting side of information sources (sensors), a clock pulse generator, modulators by the number of sensors, a channel distributor, a clock shaper, a transmitter, and on the receiving side from a receiver, demodulators by the number of modulators, circuits allocation of clock pulses, channel distributor. The transmitting and receiving parts are interconnected by a radio communication channel [1]. The generator generates an impulse that determines the beginning of the information transfer cycle. At this point, the formation begins in the distributor of time intervals allocated to the transmission of data removed from the sensors. Data from the outputs of the modulators are combined at the input of the transmitter. On the receiving side, after the allocation of the clock pulse using the channel distributor, the source information is extracted. Channel allocators may be implemented on shift registers. The reliability of the transmitted information is mainly determined by the accuracy of restoration of clock pulses, the identity of the characteristics of the channel distributors, the stability of the clock generator. No additional measures to increase the noise immunity in the device is not provided.
Известна система радиосвязи с подвижными объектами [2]. Она состоит из наземной и бортовой приемопередающих радиостанций, между которыми осуществляется обмен данными в соответствии с заложенными алгоритмами. При обмене сообщениями между наземной приемопередающей станцией и подвижными объектами загрузка канала меняется в зависимости от этапа полета и информационной активности абонентов цифровой радиосвязи. Счетчик числа подвижных объектов контролирует количество объектов и выдает это число на счетчик загрузки системы. В зависимости от числа объектов и числа переспросов сообщений в системе используются динамические алгоритмы организации обмена сообщениями и управления каналами радиосвязи. Для избежания столкновений при одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей за время воздействия на бортовой приемник и определяется состояние, когда радиоканал свободен. Для разнесения во времени моментов выхода на связь нескольких подвижных объектов в бортовое устройство введены анализатор несущей частоты и генератор псевдослучайной задержки, которые обеспечивают соответствующую задержку на передачу сообщений от подвижных объектов.Known radio communication system with moving objects [2]. It consists of ground and airborne transceiver radios, between which data is exchanged in accordance with the laid down algorithms. When exchanging messages between a ground-based transceiver station and mobile objects, the channel load changes depending on the phase of the flight and the information activity of digital radio subscribers. The counter of the number of moving objects controls the number of objects and provides this number to the counter of the system load. Depending on the number of objects and the number of message retransmissions, the system uses dynamic algorithms for organizing messaging and controlling radio channels. To avoid collisions during simultaneous transmission of messages by several objects, the carrier is monitored during exposure to the on-board receiver and the state when the radio channel is free is determined. For the separation in time of the moments when several mobile objects were connected to the on-board device, a carrier frequency analyzer and a pseudo-random delay generator were introduced, which provide a corresponding delay in the transmission of messages from mobile objects.
К недостаткам аналога следует отнести:The disadvantages of the analogue include:
1. Решение на борту воздушного судна различных навигационных задач практически в реальном масштабе времени усложняет его оборудование и аппаратуру в наземном пункте обработки получаемой с борта информации.1. The decision on board the aircraft of various navigation tasks in almost real time complicates its equipment and equipment in the ground processing point of information received from the board.
2. Отсутствие в системе кодирующих/декодирующих устройств снижает помехоустойчивость передаваемых данных, что требует со стороны наземной приемо-передающей станции проведения повторных запросов и увеличивает непроизводительную загрузку радиолинии связи.2. The absence of encoding / decoding devices in the system reduces the noise immunity of the transmitted data, which requires repeated requests from the ground receiving and transmitting station and increases the unproductive loading of the radio link.
Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является устройство для передачи и приема информации с подвижного объекта (ПО) [3], которое и принято за прототип. Оно содержит на передающей части, установленной на подвижном объекте, датчики передаваемой информации, формирователь кодовой последовательности сигналов, модулятор и передатчик, на приемной части, установленной на пункте контроля, приемник, демодулятор, генератор тактовых импульсов, блок изменения фазы тактовой частоты, компаратор, элемент И, регистр, первый и второй сдвиговые регистры.The closest in purpose and most of the essential features is a device for transmitting and receiving information from a moving object (PO) [3], which is taken as a prototype. It contains on the transmitting part installed on the movable object, transmitting information sensors, a code sequence generator, modulator and transmitter, on the receiving part installed on the control point, a receiver, a demodulator, a clock generator, a clock phase change unit, a comparator, an element And, register, first and second shift registers.
В прототипе передающая часть устройства устанавливается на подвижном объекте, оснащенном аппаратурой ввода информации с датчиков, например номера ПО и его состояния. Эти данные поступают на входы формирователя кодовой последовательности, преобразующего коды датчиков передаваемой информации в кодовую последовательность импульсов, причем формирование осуществляется байтами. Сформированная кодовая последовательность импульсов поступает на вход модулятора, осуществляющего модуляцию кодовой последовательностью высокочастотных колебаний генератора несущей частоты, входящего в состав модулятора. Передатчик, получающий от модулятора радиосигнал, усиливает его и излучает.In the prototype, the transmitting part of the device is installed on a moving object equipped with equipment for inputting information from sensors, for example, software number and its status. This data is fed to the inputs of the code sequence generator, which converts the codes of the sensors of the transmitted information into a code sequence of pulses, and the formation is carried out bytes. The generated code sequence of pulses is fed to the input of the modulator, which modulates the code sequence of high-frequency oscillations of the carrier frequency generator, which is part of the modulator. A transmitter receiving a radio signal from a modulator amplifies it and emits it.
Приемная часть устройства устанавливается в точке контроля и предназначена для приема информации от подвижных объектов. После приема радиосигналов от подвижного объекта на выходе демодулятора формируется кодовая последовательность импульсов, которая поступает на информационные входы первого сдвигового регистра блока изменения фазы тактовой частоты. На первый и второй тактовые входы первого сдвигового регистра поступают две серии тактовых импульсов от генератора, сдвинутые одна относительно другой на 180°. Поступающая на информационный вход блока изменения фазы тактовых импульсов кодовая последовательность дифференцируется. Выбранная серия тактовых импульсов со скважностью шестнадцать ставится в соответствие одному из импульсов, идентифицирующих передний или задний фронт информационных импульсов. В результате на выходе блока изменения фазы присутствуют импульсы текущей серии, синхронные с информационными импульсами. Переключение с одной серии тактовых импульсов на другую осуществляется в момент совпадения тактового импульса текущей серии с передним или задним фронтом информационного импульса принимаемой кодовой последовательности с сохранением записанной до переключения серии тактовых импульсов информации без ее искажения. Выбранная серия тактовых импульсов поступает на тактовые входы сдвиговых регистров с количеством разрядов равным 2·(9n+10) каждый и обеспечивает запись в них двух циклов принимаемой кодовой последовательности. С выходов разрядов синхронизирующей части сдвигового регистра второго цикла и с выходов разрядов синхронизирующей части сдвигового регистра первого цикла логические уровни синхронизирующих частей регистров поступают на формирователь импульса цикловой синхронизации, при этом с выхода последнего разряда сдвигового регистра принимаемая кодовая последовательность поступает на информационный вход второго сдвигового регистра. Импульс цикловой синхронизации формируется в тот момент времени, когда две кодовые последовательности полностью записаны в двух сдвиговых регистрах. При условии совпадения кодов информационных частей первого и второго цикла на входы элемента И одновременно поступают импульс цикловой синхронизации с формирователя и импульс цикловой синхронизации равенства кодов информационных частей сдвиговых регистров с компаратора, при этом с выхода элемента И на тактовый вход регистра поступает импульс разрешения записи, а на информационные входы регистра поступает информация в параллельном коде с выходов соответствующих разрядов информационной части сдвигового регистра первого цикла. Информация, записанная в регистр, выходы которого являются выходами устройства, присутствует в нем до ее изменения при приеме информации от другого подвижного объекта или при изменении характера информации, поступающей с того же подвижного объекта.The receiving part of the device is installed at the control point and is designed to receive information from moving objects. After receiving radio signals from a moving object, a code sequence of pulses is generated at the output of the demodulator, which is fed to the information inputs of the first shift register of the clock phase phase change unit. The first and second clock inputs of the first shift register receive two series of clock pulses from the generator, shifted one relative to the other by 180 °. The code sequence arriving at the information input of the clock phase change unit is differentiated. The selected series of clock pulses with a duty cycle of sixteen is mapped to one of the pulses identifying the leading or trailing edge of the information pulses. As a result, the pulses of the current series synchronous with information pulses are present at the output of the phase change block. Switching from one series of clock pulses to another is performed at the moment of coincidence of the clock pulse of the current series with the leading or trailing edge of the information pulse of the received code sequence, while the information recorded before switching the series of clock pulses without distorting it. The selected series of clock pulses arrives at the clock inputs of the shift registers with the number of bits equal to 2 · (9n + 10) each and ensures the recording of two cycles of the received code sequence in them. From the outputs of the discharges of the synchronizing part of the shift register of the second cycle and from the outputs of the discharges of the synchronizing part of the shift register of the first cycle, the logic levels of the synchronizing parts of the registers are fed to the pulse synchronizer, and from the output of the last digit of the shift register, the received code sequence is fed to the information input of the second shift register. The cyclic synchronization pulse is generated at that moment in time when two code sequences are completely recorded in two shift registers. Provided that the codes of the information parts of the first and second cycles coincide, the inputs of the And element simultaneously receive a pulse of cycle synchronization from the shaper and a pulse of cycle synchronization of the equality of the codes of the information parts of the shift registers from the comparator, while the write enable pulse is received from the output of the And element to the clock input of the register, and information in the register receives information in parallel code from the outputs of the corresponding bits of the information part of the shift register of the first cycle. The information recorded in the register, the outputs of which are the outputs of the device, is present in it before it changes when receiving information from another moving object or when changing the nature of the information coming from the same moving object.
Однако прототип имеет следующие недостатки:However, the prototype has the following disadvantages:
- сообщения с ПО выдаются в эфир хаотично во времени, что вызывает коллизии и приводит к снижению помехоустойчивости передаваемых данных;- messages from the software are broadcast randomly in time, which causes collisions and reduces the noise immunity of the transmitted data;
- не передаются данные о местонахождении ПО;- data on the location of the software is not transmitted;
- отсутствует привязка ко времени передаваемых данных;- there is no reference to the time of the transmitted data;
- из-за отсутствия «установки в нуль» сдвиговых регистров в определенных условиях могут одновременно появиться импульсы на выходах формирователя импульсов цикловой синхронизации и компаратора. Тогда после срабатывания элемента И произойдет запись в выходной регистр и съем с него ложной информации, что приведет к снижению достоверности данных;- due to the lack of a “zeroing” of the shift registers under certain conditions, pulses can simultaneously appear at the outputs of a pulse synchronizer and a comparator. Then, after the And element is triggered, a record will be recorded in the output register and the false information will be removed from it, which will lead to a decrease in data reliability;
- каждое сообщение с ПО передается 2 раза;- each message with software is transmitted 2 times;
- для выработки импульса цикловой синхронизации в передаваемое сообщение вводится большая избыточность: при наличии n 8-разрядных датчиков длина сообщения равна 2·(9n+10).- to generate a cyclic synchronization pulse, a large redundancy is introduced into the transmitted message: if there are n 8-bit sensors, the message length is 2 · (9n + 10).
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение помехоустойчивости передаваемых данных при увеличении числа передаваемых в единицу времени сообщений.The main task to be solved by the claimed invention is directed is to increase the noise immunity of the transmitted data while increasing the number of messages transmitted per unit time.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для передачи и приема информации с подвижного объекта, содержащее на передающей части, установленной на подвижном объекте, n датчиков передаваемой информации, выходы которых подключены к входам формирователя кодовой последовательности сигналов, выход которого через модулятор подключен к входу передатчика с антенной, выход которого является входом радиоканала связи, а на приемной части, установленной в пункте контроля, - сдвиговый регистр, генератор тактовых импульсов, приемник с антенной, вход которого является выходом радиоканала связи, а выход через демодулятор соединен с информационным входом блока изменения фазы тактовой частоты, первый и второй выходы генератора тактовых импульсов подключены к первому и второму тактовым входам блока изменения фазы тактовых импульсов, введены на передающей части генератор тактовых импульсов, вход которого соединен с первым выходом формирователя кодовой последовательности сигналов, а первый и второй выходы - с первым входом формирователя кодовой последовательности сигналов и первым входом модулятора соответственно, на приемной части - выходная схема, первый и второй элементы И, декодер, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, счетчик импульсов, дешифратор временных интервалов, формирователь стробов, дешифратор начальной установки, перепрограммируемое запоминающее устройство, причем выход блока изменения фазы тактовой частоты через второй элемент И подключен к тактовому входу декодера, выход демодулятора через первый элемент И соединен также с информационным входом декодера, информационный и тактовый выходы которого подключены к соответствующим входам сдвигового регистра, выход которого через выходную схему, предназначенную для информационно-логического сопряжения устройства с получателем информации, соединен с выходом устройства, третий, четвертый, пятый и шестой выходы генератора тактовых импульсов соединены со вторым входом приемника, вторым входом демодулятора, синхровходом выходной схемы и синхровходом декодера соответственно, а его синхровход - с первым выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, второй выход которого через последовательно соединенные счетчик импульсов, дешифратор временных интервалов подключен к входу формирователя стробов, а третий выход - к первому входу дешифратора начальной установки, выход которого соединен с входом «Установка в нуль» счетчика импульсов, первый выход перепрограммируемого запоминающего устройства соединен со вторым входом дешифратора начальной установки, кроме того, с помощью перепрограммируемого запоминающего устройства задаются параметры дешифратора временных интервалов, первый, второй и третий выходы формирователя стробов подключены к второму входу первого элемента И, четвертому входу декодера и второму входу второго элемента И соответственно.The specified technical result is achieved by the fact that the device for transmitting and receiving information from a moving object, containing on the transmitting part mounted on the moving object, n sensors of transmitted information, the outputs of which are connected to the inputs of the generator of the code sequence of signals, the output of which is connected through the modulator to the input transmitter with an antenna, the output of which is the input of the radio communication channel, and at the receiving part installed in the control point, a shift register, a clock generator, a receiver with an antenna, the input of which is the output of the radio channel, and the output through the demodulator is connected to the information input of the clock phase change unit, the first and second outputs of the clock generator are connected to the first and second clock inputs of the clock phase change unit, the generator is introduced on the transmitting part clock pulses, the input of which is connected to the first output of the shaper code sequence of signals, and the first and second outputs to the first input of the shaper code sequence these signals and the first input of the modulator, respectively, at the receiving part - the output circuit, the first and second I elements, a decoder, a signal receiver of global navigation satellite systems with an antenna, a pulse counter, a time interval decoder, a strobe generator, an initial decoder, a programmable memory device, moreover, the output of the phase change block of the clock frequency through the second element And is connected to the clock input of the decoder, the output of the demodulator through the first element And is also connected to information m is the input of the decoder, the information and clock outputs of which are connected to the corresponding inputs of the shift register, the output of which through the output circuit, designed for information and logical pairing of the device with the receiver of information, is connected to the output of the device, the third, fourth, fifth and sixth outputs of the clock generator are connected with the second input of the receiver, the second input of the demodulator, the sync input of the output circuit and the sync input of the decoder, respectively, and its sync input with the first output of the receiver in global navigation satellite systems with an antenna, the second output of which is connected through a pulse counter in series, the time interval decoder is connected to the input of the gate generator, and the third output is connected to the first input of the initial setting decoder, the output of which is connected to the “Zero setting” pulse counter, the first output of the reprogrammable storage device is connected to the second input of the initial setup decoder, in addition, by means of the reprogrammable storage device tsya parameters decoder time slots, the first, second and third outputs of driver gates are connected to the second input of the first AND gate, the fourth input of the decoder and a second input of the second AND gate, respectively.
Формирователь кодовой последовательности сигналов содержит (n+1)-регистров, мультиплексор, кодирующее устройство, формирователь последовательностей импульсов, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, формирователь номера подвижного объекта, при этом данные с n датчиков передающей части записываются в соответствующие n регистров, (n+1) выходов формирователя последовательностей импульсов соединены с синхровходами (n+1) регистров, (n+2)-й выход формирователя последовательностей импульсов соединен с синхровходом мультиплексора, (n+3)-й выход - с синхровходом кодирующего устройства, первый вход формирователя последовательностей импульсов соединен с первым выходом приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, второй вход - с формирователем номера подвижного объекта, третий вход - с первым выходом генератора тактовых импульсов передающей части, первый и второй выходы приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной соединены с информационным входом (n+1)-го регистра и синхровходом генератора тактовых импульсов передающей части, выходы (n+1)-го регистра через последовательно соединенные мультиплексор и кодирующее устройство подключены к информационному входу модулятора передающей части.The code sequence generator of the signals contains (n + 1) registers, a multiplexer, an encoder, a pulse sequence generator, a signal receiver of global navigation satellite systems with an antenna, a number generator of a moving object, while data from n sensors of the transmitting part are recorded in the corresponding n registers, (n + 1) outputs of the pulse sequence generator are connected to the sync inputs of (n + 1) registers, (n + 2) -th output of the pulse sequence generator is connected to the clock multiplexer house, (n + 3) -th output - with the encoder sync input, the first input of the pulse sequence generator is connected to the first output of the global navigation satellite systems signal receiver with an antenna, the second input - with the movable object number generator, the third input - with the first output generator of clock pulses of the transmitting part, the first and second outputs of the receiver of signals of global navigation satellite systems with an antenna are connected to the information input of the (n + 1) -th register and the clock input generator clock transmission portion outputs (n + 1) -th register via series connected multiplexer and an encoder connected to a data input of the modulator of the transmitting part.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство для передачи и приема информации отличается наличием новых блоков на передающей части - генератора тактовых импульсов, приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, на приемной части - первого и второго элементов И, декодера, приемника глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, счетчика импульсов, дешифратора временных интервалов, формирователя стробов, дешифратора начальной установки, перепрограммируемого запоминающего устройства и их связями с остальными блоками устройства.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device for transmitting and receiving information is distinguished by the presence of new units on the transmitting part - a clock pulse generator, a signal receiver of global navigation satellite systems with an antenna, on the receiving part - the first and second AND elements, decoder, global navigation receiver I remember satellite systems with an antenna, a pulse counter, a time interval decoder, a gate generator, an initial setup decoder, a programmable memory device and their relationships with other units of the device.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «новизны».Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."
Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показывает, что в известных устройствах для передачи и приема информации используются формирователи кодов, модуляторы, передатчики, приемники, демодуляторы [1, 2, 4, 5]. Для синхронизации на приемной части используются генераторы тактовых импульсов, блоки изменения фазы тактовых импульсов, регистры, элементы И, формирователи. Однако введение этих элементов с заданными связями не позволяет получить положительный эффект из-за неработоспособности такого объекта, что подчеркивает выполнение требования «изобретательский уровень» и не следует из известного уровня техники.A comparison of the claimed device with other technical solutions shows that in the known devices for transmitting and receiving information, code shapers, modulators, transmitters, receivers, demodulators are used [1, 2, 4, 5]. For synchronization at the receiving part, clock generators, blocks for changing the phase of clock pulses, registers, AND elements, shapers are used. However, the introduction of these elements with the given relationships does not allow to obtain a positive effect due to the inoperability of such an object, which emphasizes the fulfillment of the requirement of "inventive step" and does not follow from the prior art.
Реализация всех узлов заявляемого устройства на серийных ИМС и электрорадиоэлементах, а также с помощью программных методов показывает его практическую применимость.The implementation of all the nodes of the claimed device on serial ICs and electro-radio elements, as well as using software methods, shows its practical applicability.
Сущность изобретения будет понятна из приведенных фиг.1, 2 и описания.The invention will be clear from the figures 1, 2 and description.
На фиг.1 приведена структурная схема заявляемого устройства и введены обозначения:Figure 1 shows the structural diagram of the claimed device and the notation:
1 - передающая часть;1 - transmitting part;
2 - датчик;2 - sensor;
3 - формирователь кодовой последовательности сигналов;3 - shaper code sequence of signals;
4 - модулятор;4 - modulator;
5 - передатчик с антенной;5 - transmitter with antenna;
6 - генератор тактовых импульсов;6 - clock generator;
7 - приемная часть;7 - receiving part;
8 - приемник с антенной;8 - receiver with antenna;
9 - демодулятор;9 - demodulator;
10 - генератор тактовых импульсов;10 - clock generator;
11 - блок изменения фазы тактовых импульсов;11 - block phase change of the clock pulses;
12 - сдвиговый регистр;12 - shift register;
13 - первый элемент И;13 - the first element And;
14 - декодер;14 - decoder;
15 - выходная схема;15 - output circuit;
16 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;16 - signal receiver global navigation satellite systems with an antenna;
17 - счетчик импульсов;17 - pulse counter;
18 - дешифратор временных интервалов;18 - decoder time intervals;
19 - формирователь стробов;19 - gate driver;
20 - дешифратор начальной установки;20 - decoder initial installation;
21 - второй элемент И;21 - the second element And;
22 - перепрограммируемое запоминающее устройство.22 - reprogrammable memory device.
Радиоканал связи и элементы питания на фиг.1 не показаны.The communication channel and batteries are not shown in FIG. 1.
На фиг.2 приведена структурная схема формирователя кодовой последовательности сигналов и введены обозначения:Figure 2 shows the structural diagram of the shaper code sequence of signals and the notation:
23 - регистр;23 - register;
24 - мультиплексор;24 - multiplexer;
25 - кодирующее устройство;25 - encoding device;
26 - формирователь последовательностей импульсов;26 - shaper sequences of pulses;
27 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;27 - a signal receiver of global navigation satellite systems with an antenna;
28 - формирователь номера ПО;28 - software number former;
29 - выход формирователя кодовой последовательности сигналов;29 - output shaper code sequence of signals;
30 - второй выход приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;30 - the second output of the receiver of signals of global navigation satellite systems with an antenna;
31 - вход с генератора тактовых импульсов 6.31 - input from a clock generator 6.
Устройство для передачи и приема информации с подвижного объекта (фиг.1) содержит на передающей части 1, установленной на подвижном объекте, датчики 2 передаваемой информации, формирователь 3 кодовой последовательности сигналов, модулятор 4, передатчик 5 с антенной, генератор 6 тактовых импульсов, приемную часть 7, установленную на пункте контроля, приемник 8 с антенной, демодулятор 9, генератор 10 тактовых импульсов, блок 11 изменения фазы тактовой частоты, сдвиговый регистр 12, первый элемент И 13, декодер 14, выходную схему 15, приемник 16 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, формирователь 17 импульсов, дешифратор 18 временных интервалов, формирователь 19 стробов, дешифратор 20 начальной установки, второй элемент И 21, перепрограммируемое запоминающее устройство 22.A device for transmitting and receiving information from a moving object (Fig. 1) comprises transmitting information sensors 2, a code sequence generator 3, a modulator 4, a transmitter 5 with an antenna, a clock generator 6, a receiving 6 at the transmitting part 1 mounted on the moving object part 7 installed at the control point, a receiver 8 with an antenna, a demodulator 9, a clock pulse generator 10, a clock phase change unit 11, a shift register 12, a first AND element 13, a decoder 14, an output circuit 15, a receiver 16 of hl signals obval navigation satellite systems with an antenna, a shaper of 17 pulses, a decoder of 18 time intervals, a shaper of 19 gates, a decoder of 20 initial settings, the second element And 21, reprogrammable storage device 22.
Формирователь 3 кодовой последовательности сигналов содержит регистр 23, мультиплексор 24, кодирующее устройство 25, формирователь 26 последовательностей импульсов, приемник 27 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, формирователь 28 номера ПО, выход 29 формирователя кодовой последовательности сигналов, второй выход 30 приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, вход 31 с генератора тактовых импульсов 6.The signal sequence generator 3 comprises a
Устройство работает следующим образом. Передающая часть 1 устанавливается на подвижном объекте, оснащенном аппаратурой ввода информации, например с n датчиков 2. В качестве датчиков могут быть использованы контактные и кнопочные выключатели, тумблеры для установки кода и другие узлы. Вид выходной информации с датчиков 2 определяется требованиями к параметрам входных сигналов формирователя 3 кодовой последовательности сигналов. Данные с n датчиков 2 записываются в соответствующие регистры 23 и с помощью мультиплексора 24 в определенной последовательности, известной в приемной части, поступают на кодирующее устройство 25. Номер ПО передавать не требуется, так как номер ПО заложен в соответствующем временном интервале, отведенном для передачи данных. Поэтому формирователь номера ПО 28 (индивидуальный для каждого ПО) определяет только время начала и конца передачи с ПО данных. Начало отсчета времени в устройстве может быть привязано, например, к московскому или среднеевропейскому времени. Длительность времени передачи данных с ПО должна быть увеличена на длительность защитного интервала, зависящего от радиуса действия устройства. Точная привязка времени передачи данных осуществляется с помощью меток времени, поступающих с выхода приемника 27 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной на вход формирователя 26 импульсных последовательностей. Соответствующие импульсные последовательности используются для операций записи информации с датчиков 2, с выхода приемника 27 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной и считывания данных со всех регистров 23. Данные о точном местоположении ПО, 1-секундные метки времени и 10 килогерцовый меандр, синхронные с глобальным временем, могут быть получены с выхода приемника 27 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, например, GPS/ГЛОНАСС. Данные о точном местоположении ПО с привязкой к глобальному времени с (n+1)-го регистра 23 подаются на (n+1)-й вход формирователя 3 кодовой последовательности сигналов. Импульсные последовательности формирователя 3 кодовой последовательности сигналов используются также для синхронизации процессов в мультиплексоре 24 и кодирующем устройстве 25. Для исключения биения из-за отличия частот генераторов 6 и 10 тактовых импульсов передающей и приемной сторон 1 и 7 соответственно на их входы подаются для синхронизации 1-секундные метки времени с выходов соответствующих приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антеннами, синхронные с глобальным временем. При формировании импульсных последовательностей в формирователе 3 используются сигналы с первого выхода генератора 6 тактовых импульсов, а со второго его выхода сигналы тактовой частоты подаются на модулируемый вход модулятора 4 для дальнейшего известного преобразования [7].The device operates as follows. The transmitting part 1 is installed on a moving object equipped with information input equipment, for example, from n sensors 2. Contact and push-button switches, toggle switches for setting the code, and other nodes can be used as sensors. The type of output from the sensors 2 is determined by the requirements for the parameters of the input signals of the shaper 3 of the code sequence of signals. Data from n sensors 2 are recorded in the
Общее число подвижных объектов, снабженных передающей частью 1 и входящих в заявляемое устройство, не превышает величины отношения длительностей требуемого времени на обновление информации и длительности посылки сообщения, вырабатываемого на передающей части 1, с учетом длительности защитного интервала. В формирователе 3 кодовой последовательности сигналов входной параллельный формат данных преобразуется в последовательную кодовую посылку. Затем кодовая посылка для повышения помехоустойчивости преобразуется с помощью известных методов [7] в кодирующем устройстве 25. Длительность одного разряда сообщения с ПО выбирается из условия прохождения без искажений импульсов по радиоканалу связи. Однако чрезмерное увеличение длительности одного разряда увеличивает длительность всей посылки, а при заданном времени оценки информации с каждого подвижного объекта эта операция уменьшает число обслуживаемых объектов. Импульсная последовательность в модуляторе 4 преобразуется в радиосигналы, которые усиливаются в передатчике 5 с антенной и излучаются в пространство. Дальность действия устройства ограничивается прямой видимостью в УКВ диапазоне и зависит от мощности передатчика 5, отношения сигнал/шум на входе приемника 8 и вида выходного кода формирователя 3 кодовой последовательности сигналов. Введение избыточности за счет кодирования позволяет уменьшить вероятность ошибочного приема сообщения у получателя информации. В качестве помехоустойчивого кода может быть использован, например, мажоритарный код, применяемый в подвижных системах связи, и соответствующие способы борьбы с замираниями в многолучевом канале радиосвязи [7]. Для передачи может быть использована амплитудная, фазовая или частотная модуляция. Частота выдачи сообщений с ПО зависит от требований получателя информации, требуемого объема данных и скорости перемещения ПО.The total number of moving objects equipped with a transmitting part 1 and included in the inventive device does not exceed the ratio of the durations of the required time to update the information and the duration of sending a message generated on the transmitting part 1, taking into account the duration of the protective interval. In the shaper 3 of the code sequence of the signals, the input parallel data format is converted into a serial code message. Then, the code message is converted using the well-known methods [7] in
Приемная часть 7 устройства устанавливается в точке контроля стационарно или на мобильном объекте и предназначена для приема информации от подвижных объектов, снабженных передающей частью 1. Принимаемые с передающих частей 1 радиосигналы усиливаются в приемнике 8 с антенной. Затем в демодуляторе 9 они преобразуются в импульсную последовательность, которая подается на информационные входы первой схемы И 13 и блока 11 изменения фазы тактовых импульсов, на первый и второй тактовые входы которого поступают две серии тактовых импульсов от генератора 10, сдвинутые одна относительно другой на 180°. В блоке 11 изменения фазы тактовых импульсов обеспечивается автоматическое переключение с одной серии импульсов на другую при совпадении переднего или заднего фронта любого информационного импульса принятой кодовой последовательности с передним фронтом тактового импульса текущей серии. Причем после переключения на другую серию тактовые импульсы новой серии оказываются в средней части информационных импульсов, что обеспечивает дополнительную устойчивость работы декодера 14.The receiving part 7 of the device is installed at the monitoring point stationary or on a mobile object and is designed to receive information from mobile objects equipped with a transmitting part 1. The radio signals received from the transmitting parts 1 are amplified in the receiver 8 with an antenna. Then, in the demodulator 9, they are converted into a pulse sequence, which is fed to the information inputs of the first circuit 13 and block 11 of the phase change of the clock pulses, the first and second clock inputs of which two series of clock pulses from the generator 10 are received, shifted one relative to the other by 180 ° . In block 11, the phase change of the clock pulses provides automatic switching from one series of pulses to another when the leading or trailing edges of any information pulse of the received code sequence coincides with the leading edge of the clock pulse of the current series. Moreover, after switching to another series, the clock pulses of the new series are in the middle part of the information pulses, which provides additional stability of the decoder 14.
Запись информации в сдвиговый регистр 12 осуществляется по спаду тактовых импульсов с выхода декодера 14, сфазированных информационными сигналами с выхода демодулятора 9 и прошедших через первый элемент И 13. Этим дополнительно исключаются биения из-за различия частот генераторов 6 и 10 тактовых импульсов передающей и приемной сторон 1 и 7 соответственно. Запись в сдвиговый регистр 12 осуществляется тактовыми импульсами, прошедшими второй элемент И 21 во время соответствующего строба с формирователя 19 стробов. Этим обеспечивается защита от выдачи получателю «нулевой» информации.Information is recorded in the shift register 12 by the recession of clock pulses from the output of decoder 14, phased by information signals from the output of demodulator 9 and passed through the first element And 13. This additionally eliminates beats due to the difference in the frequencies of the generators 6 and 10 clock pulses of the transmitting and receiving sides 1 and 7, respectively. Record in the shift register 12 is carried out by clock pulses that have passed the second element And 21 during the corresponding strobe from the shaper 19 gates. This provides protection against the issuance of "zero" information to the recipient.
Передача информации с выхода демодулятора 9 в декодер 14 осуществляется через первый элемент И 13 при наличии соответствующего строба приема с формирователя 19 стробов. После проведения известных операций декодирования [7] в стробе с формирователя 19 стробов проводится считывание данных, со скоростью, превышающей скорость передачи сообщений в радиоканале связи. Этим обеспечивается уменьшение времени, отводимого на прием и обработку данных от каждого ПО. Для записи информации в сдвиговый регистр 12 используются тактовые импульсы, синхронные с информацией и формируемые из стробов формирователя 19 стробов и сигналов с шестого выхода генератора 10 тактовых импульсов. Каждое новое сообщение с ПО обеспечивает передачу данных со сдвигового регистра 12 в выходную схему 15. Она предназначена для информационно-логического сопряжения устройства с получателем информации. Преобразование форматов и параметров сообщений осуществляется известными методами [6, 7]. Например, если в качестве получателя информации используется ЭВМ, то данные можно выдавать в виде, определяемом требованиями к цепям стыка С2 (ГОСТ 18145-81) [6].Information is transmitted from the output of the demodulator 9 to the decoder 14 through the first element And 13 in the presence of the corresponding reception strobe from the shaper 19 gates. After carrying out the known decoding operations [7] in the strobe from the shaper 19 gates, data is read at a speed exceeding the speed of message transmission in the radio communication channel. This ensures a reduction in the time allotted for receiving and processing data from each software. To write information to the shift register 12, clock pulses are used, synchronous with the information and generated from the strobes of the driver 19 gates and signals from the sixth output of the clock generator 10. Each new message from the software provides the transfer of data from the shift register 12 to the output circuit 15. It is intended for information and logical pairing of the device with the recipient of information. The conversion of message formats and parameters is carried out by known methods [6, 7]. For example, if a computer is used as the recipient of information, then the data can be output in the form determined by the requirements for the C2 interface circuits (GOST 18145-81) [6].
Приемник 16 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной в приемной части 7 используется для синхронизации генератора 10 тактовых импульсов, формирования импульсов для счетчика 17 импульсов и выдачи меток времени для дешифратора 20 начальной установки. С выхода счетчика 17 импульсов сигналы поступают на дешифратор 18 временных интервалов. Снимаемые с его выхода импульсы начала и конца соответствующего строба подаются на формирователь 19 стробов. Установка в нуль счетчика 17 импульсов осуществляется импульсами с выхода дешифратора 20 начальной установки. Основные параметры дешифраторов 18 и 20 задаются с помощью перепрограммируемого запоминающего устройства 22, содержание которого зависит от числа ПО, требований получателей информации и других параметров. С появлением новых, обслуживаемых устройством ПО данные перепрограммируемого запоминающего устройства 22 постоянно обновляются.The receiver 16 signals of global navigation satellite systems with an antenna in the receiving part 7 is used to synchronize the clock generator 10, generate pulses for the counter 17 pulses and issue time stamps for the decoder 20 of the initial installation. From the output of the counter 17 pulses, the signals are fed to the decoder 18 time intervals. The pulses of the beginning and end of the corresponding strobe removed from its output are fed to the gate generator 19. Zeroing the counter 17 pulses is carried out by pulses from the output of the decoder 20 of the initial installation. The main parameters of the decoders 18 and 20 are set using a reprogrammable memory device 22, the content of which depends on the number of software, the requirements of the recipients of information and other parameters. With the advent of new device-serviced software, the data of the reprogrammable storage device 22 is constantly updated.
Генератор 10 тактовых импульсов формирует прямой и инверсный сигналы для блока 11 изменения фазы тактовой частоты и другие стабильные во времени сигналы для проведения известных операций в приемнике 8 и демодуляторе 9 [7].The clock generator 10 generates a direct and inverse signals for the block 11 changes the phase of the clock frequency and other time-stable signals for performing known operations in the receiver 8 and demodulator 9 [7].
Вероятность столкновений сообщений от нескольких ПО мала за счет сокращения избыточности передаваемого сообщения и большой величины отношения длительности периода обновления данных с ПО к длительности сообщения. Жесткая привязка начала передаваемых сообщений к 1-секундным меткам, (например, выход 1 PPS приемника сигналов системы GPS) и синхронному с ними меандру частотой 10 кГц (выход 10KHz приемника сигналов системы GPS) с выходов приемников глобальных навигационных спутниковых систем с антенной, установленных в передающей части 1 ПО, и плановое выделение для передачи данных с каждого ПО соответствующего временного интервала позволит также сократить вероятность столкновений сообщений. Установка на обслуживание устройством каждого нового ПО осуществляется с помощью установки на нем передающей части 1 с индивидуальным формирователем номера ПО 28. Одновременно с этой процедурой соответствующие данные вводятся в перепрограммируемое запоминающее устройство 22 приемной части 7.The probability of collisions between several software messages is low due to a reduction in the redundancy of the transmitted message and a large ratio of the duration of the data update period from the software to the message duration. Rigid binding of the beginning of transmitted messages to 1-second markers (for example, 1 PPS output of a GPS system signal receiver) and a 10 kHz synchronous meander (10KHz output of a GPS system signal receiver) from the outputs of global navigation satellite systems receivers with an antenna installed in the transmitting part 1 of the software, and the planned allocation for data transmission from each software of the corresponding time interval will also reduce the likelihood of message collisions. Installation for servicing by the device of each new software is carried out by installing on it a transmitting part 1 with an individual driver of the number of the
Выдача тактовых импульсов в регистр 12 через второй элемент И 21 осуществляется только на время выделенного временного интервала связи для соответствующего ПО с выхода формирователя 19 строба, что также повышает помехоустойчивость данных, выдаваемых потребителям.The issuance of clock pulses in the register 12 through the second element And 21 is carried out only at the time of the allocated communication time interval for the corresponding software from the output of the gate former 19, which also increases the noise immunity of the data issued to consumers.
Блоки 1-5, 7-12 по назначению и структуре одинаковые с прототипом. Они могут быть реализованы на известных серийных элементах и узлах. Введенные блоки 6, 13-28 могут быть также реализованы на известных микросхемах и устройствах. Функции блоков 3, 10-15, 17-22, 23-26, 28 могут быть выполнены программно с помощью микроЭВМ или ПЭВМ, узлы 27 и 16 - на устройствах Jupiter, выпускаемых фирмой "Trimble Navigation Ltd" для системы GPS. В качестве передатчиков 5 и приемников 8 могут быть использованы передатчики и приемники систем сотовой связи, радиолиний коротковолнового, метрового и дециметрового диапазонов.Blocks 1-5, 7-12 in purpose and structure are the same with the prototype. They can be implemented on known serial elements and components. The introduced blocks 6, 13-28 can also be implemented on known microcircuits and devices. The functions of blocks 3, 10-15, 17-22, 23-26, 28 can be performed programmatically using a microcomputer or PC,
К преимуществам заявляемого устройства следует отнести:The advantages of the claimed device include:
- повышение помехоустойчивости устройства за счет введения кодирующих/декодирующих устройств и использования для синхронизации передающей и приемной частей меток единого (глобального) времени с выхода приемников глобальных навигационных спутниковых систем;- increasing the noise immunity of the device due to the introduction of encoding / decoding devices and using for synchronization of the transmitting and receiving parts of the marks a single (global) time from the output of the receivers of global navigation satellite systems;
- использование информации существующих навигационных спутников, предназначенных для обеспечения данными всевозможных подвижных объектов;- use of information from existing navigation satellites designed to provide data for all kinds of moving objects;
- использование известных экстраполяционных методов у получателя информации при наличии координатной информации с точным глобальным временем проведения измерений позволит определить следующую точку на трассе перемещающегося в пространстве объекта;- the use of well-known extrapolation methods at the recipient of information in the presence of coordinate information with an accurate global time of measurements will determine the next point on the path of an object moving in space;
- точность определения местонахождения ПО зависит от точности обработки принимаемых в передающей части 1 ПО сообщений с навигационных спутников и может составлять 10 м [8];- the accuracy of determining the location of the software depends on the accuracy of processing received in the transmitting part 1 software messages from navigation satellites and can be 10 m [8];
- уменьшена длина сообщения, передаваемого с ПО, за счет сокращения избыточных разрядов, отводимых для синхронизации и номера ПО, что позволит увеличить число обслуживаемых ПО.- the length of the message transmitted from the software has been reduced by reducing the excess bits allocated for synchronization and the software number, which will increase the number of serviced software.
Устройство может быть использовано для передачи данных с транспортных подвижных объектов: автомобилей, поездов, речных и морских судов, воздушных судов малой авиации.The device can be used to transfer data from mobile vehicles: cars, trains, river and sea vessels, small aircraft.
ЛитератураLiterature
1. Венедиктов Н.Д. и др. Асинхронные адресные системы связи - М.: Связь, 1978.1. Venediktov N.D. and other Asynchronous address communication systems - M .: Communication, 1978.
2. А.С. СССР №1401727 М. кл. Н 04 В 7/27, H 04 L 27/00, БИ №21, 1988.2. A.S. USSR No. 1401727 M. cl. H 04 B 7/27, H 04
3. A.C. СССР №1715773 М. кл. G 08 C 21/00, 1990. Прототип.3. A.C. USSR No. 1715773 M. cl. G 08 C 21/00, 1990. Prototype.
4. Радиосистемы передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов / И.М.Тепляков и др. Под ред. И.М.Теплякова. - М.: Радио и связь, 1982.4. Radio transmission systems: Textbook. manual for universities / I.M. Teplyakov and others. Ed. I.M. Teplyakova. - M.: Radio and Communications, 1982.
5. А.С. СССР №795879. М. кл. G 08 C 21/00, 1979.5. A.S. USSR No. 795879. M. cl. G 08 C 21/00, 1979.
6. ГОСТ 18145-81. Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием при последовательном вводе-выводе данных. Номенклатура и технические требования. М.: 1981.6. GOST 18145-81. Circuits at the junction C2 of data transmission equipment with terminal equipment during serial data input-output. Nomenclature and technical requirements. M .: 1981.
7. Уильям К. Ли. Техника подвижных систем связи. - М., Радио и связь, 1985, 391 с.7. William C. Lee. Technique of mobile communication systems. - M., Radio and Communications, 1985, 391 p.
8. Глобальная система позиционирования М.: АО «Прин», 1994, 77 с.8. The global positioning system M .: JSC "Prien", 1994, 77 S.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124657/09A RU2296424C1 (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Device for transferring and receiving information from moveable object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124657/09A RU2296424C1 (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Device for transferring and receiving information from moveable object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2296424C1 true RU2296424C1 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005124657/09A RU2296424C1 (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Device for transferring and receiving information from moveable object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2296424C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2589314C1 (en) * | 2012-10-19 | 2016-07-10 | Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. | Method, system and device for signal transmission |
| RU2595758C1 (en) * | 2015-05-05 | 2016-08-27 | Петр Петрович Кувырков | Device for self-secure informing |
-
2005
- 2005-08-02 RU RU2005124657/09A patent/RU2296424C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| УИЛЬЯМ К. ЛИ. Техника подвижных систем связи, Москва, Радио и связь, 1985, с.391. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2589314C1 (en) * | 2012-10-19 | 2016-07-10 | Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. | Method, system and device for signal transmission |
| RU2595758C1 (en) * | 2015-05-05 | 2016-08-27 | Петр Петрович Кувырков | Device for self-secure informing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3742498A (en) | Synchronization and position location system | |
| US3714573A (en) | Spread-spectrum position monitoring system | |
| US4617674A (en) | Synchronizing system for spread spectrum transmissions between small earth stations by satellite via an intermediate hop to a large earth station | |
| JP2599613B2 (en) | Transmission line fault location system using artificial satellites | |
| KR101206873B1 (en) | Method for synchronising clock pulse devices | |
| GB2095516A (en) | System of transmitting information between a central station and sub-stations | |
| KR20190065322A (en) | Segmentation based on telepragments | |
| EP1579238A1 (en) | Device, system and method for obtaining timing information and ranging | |
| US3654395A (en) | Synchronization of tdma space division satellite system | |
| US3626295A (en) | Time division multiplex communication system | |
| US3750178A (en) | Radio location detection system | |
| GB936419A (en) | Method and apparatus for data transmission | |
| US4357609A (en) | Noncoherent two way ranging apparatus | |
| US3298024A (en) | Method and device for distance measuring with the aid of electric waves | |
| US3836721A (en) | Time multiplex communication system for use with a space satellite | |
| US4251801A (en) | Mobile data communication system | |
| RU2296424C1 (en) | Device for transferring and receiving information from moveable object | |
| US3710027A (en) | System of time-division multiplex transmission via communications satellites | |
| US3596002A (en) | System for transmitting binary-coded data | |
| EP0614289B1 (en) | Transmission apparatus for round-trip satellite | |
| US2794071A (en) | Power line fault locator | |
| CN108120964B (en) | Method for dynamically testing time delay data of secondary radar local machine to improve ranging precision | |
| US3781803A (en) | Collision avoidance system ground station synchronization | |
| US3532987A (en) | Selective calling system for a main station and satellites | |
| RU2809552C1 (en) | Multichannel radio communication device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100803 |