Способ выделения оптимальных ретрансляционных радиолиний в системах связи

 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для выделения оптимальных по прохождению сигналов ретрансляционных линий из множества возможных в системах связи. Способ включает формирование и излучение сигналов на всех частотах связи системы в синхронные промежутки времени, выбор оптимальных частей приема сигналов. В соответствующие синхронные промежутки времени излучения радиостанций производится оценка их уровней принимающими радиостанциями и начиная с вызываемой и кончая вызывающей радиостанцией, номера радиостанций для ретрансляции выделяются по соответствующим оценкам. Техническим результатом является выделение оптимальных по передаче сигналов ретрансляционных линий из множества возможных в системе радиосвязи. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для выделения оптимальных по прохождению сигналов ретрансляционных линий из множества возможных в системах связи.

Известны ретрансляционные системы связи, в которых сообщение в виде сигнала импульсно-кодовой модуляции передается по принципу "цепной реакции" ("Система ретрансляторов", заявка 1439399, Н 04 В 7/17, 1976, Великобритания), т.е. каждый ретранслятор, на который поступило сообщение, повторяет его, в результате чего сообщение рано или поздно попадает на радиостанцию получателя сообщения.

Первая из приведенных систем обладает тем недостатком, что при передачи сообщений используются все ретрансляторы, до которых доходят сигналы сообщения от отправителя к получателю или ответное сообщение. Это приводит к тому что, во-первых, в ретрансляции участвует избыточное количество ретрансляторов, во-вторых, из-за различия во времени распространения сигналов по разным радионаправлениям прием сигналов ухудшается из-за нарушения синфазности, причем с увеличением расстояния между ретрансляторами и радиостанциями это ухудшение увеличивается, а также из-за внутрисистемных помех.

Недостатком второй системы является то, что при образовании линии связи от радиостанции, вызываемой к вызывающей, не проводится выбор ретрансляторов по максимуму величины сигнала, т.е. не проводится выбор оптимальной ретрансляционной линии. Это происходит потому, что связь между вызываемой и вызывающей радиостанцией осуществляется через ретранслятор, заранее выделенный.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ осуществления ретрансляции, имеющийся в "Системе ретрансляторов" (заявка 1439399, Н 04 В 7/17, 1976, Великобритания), который взят за прототип.

В системе связи прототипа (например, в маломощной системе вызова в больнице, в промышленном предприятии, туннеле, шахте и т.д.) используются приемо-передающие блоки, в которых предназначенная для передачи информация преобразуется в импульсные серии колебаний, а принятые серии колебаний могут демодулироваться в соответствии с номером (рядом) ретрансляторов, распределенных в пределах сооружений или в пространстве в виде двумерной решетки. При этом ретрансляторы выполнены так, чтобы принимать и ретранслировать серии колебаний по принципу "цепной реакции". Ретрансляторы (фиг.1) содержат блокирующие устройства 20, которые предотвращают повторную работу этих ретрансляторов в течение одного интервала, если на серию, поступившую от соседнего приемопередатчика или ретранслятора, уже был передан ответ. Переключающая схема 12 соединяет антенну 10 с передатчиком 16 после получения серии колебаний, которые в свою очередь дублируются генератором импульсов 22. Каждый приемопередатчик содержит схему манипуляции 62 (фиг.2), при срабатывании которой приводится в действие переключающаяся схема, соединяющая антенну с выходом передатчика, задействующая передатчик 36 и вызывающая подачу тактовых импульсов от генератора 60 на модулятор 56.

Как видно из описания построения системы ретрансляторов прототипа и работы ее составных частей, в ней участвуют в ретрансляции сигналов все ретрансляторы, которые принимают соответствующие сигналы. Способ ретрансляции сигналов в такой системе обладает следующими недостатками:

1) в ретрансляции сигналов постоянно участвует избыточное количество ретрансляторов, так как любой ретранслятор ретранслирует сигнал, лишь был бы принят соответствующий сигнал;

2) участие избыточного количества ретрансляторов в ретрансляции сигналов приводит к увеличению внутрисистемных помех, т.е. наряду с основным сигналом приема появляются мешающие сигналы;

3) большое время прохождения сигналов при обмене информацией, поскольку всякий раз происходит процесс образования линий по принципу "цепной реакции".

Применение избыточного количества радиосредств для ретрансляции сигналов по экономическим соображениям нежелательно в системах связи народного хозяйства, а особенно в военных системах связи, так как задействуются для ретрансляции радиостанции системы, необходимые для обеспечения других радиосвязей, например, для связей между парами корреспондентов. Однако желательно в системах связи с радиостанциями, которые могут работать ретрансляторами, выделить оптимальную по прохождению сигналов ретрансляционную линию связи из возможного множества (количества) ретрансляционных линий с уже ограниченным количеством задействованных радиосредств. Кроме того, уменьшение количества задействованных в ретрансляции. радиосредств до минимума необходимого уменьшает внутрисистемные помехи и помехи при приеме типа замирания сигналов.

Цель предлагаемого изобретения - выделение оптимальных по прохождению сигналов ретрансляционных линий связи из множества возможных линий в системах радиосвязи.

Эта цель достигается тем, что в радиостанциях-ретрансляторах и в вызываемой радиостанции, которые синхронизируются сигналами вызывающей радиостанции прямо или через радиостанции-ретрансляторы на интервалах времени в соответствии с присвоенным номером, причем все интервалы образуют период, во-первых уровни сигналов соответствующих радиостанций-ретрансляторов и вызывающей радиостанции, принятые на каком-либо периоде впервые, оцениваются и запоминаются вместе с номером соответствующей радиостанции, причем, в последующих периодах такая оценка сигналов других радиостанций не производится. Такой организацией обеспечивается направленность выбора ретрансляторов от вызываемой радиостанции в сторону вызывающей, причем радиостанции-ретрансляторы, принявшие первые сигналы на ретрансляцию на соответствующем периоде, повторяют эти сигналы на последующем периоде в соответствующих интервалах времени этого периода, во-вторых, при выделении ретрансляционной радиолинии от вызываемой радиостанции к вызывающей на соответствующих радиостанциях-ретрансляторах и вызываемой радиостанции производится выбор радиостанции ретранслятора по максимуму оцененного сигнала.

С выделением одной ретрансляционной радиолинии автоматически исчезают вышеупомянутые помехи и экономятся радиосредства.

Выделение оптимальных ретрансляционных радиолиний связи в системах связи по предлагаемому способу происходит следующим образом.

Пусть имеется система связи, состоящая из 20 радиостанций, распределенных в пространстве, причем приемники радиостанций настроены на прием на лучших частотных каналах из числа, выбранных для связи, а радиостанции могут работать в режиме ретрансляции. Пусть в какой-то момент времени 7-я радиостанция вызывает через радиостанции системы на связь 13-ю. При этом вызывающая радиостанция в излучаемом сигнале сообщает свой собственный номер, номер вызываемой радиостанции, свой оптимальный номер частотного канала приема и циркулярный вызов на ретрансляцию. Вызывающая радиостанция последовательно излучает сигналы на всех выделенных для связи частотах. Своими сигналами вызывающая радиостанция вводит в синхронизм радиостанции, которые приняли ее сигналы. Ввод в синхронизм можно осуществить, сигналами вызова на ретрансляцию и сообщением номера излучающей радиостанции, благодаря которым в радиостанции, принявшей эти сигналы, можно ввести в синхронизм местный генератор импульсов, период которых служит для отсчета временных интервалов, а счетчик этих импульсов установить в состояние, соответствующее номеру радиостанции, сигналы которой приняты. Далее время отсчитывается с помощью засинхронизированного генератора и установленного счетчика. Всем радиостанциям системы в соответствии с их нумерацией выделяются интервалы времени на излучение (фиг.3), которые во времени составляют период. Так как вызывающая радиостанция (↑ - знак ее излучения) имеет 7-й интервал на периоде, то принявшие сигналы радиостанции хронируются на излучение и излучают (1) на втором периоде (4-я, 9-я, 17-я и 20-я радиостанции) на интервалах времени в соответствии с их нумерацией. При этом при приеме сигналов вызывающей радиостанции уровень ее сигнала, номер радиостанции, номер оптимальной частоты приема запоминаются. Это делается только один раз на первом периоде. Кроме того, все радиостанции, принявшие вызов на ретрансляцию, и вызывающая радиостанция переключаются в режим ожидания приема сигнала о назначении радиостанции ретранслятором на известное время, по истечении которого, если этот сигнал не принимается, радиостанция включается в обычную работу. При излучении сигналов соответствующими радиостанциями на всех частотах связи сообщаются номера вызывающей, вызываемой радиостанции, свой номер и номер оптимальной частоты приема. Радиостанции, принявшие сигналы на втором периоде от излучающих радиостанций на этом периоде, запоминают уровни сигналов и номера этих радиостанций и номера их оптимальных частот приема. При этом при приеме сигналов в последующих периодах такие операции не производятся. Принявшие на втором периоде сигналы радиостанции хранируются ими, - это 1, 2, 6, 19-я радиостанция, - и в свою очередь производят излучение сигналов в 3-м периоде на соответственно 1, 2, 6, 19 интервалах времени соответственно своим номерам. Так как в последующих периодах оценка уровней и запоминание соответствующих номеров не производится, то тем самым обеспечивается накопление информации, обесценивающей направленность выбора ретрансляторов от вызываемой радиостанции в сторону вызывающей, что станет более ясным из последующего изложения. Аналогичные операции производят другие радиостанции при приеме сигналов на ретрансляцию. На 5-м периоде сигналы на ретрансляцию принимаются 10-й, 12-й, 13-й радиостанциями. 10-я, 12-я радиостанции и другие радиостанции на последующих периодах будут производить операции, описанные выше, а 13-я радиостанция, установив, что она вызываемая, не повторяет вызов на ретрансляцию, а произведя выбор номера радиостанции по максимуму уровня оцененных сигналов приема, на соответствующем интервале времени излучает (↑) сигнал, в котором сообщает выбранный радиостанции на ее оптимальном частотном канале приема о назначении ее ретранслятором, и номер своего оптимального частотного канала. В данном примере такой радиостанцией ретранслятором стала 16-я. В свою очередь выбранная ретранслятором радиостанция, аналогично описанному выше, выбирает следующую радиостанцию-ретранслятор и сообщает ей соответствующую информацию. В приведенном примере это 3-я радиостанция. В конце такой процедуры 17-я радиостанция-ретранслятор выбирает 7-ю. т.е. вызывающую радиостанцию. Образование оптимальной ретрансляционной линии радиостанциями показано на фиг.3 стрелками между соответствующими номерами интервалов времени, которые соответствуют номерам радиостанций. Назначенная радиостанция ретранслятором переключается в режим ретрансляции, т.е. ее радиоприемник остается на оптимальной частоте приема, а передатчик в зависимости от направления передачи сигналов, т.е. от вызывающей радиостанции к вызываемой или наоборот, меняет частоты передачи сигналов. Кроме того, вызывающая радиостанция, получив сигнал о назначении ее ретранслятором, посылает сигнал вызываемой радиостанции, подтверждающий об установлении ретрансляционной линии от вызываемой радиостанции. Эта линия перестает действовать после подачи сигнала на прекращение от вызывающей радиостанции вызываемой с последующей передачей по цепи радиостанций-ретрансляторов этого сигнала от вызываемой радиостанции в сторону вызывающей. Благодаря тому, что радиостанции повторяют вызов на ретрансляцию только на одном последующем периоде после получения первых сигналов на вызов на соответствующем периоде, "цепная реакция" передачи сигналов, в конце концов, прекратиться, в данном примере 7-й период является последним в "цепной реакции". Радиостанции, принявшие вызов на ретрансляцию, переходят в режим ожидания приема сигнала о назначении ретранслятором на известное время, и если за это время этот сигнал не принимается, то радиостанции переходят в обычный режим работы.

Таким образом, из всех возможных ретрансляционных линий связи предлагаемый способ позволяет выделить оптимальную по уровню принимаемых сигналов от радиостанции, распространяющих сигнал от вызывающей радиостанции к вызываемой, в данном примере это линия из 7, 17, 6, 3, 16, 13 радиостанций.

Из сопоставления предлагаемого способа со способом работы прототипа видно, что в обоих способах используется принцип "цепной реакции" при передаче сигналов, синхронизм по интервалам излучения, которые соответствуют номерам радиостанции. Что касается операций по оценке каналов приема и выбора наилучшей волны, запоминания их и некоторых других второстепенных операций, они известны.

Отличия в способах состоят в том, что в предлагаемом способе уровни радиостанции оцениваются и запоминаются с соответствующими номерами радиостанции на соответствующих периодах первого приема и только на этом периоде, а при выборе ретрансляционной линии ретрансляторами назначаются радиостанции с наибольшим уровнем принятого от них сигнала соответствующей радиостанцией, что и приводит к выделению оптимальной ретрансляционной линии.

Экономическая целесообразность предлагаемого способа состоит в увеличении достоверности передачи сообщений при ретрансляции, так как при больших сигналах радиостанций-ретрансляторов больше отношение сигнала к помехам и достовернее передача сообщений. Кроме того, попутно экономятся, по сравнению с прототипом, радиосредства, участвующие в ретрансляции, и уменьшаются внутрисистемные помехи, что также увеличивает достоверность передачи сообщений. Кроме того, предлагаемый способ позволяет производить выделение линий в системах связи автоматически.

Формула изобретения

Способ выделения оптимальных ретрансляционных радиолиний в системах связи, включающий формирование и излучение сигналов на всех частотах связи системы в синхронные промежутки времени, соответствующие номерам радиостанций дискретных сигналов номеров вызывающего и вызываемой радиостанций, номеров излучающей радиостанций и номеров оптимальных частот приема, сигнала на образование ретрансляционной радиолинии, а также сигналы синхронизации, формирующий вызываемой радиостанцией, выбор оптимальных частот приема, и прием сигнала на оптимальных частотах, блокирование приема на ретрансляцию на периодах после приема сигналов, отличающийся тем, что, с целью выделения оптимальных по передаче сигналов ретрансляционных линий из множества возможных в системе радиосвязи, в соответствующие синхронные промежутки времени излучения радиостанций производится оценка их уровней принимающими радиостанциями, запоминанию сигналов номеров соответствующих излучающих радиостанций и, начиная с вызываемой и кончая вызывающей радиостанцией, номера радиостанций для ретрансляции выделяются по соответствующим оценкам и запомненным максимальным уровням, выделенным радиостанциям излучаются сигналы о назначении ретрансляторов, назначенными для ретрансляции, радиостанциями излучаются назначающим радиостанциям сигнала подтверждение приемо-сигналов о назначении, включающие назначающие радиостанции в работу в ретрансляционной радиолинии.

РИСУНКИ