Спутниковая система односторонней передачи коротких повторяющихся сводок

 

Система спутниковой связи относится к радиотехнике и предназначена для передачи коротких повторяющихся сводок. Система содержит по крайней мере один передатчик и по крайней мере один приемник базовой станции, принимающий сигналы от упомянутого передатчика через спутниковый канал связи, причем приемник базовой станции осуществляет последовательно прием и усиление сигнала, преобразование его в видеочастоту в квадратурах, додетекторную квазиоптимальную фильтрацию манипулированного сигнала по каждому двоичному символу, частотное детектирование, накопление, принятие решения по каждому разряду кадра, коррекцию ошибок, каждый передатчик выполнен с возможностью передачи сигналов по крайней мере на двух частотах из трех, снабжен средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации и средством осуществления контрактной программы передач, каждый приемник базовой станции выполнен с возможностью одновременного приема сигналов на трех указанных частотах, причем при приеме передач несанкционированных вне расписания накопление осуществляется в "скользящем окне", базовая станция снабжена средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации и центральным компьютером. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения передатчика и уменьшение времени доставки сообщения. 1 ил.

Изобретение относится к спутниковым системам связи, в частности к системам односторонней передачи и приема низкоскоростной информации, которая предназначена для коротких повторяющихся сводок.

Известна спутниковая система "КОСПАС-САРСАТ" для передачи и приема коротких повторяющихся сигналов (см. Морской флот, 1982, N 2, с. 22-24. Спутниковая система поиска аварийных судов, Ю.Г. Зурабов и др.), содержащая передатчик коротких сводок и приемники, принимающие сигналы передатчика, ретранслированные спутниками. Недостатками данной системы является грубое (несколько километров) определение местоположения передатчика, требуется локальное доопределение местоположения, относительно высокие требования к мощности передаваемого сигнала.

Известна спутниковая система с односторонней передачей и приемом низкоскоростной информации (см. CCIR IWP 8/7 SUB-GROUP WP-9 REV- 2, 3 November 1983, Satellite EPIRB, FINAL REPORT, DORNIER SYSTEM GmbH, 1-22), которая содержит передатчик с частотной манипуляцией информационным сигналом и приемник, который включает в себя каскадно соединенные линейный тракт, детекторный тракт с преддетекторной посимвольной фильтрацией и последетекторный тракт, выполненный в виде декодера, к выходу которого подключены средства потребления и представления информации. Недостатком данной системы является несогласованность приемника со спектром принимаемых сигналов из-за наложения на него спектра паразитной частотной модуляции и, следовательно, либо будет выбрана неоптимальная скорость передачи, либо длительное время передачи информации.

Известна система связи, в том числе и спутниковая, которая является наиболее близким аналогом, устраняющая указанные недостатки (см. пат. РФ N 2107996 H 04 B 7/26 опубл. 27.03.98) и содержащая по крайней мере одну передающую станцию, имеющую по крайней мере один передатчик, выполненный с цифровой манипуляцией информационным сигналом для передачи коротких повторяющихся сводок, и по крайней мере одну базовую станцию, имеющую по крайней мере один приемник базовой станции, принимающий через спутниковый канал связи, причем приемник осуществляет последовательно прием и усиление сигнала, преобразование его в видеочастоту в квадратурах, додетекторную квазиоптимальную фильтрацию манипулированного сигнала по каждому двоичному символу, частотное детектирование, накопление, принятие решения по каждому разряду кадра, коррекцию ошибок, преобразование в бинарную и десятичную формы и определение последующих шагов обработки и доставки информации.

Недостатками данной системы являются относительно низкая точность определения местоположения передатчика, особенно если он является мобильным, относительно высокое требование к мощности передаваемого сигнала, нерациональное использование частотно-временных ресурсов и, следовательно, увеличенное время доставки сообщения.

Техническим результатом изобретения является устранение или уменьшение указанных недостатков.

Сущность изобретения состоит в том, что в системе спутниковой связи, содержащей по крайней мере одну передающую станцию, имеющую по крайней мере один передатчик, выполненный с цифровой манипуляцией информационным сигналом для передачи коротких повторяющихся сводок, и по крайней мере одну базовую станцию, имеющую по крайней мере один приемник базовой станции, принимающий сигналы от упомянутого передатчика через спутниковый канал связи, причем приемник базовой станции осуществляет последовательно прием и усиление сигнала, преобразование его в видеочастоту в квадратурах, додетекторную квазиоптимальную фильтрацию манипулированного сигнала по каждому двоичному символу, частотное детектирование, накопление, принятие решения по каждому разряду кадра, коррекцию ошибок, преобразование в бинарную и десятичную формы и определение последующих шагов обработки и доставки информации, каждый передатчик выполнен также с возможностью передачи сигналов по крайней мере на двух частотах из трех, одна из которых служит для передачи тест-сигналов, а две других - соответственно для передачи цикловых форматов по расписанию и для передач несанкционированных вне расписания, снабжен средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации, служащим для подачи сигналов частоты, времени и местоположения на передатчик, средством осуществления контрактной программы передач, которое служит для включения и управления передатчиком и средством приема глобальной спутниковой навигации, каждый приемник базовой станции выполнен также с возможностью одновременного приема сигналов на трех указанных частотах, причем при приеме передач несанкционированных вне расписания накопление осуществляется в "скользящем окне", базовая станция снабжена средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации, служащим для подачи сигналов частоты, времени и местоположения на приемник базовой станции, и центральным компьютером, осуществляющим обработку и распределение принимаемой информации, управление передачей сигналов времени и частоты от средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации к приемнику базовой станции по заданной программе, регистрацию, запись условий контракта и контроль средств осуществления контрактной программы передач.

Из уровня техники не выявлены объекты, которые содержали бы всю совокупность признаков системы, что свидетельствует о соответствии изобретения условию "новизна". Из уровня техники не выявлены объекты, которые содержали бы совокупность отличительных признаков, что свидетельствует о соответствии изобретения условию "изобретательский уровень".

На чертеже представлена система односторонней передачи коротких повторяющихся сводок, где обозначено: 1i - передатчик с частотной манипуляцией информационным сигналом; 2i - средство осуществления контрактной программы передач; 3i - средство приема глобальной спутниковой навигации, 4 - приемник базовой станции; 5 - средство приема глобальной спутниковой навигации; 6 - центральный компьютер; 7 - потребитель информации; 8 - спутниковый канал связи; 9 - канал передачи сигналов глобальной спутниковой навигации.

Система работает следующим образом.

Каждый передатчик 1i, где i = 1, 2,... N, выполненный с цифровой манипуляцией информационным сигналом излучает радиосигнал, который модулирован двоичной цифровой последовательностью в пределах многократно повторяющегося кадра фиксированной длины сообщения в рамках установленного отдельного цикла передачи, который включает в себя синхрослово, информационную часть и часть прямого исправления ошибок. В информационную часть, как ее составная часть, входят данные местоположения передатчика и времени его излучения, которые поступают от средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i, в качестве которого может быть использован приемник GPS. Данные о местоположении и времени, а также эталонные сигналы частоты и времени поступают от средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i, принимающего соответствующие сигналы от канала передачи сигналов глобальной спутниковой навигации 9, в передатчик 1i по заданной программе, которая заранее сформирована и записана в средство осуществления контрактной программы передач 2i, которое представляет собой чип-карту, вводимую в передатчик 1i. Передатчик 1i содержит средства считывания с чип-карты и формирования соответствующих команд управления, например, включение и выключение передатчика 1i и средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i, формирование кадра требуемой длины, число повторений кадра, включение требуемого режима передачи (передачи тест-сигналов или информационных сигналов), съем данных о местоположении, сигналов эталонных частот и времени для передатчика 1i со средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i и т.д.

Передатчик 1i выполняется с возможностью излучения либо на двух частотах, либо на трех частотах в зависимости от условий контракта, заключенного между абонентом соответствующей передающей станции и оператором базовой станции, т.е. передатчик 1i может выполняться либо с независимыми двумя или тремя частотными каналами, либо одноканальным, но с перестройкой на два или три частотных канала. Во всех случаях одна из частот служит для передачи тест-сигналов, а две других - соответственно для передачи цикловых форматов по расписанию и для передач несанкционированных вне расписания. Это позволяет организовать несколько видов услуг, т.е. несколько режимов, а именно услуги определения местоположения объектов, и том числе подвижных, услуги сенсорных данных, таких как определение температуры, давления и т.д. в заданном месте, для чего используют режим передачи цикловых форматов по расписанию, услуги форс-мажор (срочное донесение информации, например, в случае аварии), для которых используется режим передач несанкционированных вне расписания. Эти два режима могут обеспечиваться как отдельными независимыми передатчиками 1i, так и одним передатчиком. Условия выбора требуемых режимов оговариваются абонентом передающей станции и оператором базовой станции также при заключении контракта.

Подготовленный для передачи информационный сигнал преобразуется на радиочастоту и излучается соответствующим передатчиком 1i и через спутниковый канал связи 8, организованный с помощью одного или нескольких спутников-ретрансляторов, принимается на базовой станции, имеющей по крайней мере один приемник 4 базовой станции, причем приемник 4 обеспечивает прямой или косвенный доступ к ресурсам системы и осуществляет последовательно прием и усиление сигнала, преобразование его в видеочастоту в квадратурах, додетекторную квазиоптимальную фильтрацию манипулированного сигнала по каждому двоичному символу, частотное детектирование, накопление, принятие решения по каждому разряду кадра, коррекцию ошибок, преобразование в бинарную и десятичную формы и определение последующих шагов обработки и доставки информации. Приемник 4 обеспечивает прием сигналов одновременно на трех указанных выше частотах. Если соответствующий канал приемника 4 принимает сигнал, излученный передатчиком 1i в форс-мажорном режиме, т.е. прием передач несанкционированных вне расписания, то указанное выше накопление осуществляется в "скользящем окне", что позволяет повысить энергетику системы и достоверность приема сообщения. Базовая станция снабжена средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации 5, аналогичным средству приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i и центральным компьютером 6, осуществляющим обработку и распределение принимаемой информации, управление передачей сигналов времени и частоты от средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации к приемнику базовой станции по заданной программе, регистрацию, запись условий контракта и контроль средств осуществления контрактной программы передач.

Средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i и 5 осуществляют привязку по частоте и времени передатчика 1i и приемника 4 за счет приема сигналов эталонных частот и времени, поступающих от канала передачи сигналов глобальной спутниковой навигации 9. Сигналы эталонных частот и времени поступают в передатчик 1i и приемник 4 по командам, поступающим соответственно от средства осуществления контрактной программы передач 2i и центрального компьютера 6, и осуществляют синхронизацию соответствующих генераторов.

Принятый приемником 4 базовой станции сигнал, ожидаемый по расписанию в известном месте частотно-временного поля, известного циклового формата передачи сводки, от передатчика 1i поступает в центральный компьютер 6, который использует информацию базы данных базовой станции о запрограммированных элементах цикловых форматов сводок и закрепленных за ними временных окон начала и окончания циклового формата передачи сводки и номинал центральной частоты (выше указанных трех частот) задействованного частотного канала. К этим элементам могут относиться, в частности, длина и длительность его отдельного кадра, их количество в цикле, структура кадра, его полей, скорость манипуляции, используемое синхрослово и полином кода с прямым исправлением ошибок, а также критерии достоверности обработанной сводки и последующие шаги по доставке, архивации, коммерческому и оперативно-статистическому учету сводки. На основе этих данных центральный компьютер 6 компонует процессорный канал, соответствующий заданным программой эксплуатационным параметрам ожидаемых циклов формата сводки с учетом возможных отклонений эталонов частоты и времени, которые корректируются по сигналам от средств приема сигналов глобальной спутниковой навигации 3i и 5.

Принятый приемником 4 базовой станции сигнал случайного по времени начала известного циклового формата передачи сводки, т.е. сигнал для передач несанкционированных вне расписания, от передатчика 1i, который в данном случае работает в форс-мажорном режиме, поступает в центральный компьютер 6, который использует информацию базы данных базовой станции о запрограммированных цикловых форматах передачи сводок и закрепленных за ними частотных каналов, выделенных в системе только для случайных, не закрепленных по времени начала и окончания, цикловых форматов передач сводок. Данные частотные канала организуются в основном по принципу дежурного наблюдения.

При передаче передатчиком 1i на частотном канале, предназначенном для передачи тест-сигналов, приемник 4 принимает эти тест-сигналы и полученные данные передаются в центральный компьютер 6, где сравниваются с заданными данными и принимается решение о дальнейшей пригодности передатчика 1i. Тестирование каждого передатчика 1i производится при его выдаче абоненту передающей станции оператором базовой станции при заключении контракта и в дальнейшем приурочивается к замене батарей, а также оговаривается контрактом и записывается в средство осуществления контрактной программы передач 2i и в центральный компьютер 6.

Доставка сообщения потребителю информации 7 может осуществляться на электронный почтовый ящик через сеть "Интернет", либо на его компьютер по телефонной линии с использованием модемов, а также по сети "Телекс" или на телефонный аппарат синтезированным голосом, или на терминал спутниковой связи.

При заключении контракта оператором базовой станции в средство осуществления контрактной программы передач 2j, где j = 1, 2, ... i, ... N, каждого передатчика 1j вносятся все условия контракта и все условия функционирования соответствующего передатчика 1i. Оператор базовой станции может расширить свою службу за пределы его потребностей, предоставив излишки имеющихся частотно-временных ресурсов неведомственным пользователям, обратившись за лицензией на предоставление платных услуг и получив стандартный контракт поставщика услуг.

Формула изобретения

Система спутниковой связи, содержащая по крайней мере одну передающую станцию, имеющую по крайней мере один передатчик с цифровой манипуляцией информационным сигналом для передачи коротких повторяющихся сводок и по крайней мере одну базовую станцию, имеющую по крайней мере один приемник базовой станции, принимающий сигналы от упомянутого передатчика через спутниковый канал связи, причем приемник базовой станции осуществляет последовательно прием и усиление сигнала, преобразование его в видеочастоту в квадратурах, додетекторную квазиоптимальную фильтрацию манипулированного сигнала по каждому двоичному символу, частное детектирование, накопление, принятие решения по каждому разряду кадра, коррекцию ошибок, преобразование в бинарную и десятичную формы и определение последующих шагов обработки и доставки информации, отличающаяся тем, что каждый передатчик выполнен с возможностью передачи сигналов по крайней мере на двух частотах из трех, одна из которых служит для передачи тест сигналов, а две другие - соответственно для передачи цикловых форматов по расписанию и для передач несанкционированных вне расписания, снабжен средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации, служащим для подачи сигналов частоты, времени и местоположения на передатчик, и средством осуществления контрактной программы передач, которое служит для включения и управления передатчиком и средством приема глобальной спутниковой навигации, каждый приемник базовой станции выполнен с возможностью одновременного приема сигналов на трех указанных частотах, причем при приеме передач несанкционированных вне расписания накопление осуществляют в "скользящем окне", базовая стация снабжена средством приема сигналов глобальной спутниковой навигации, служащим для подачи сигналов частоты, времени и местоположения на приемник, и центральным компьютером, осуществляющим обработку и распределение принимаемой информации, управление передачей сигналов частоты и времени от средства приема сигналов глобальной спутниковой навигации к приемнику базовой станции по заданной программе, регистрацию, запись условий контакта и контроль средств осуществления контрактной программы передач.

РИСУНКИ

Рисунок 1