Способ сложения мощности приемопередающих радиоустройств, разнесенных в пространстве

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к защите от преднамеренных помех, и может быть использовано для противодействия системам радиоэлектронного подавления, путем повышения мощности передаваемого сигнала в канале радиосвязи стационарных и подвижных приемопередающих радиоустройств, разнесенных в пространстве. Техническим результатом заявляемого способа является расширение функциональных возможностей систем радиосвязи по противодействию преднамеренным помехам, путем повышения мощности сигнала в канале радиосвязи за счет суммирования колебаний, созданных разнесенными в пространстве приемопередающими радиоустройствами, находящимися на значительном удалении друг от друга. В способе сложения мощности приемопередающих радиоустройств, разнесенных в пространстве, формируют и излучают независимые колебания. При этом приемопередающие радиоустройства оборудуются блоком вычисления характеристик пространственного разнесения и синхронизации, включающим блок вычисления, блок синхронизации и блок точного времени (опорный источник синхронизации), подключенным к системе управления по проводным линиям связи. В указанном блоке вычисления характеристик пространственного разнесения и синхронизации вычисляются параметры начала работы приемопередающего радиоустройства. Затем формируются командные сигналы приемопередающим радиоустройствам на переключение передатчиков в режим работы сложения мощности, формируются управляющие сигналы блока синхронизации, содержащего данные о рабочей частоте, времени передачи и содержании передаваемого сигнала. После этого осуществляются переключение приемопередающего радиоустройства в режим работы сложения мощности и одновременная и синхронная передача одного и того же (идентичного) сообщения. 3 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к защите от преднамеренных помех и может быть использовано для противодействия системам радиоэлектронного подавления, путем повышения мощности передаваемого сигнала в канале радиосвязи стационарных и подвижных приемопередающих радиоустройств разнесенных в пространстве.

Известен способ повышения отношения сигнал/шум при применении «принципа затухания помехи» [1]. Способ содержит операцию суммирования сигналов, смешанных с шумом, принимаемых в точках, разнесенных в пространстве, и требует предварительной синхронизации сигналов по времени.

Недостатком реализации данного способа является необходимость накопления передаваемых фрагментов сигналов, что ограничивает его быстродействие.

Известны способы сложения мощности радиопередатчиков [2, 3]. В которых для повышения уровня сигнала в канале связи, требующем восстановления используются широкополосные мосты сложения мощности, к входам которых подключены регулируемые искусственные линии, первые входы которых подключены к выходам антенного коммутатора, вторые входы подключены к системе управления моста сложения, выход широкополосного моста сложения подключен к входу антенного коммутатора.

Недостаток способов заключается в невозможности осуществить сложение мощности приемопередающих устройств с использованием широкополосных мостов, в случае значительного пространственного разнесения радиопередатчиков друг от друга.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому способу является способ увеличения мощности помехи за счет суммирования колебаний, созданных разными радиопередатчиками, описанный в [4] - данный способ выбран в качестве прототипа. Согласно способу-прототипу суммирование происходит в пространстве или на входе антенны, когда передатчик формирует, а антенны излучают независимые колебания.

Недостатком реализации способа-прототипа является то, что увеличение мощности излучения осуществляется за счет суммирования колебаний на входе антенны, с использованием параллельно включенных каскадом усилителей мощности, тем самым обуславливает и ограничивает пространственное размещение и использование приемопередающих радиоустройств, требующих дополнительного оборудования усилителями мощности, или суммированием колебаний в пространстве, что невозможно осуществить без синхронизации работы и позиционирования приемопередающих радиоустройств.

Техническим результатом заявляемого способа является расширение функциональных возможностей систем радиосвязи по противодействию преднамеренным помехам, путем повышения мощности сигнала в канале радиосвязи за счет суммирования колебаний, созданных разнесенными в пространстве приемопередающими радиоустройствами, находящимися на значительном удалении друг от друга.

Для достижения технического результата в способе сложения мощности приемопередающих радиоустройств, разнесенных в пространстве включающем формирование передатчиками и излучение антеннами независимых колебаний, дополнительно приемопередающие радиоустройства оборудуются блоком вычисления характеристик пространственного разнесения и синхронизации приемопередающих радиоустройств (БВПС), включающим блок вычисления, блок синхронизации, и блок точного времени (опорный источник синхронизации). В БВПС, подключенном к системе управления по проводным линиям связи, вычисляются параметры начала работы приемопередающего радиоустройства, формируют командные сигналы приемопередающего радиоустройства на переключение передатчика в режим работы сложения мощности, формируются управляющие сигналы блока синхронизации, содержащего данные о рабочей частоте, времени передачи и содержании передаваемого сигнала. Осуществляется переключение приемопередающего радиоустройства в режим работы сложения мощности и одновременная и синхронная передача одного и того же (идентичного) сообщения.

На фиг. 1 представлена схема передачи управляющего сигнала от системы управления ведущему и ведомому приемопередающим радиоустройствам, в составе:

Б.1 - блок управления;

Б.2 - блок коммутации;

Б.3 - БВПС приемопередающих радиоустройств, который необходим, для определения времени и параметров начала работы приемопередающих радиоустройств в режиме сложения мощности;

Б.4 - блок точного времени (опорный источник синхронизации). Данным блоком оборудуются все приемопередающие радиоустройства в системе радиосвязи, но синхронизация работы в режиме сложения мощности происходит по данным того блока, который находится в приемопередающем радиоустройстве определенным как ведущее;

Б.5 - блок синхронизации приемопередающих радиоустройств;

Б.6 - приемопередающее радиоустройство;

Б.7 - блок согласования;

Б.8 - блок вычислений характеристик пространственного разнесения приемопередающих радиоустройств;

На фиг. 2 изображена схема организации работы приемопередающих устройств в режиме сложения мощности, где:

1 - ведущее приемопередающее радиоустройство (ВППУ-1);

2-10 - ведомые приемопередающие радиоустройства (ВППУ-2);

11 - приемопередающее радиоустройство, для которого предназначена передаваемая информация.

На фиг. 3 представлена временная диаграмма синхронизации приемопередающих устройств:

ΔТВС, ΔТА, ΔТСВ, ΔТВС2, ΔТСВ2, - интервалы времени синхронизации;

TC1, TB1, TC2, TB2 - фиксированные временные метки, известные приемопередающим радиоустройствам;

С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, C8, С9, С10 - сообщения настройки синхронизации: «состояние», «время», «квитанция», «задержка запроса», «задержка ответа», «состояние 2», «время 2», «квитанция 2», «время поправки», «команда» соответственно;

ВППУ-1, t - время функционирования ведущего (основного) приемопередающего радиоустройства;

ВППУ-2, t - время функционирования ведомого приемопередающего радиоустройства;

ТИ - длительность передаваемого сообщения.

Способ сложения мощности приемопередающих радиоустройств, разнесенных в пространстве, реализуется следующим образом.

Приемопередающие радиоустройства 1-10 (фиг. 2) оборудуются блоком вычисления характеристик пространственного разнесения и синхронизации приемопередающих радиоустройств Б.3 (фиг. 1) на которые по линиям проводной связи от блока управления Б.1 (фиг. 1) поступает командный сигнал на переключение приемопередающих радиоустройств в режим работы сложения мощности, в блоке вычисления характеристик пространственного разнесения и синхронизации приемопередающего радиоустройства Б.3 (фиг. 1) производятся следующие действия:

проводятся расчеты радиотрассы на основе имеющихся данных о взаимном расположении приемопередающего радиоустройства в пространстве и относительно друг друга, данных о состояние ионосферы по рекомендациям Международного союза электросвязи ITU-R Р.1812, ITU-R Р.1240, ITU-R Р.533 [7, 8, 9];

определяются параметры начала работы приемопередающего радиоустройства в режиме сложения мощности (рабочая частота, время передачи и содержание передаваемого сигнала);

осуществляется оценка временных параметров приемопередающих радиоустройств 1-10 (фиг. 2) и выполняется временная поправка в соответствии с принципом синхронизации описанным в протоколе «точного времени» РТР {Precision Time Protocol), отличающийся тем, что дополнительно вводятся сообщения для оценки временной поправки начала излучения сигнала. Блок Б.5 (фиг. 1) формирует управляющий сигнал на передачу сообщений «состояние» С1 (фиг. 3), содержащее данные о рабочей частоте и запрос на начало синхронизации и «время» С2 (фиг. 3), в котором указывается время отправки сообщения «состояние» С1 (фиг. 3) - ТВ1 (фиг. 3) измеренное максимально точно к среде передачи для уменьшения ошибки во времени опорного источника ВППУ-1 (фиг. 2).

ВППУ-2 (фиг. 2), после получения первых сообщений «состояние» С1 (фиг. 3) и «время» С2 (фиг. 3) фиксирует время получения сообщения «состояние» С1 (фиг. 3) - ТС1 (фиг. 3) и сравнивает значение с полученным в сообщении «время» С2 (фиг. 3) от ВППУ-1. Разница между этими значениями отражает сдвиг часов Т0 (фиг. 3) плюс задержку передачи сообщения от ВППУ-1 (фиг. 2) к ВППУ-2 (фиг. 2) (ΔТВС (фиг. 3)) [10, 11]:

Вычисление времени задержки передачи сообщения и сдвига отсчетов часов осуществляется по значениям сообщения ВППУ-2 (фиг. 2) «квитанция» + «задержка запроса» (С3+С4 (фиг. 3)) со своим временем ТС2 (фиг. 3). ВППУ - 1 (фиг. 2) в ответ отправляет сообщение «задержка ответа» (С5 (фиг. 3)) с временем ТВ2 (фиг. 3). Задержка передачи от ВППУ - 1 (фиг. 2) к ВППУ - 2 (фиг. 2) - ТСВ (фиг. 3) определяется выражением [10, 11]:

Средняя задержка передачи данных в канале равна среднему арифметическому задержки распространения в обе стороны канала [10, 11]:

Зная значения фиксированных временных меток (отсчетов времени) TC1, ТВ1, ТС2, ТВ2 (фиг. 3) в блоке Б.5 (фиг. 1) ВППУ-1 (фиг. 2) вычисляется усредненная задержка распространения сигнала в канале переданных данных [10, 11]:

На втором этапе производится окончательная синхронизация - выполняется после передачи ВППУ-1 (фиг. 2) второй последовательности сообщений «состояние 2» С6 (фиг. 3) с фиксированным значением времени TC3 (фиг. 3) и «время 2 » с фиксированным значением времени TB3 (фиг. 3). В вычислительном блоке Б.3 ВППУ-2 (фиг. 2) вычисляется временная поправка своих часов по формуле [10, 11]:

После этого ВППУ-2 подстраивает свои часы в соответствии с вычисленными значениями ВППУ-1 вычисляет временную поправку начала излучения сигнала ТП (фиг. 3) представляющую собой сумму длительности передаваемого сигнала и временной поправки ВППУ-2 (фиг. 2) [10, 11]:

После получения сообщения «временная поправка» С9 (фиг. 3) и «команда» С10 (фиг. 3) от ведущего (основного) ВППУ-1 (фиг. 2), ВППУ-2 (фиг. 2) приемопередающие радиоустройства 1-10 (фиг. 2) переключаются в режим работы сложения мощности в строго синхронизированный момент времени и начинают излучение сигнала в режиме сложения мощности.

В результате работы приемопередающих радиоустройств 1-10 (фиг. 2) в режиме сложения мощности напряженность поля в точке приема 12 (фиг. 2) суммируется и будет представлять собой аддитивную смесь напряженностей поля, создаваемую всеми приемопередающими радиоустройствами 1-10 (фиг. 2) [4-6]:

вследствие чего увеличится отношение сигнал/шум на входе приемопередающего радиоустройства, 11 (фиг. 2) до необходимого уровня, определяемого техническими характеристиками приемопередающих радиоустройств.

Таким образом, оборудование приемопередающих радиоустройств БВПС, включающим блок вычисления, блок синхронизации и блок точного времени (опорный источник синхронизации), подключенным к системе управления по проводным линиям связи, в котором вычисляются параметры начала работы приемопередающего радиоустройства, формируются командные сигналы приемопередающим радиоустройствам на переключение передатчиков в режим работы сложения мощности, формируются управляющие сигналы блока синхронизации, содержащего данные о рабочей частоте, времени передачи и содержании передаваемого сигнала, осуществляется переключение приемопередающего радиоустройства в режим работы сложения мощности и одновременная и синхронная передача одного и того же (идентичного) сообщения позволяет достичь технического результата заявленного способа.

Достижение технического результата заявленного способа и эффективность его применения подтверждается объективной возможностью:

синхронизации работы приемопередающих радиоустройств, представленным порядком использования командных сигналов [9, 10];

сложения напряженности поля в точке приема при режиме работы приемопередающих радиоустройств заявленным способом [4];

увеличения отношения сигнал/шум на входе приемопередающего радиоустройства в точке приема в режиме работы сложения мощности [1];

возможностью повышения мощности передаваемого сигнала приемопередающими радиоустройствами, функционирующими в режиме сложения мощности [4, 5].

Литература

1. Патент WO 2011/145981, 2011 г.

2. Патент RU 2580401, 2016 г.

3. Патент RU 2667979, 2018 г.

4. Куприянов А.И., Радиоэлектронная борьба / А.И. Куприянов - 4-е изд. - М.: Вузовская книга, 2016 - 360 с.

5. Грудинская Г.П., Распространение радиоволн. Уч. Пособие для радиотехн. спец. вузов. Изд. 2-е/, перераб. И доп. М., «Высш. школа», 1975 - 280 с.

6. Ирха Б.Т., Организация и обеспечение связи Уч. Пособие. Харьков, МО.: 1972. - 392 с.

7. Метод для прогнозирования рабочих характеристик ВЧ-линий. Рекомендация МСЭ-R Р/533-12 (09/2013) Серия Р Распространение радиоволн, 2013 - 26 с.

8. Методы прогнозирования основной МПЧ, рабочей МПЧ и траектории луча, разработанные МСЭ-R Р/1240-2 (07/2015) Серия Р Распространение радиоволн, 2015 - 5 с.

9. Метод прогнозирования распространения сигнала на конкретной трассе для наземных служб «из пункта в зону» в диапазонах УВЧ и ОВЧ, разработанные МСЭ-R Р/1812 Серия Р Распространение радиоволн, 2007 - 30 с.

10. IEEE Std/ 158-2008 IEEE Standart for Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems. - IEEE, July 2008.

11. IETF RFC 1305 Network Time Protocol (Version 3). Specification, Implementation and Analysis. - IETF, March 1992.

Способ сложения мощности приемопередающих радиоустройств, разнесенных в пространстве, заключающийся в том, что передатчики формируют, а антенны излучают независимые колебания, отличающийся тем, что приемопередающие радиоустройства оборудуются блоком вычисления характеристик пространственного разнесения и синхронизации, включающим блок вычисления, блок синхронизации и блок точного времени (опорный источник синхронизации), подключенным к системе управления по проводным линиям связи, в котором вычисляются параметры начала работы приемопередающего радиоустройства, формируются командные сигналы приемопередающим радиоустройствам на переключение передатчиков в режим работы сложения мощности, формируются управляющие сигналы блока синхронизации, содержащего данные о рабочей частоте, времени передачи и содержании передаваемого сигнала, осуществляются переключение приемопередающего радиоустройства в режим работы сложения мощности и одновременная и синхронная передача одного и того же (идентичного) сообщения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу передачи информации. Технический результат заключается в повышении производительности передачи данных.

Изобретение относится к сетям беспроводной связи и, в частности, относится к эффективной конфигурации пространственных связей для ресурсов опорного сигнала (reference signal, RS), используемых при осуществлении связи между оборудованием пользователя (user equipment, UE) и сетевым узлом в сети беспроводной связи.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Техническим результатом является создание для терминала, выполненного с возможностью осуществления связи с использованием формирования луча, возможности надлежащим образом управлять передачей восходящего сигнала в операции восстановления после сбоя обнаружения луча.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Техническим результатом является создание для терминала, выполненного с возможностью осуществления связи с использованием формирования луча, возможности надлежащим образом управлять передачей восходящего сигнала в операции восстановления после сбоя обнаружения луча.

Изобретение относится к обеспечению информации о направленном радиолуче для одного или нескольких радиолучей в системе мобильной связи. Технический результат изобретения заключается в увеличении пропускной способности при передаче данных.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в сети беспроводной связи. Технический результат состоит во введении узла (10) в сети беспроводной связи в режим ожидания.

Изобретение относится к области связи и, в частности, к технологии пространственного разнесения, которая основана на множественном доступе и применяется в системе беспроводной связи. Технический результат заключается в объединении технологии многоканального входа - многоканального выхода с технологией множественного доступа с разделением каналов на основе разреженного кода.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в улучшении характеристик связи за счет обеспечения более точного значения индикатора качества канала (CQI), что повышает производительность системы.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении эффективности передачи обратной связи с информацией о состоянии канала (CSI).

Изобретение относится к сетям беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении эффективной технологии для сигнализации пространственного отношения для ресурсов физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH), которые будут использоваться UE при взаимодействии с сетевым узлом.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к приемникам, и может быть использовано для обнаружения микронаушников. Техническим результатом является увеличение дальности приема на максимально возможную длину распространения магнитных волн, а также избирательность обнаружения.
Наверх