RU2207722C2 - Facility for multidirectional communication - Google Patents
Facility for multidirectional communication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2207722C2 RU2207722C2 RU2001121207A RU2001121207A RU2207722C2 RU 2207722 C2 RU2207722 C2 RU 2207722C2 RU 2001121207 A RU2001121207 A RU 2001121207A RU 2001121207 A RU2001121207 A RU 2001121207A RU 2207722 C2 RU2207722 C2 RU 2207722C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- control
- block
- input
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи при известных направлениях на корреспондентов. The invention relates to the field of radio engineering and can be used in radio communication systems with known directions to correspondents.
Заявленное техническое решение расширяет арсенал средств данного назначения. The claimed technical solution expands the arsenal of funds for this purpose.
Известна распределительная цифровая радиосистема "Пихта-7 ЦФ" ("Электросвязь", 4, 2000 г., с.12-15), содержащая антенну с секторной диаграммой направленности, приемопередатчик, антенно-фидерное устройство, цифровое оборудование базовой станции, оборудование временного объединения и разделения цифровых каналов, обеспечивающая дуплексный обмен информацией одновременно с несколькими абонентскими станциями на одной паре частот передачи и приема в режиме много станционного доступа с временным разделением. Known digital distribution radio system "Fir-7 CF" ("Telecommunication", 4, 2000, p.12-15), containing an antenna with a sector radiation pattern, a transceiver, antenna-feeder device, digital equipment of a base station, equipment of temporary association and separation of digital channels, providing duplex exchange of information simultaneously with several subscriber stations on the same pair of transmission and reception frequencies in the multi-station access mode with time division.
Недостатком данной системы является относительно невысокая надежность приема информации в условиях сложной радиопомеховой обстановки в районе размещения базовой станции. The disadvantage of this system is the relatively low reliability of receiving information in a complex radio interference environment in the area where the base station is located.
Известна также система автоматического управления коротковолновой связью (Патент RU 2154910, 1997 г.), содержащая ЭВМ, программно-управляемые передатчик и приемник тестирующих сигналов, измеритель амплитуды тестирующих сигналов, связанный с приемником, устройство расчетов и адаптации канальных радиостанций к динамике ионосферы и радиопомехам, связанное с ЭВМ, устройство обучения системы связи помеховой обстановке, связанное с ЭВМ и устройством прогнозирования отказов радиоканала, и, по крайней мере, одну канальную радиостанцию, связанную через модем с устройством расчетов и адаптации канальных радиостанций к динамике ионосферы и радиопомехам. Also known is an automatic short-wave communication control system (Patent RU 2154910, 1997), comprising a computer, software-controlled transmitter and receiver of test signals, an amplitude of the test signals associated with the receiver, a device for calculating and adapting channel radio stations to the dynamics of the ionosphere and radio interference, connected to a computer, a device for training a communication system of a noisy environment, connected to a computer and a device for predicting radio channel failures, and at least one channel radio station connected through es modem calculation device and the adaptation to the radio channel ionospheric dynamics and RFI.
Недостатком данной системы является невысокая надежность приема информации при ведении информационного обмена в нескольких направлениях связи в условиях сложной радиопомеховой обстановки в районе размещения базовой станции. The disadvantage of this system is the low reliability of the reception of information when conducting information exchange in several directions of communication in the conditions of a difficult radio-noise situation in the area where the base station is located.
Наиболее близким к заявленному устройству по принципу действия и технической реализации является приемное устройство для многонаправленной радиосвязи по авторскому свидетельству SU 1459596 А1, МПК6 Н 04 В 17/24, заявлено 20.05.86, опубликовано 20.08.99. Известное устройство состоит из М антенных элементов, соединенных с М делителями мощности, N выходов каждого делителя мощности соединены с соответствующими входами М элементов формирования диаграммы направленности, управляющие входы которых соединены с выходами блока управления формированием диаграммы направленности, М приемников, блока коммутации, М управляемых сумматоров, М блоков оценки качества приема, блока управления перераспределением мощности, причем выходы элементов формирования диаграммы направленности соединены с входами блока коммутации, выходы которого соединены с входами М управляемых сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими входами М приемников, выходы которых соединены с соответствующими входами М блоков оценки качества приема, управляемые входы блока коммутации соединены с выходами блока управления перераспределением мощности и входами управления управляемых сумматоров, что позволяет подключать к одному приемнику три, четыре и т.д. элементов формирования диаграмм направленности.Closest to the claimed device according to the principle of operation and technical implementation is a receiving device for multidirectional radio communication according to the copyright certificate SU 1459596 A1, IPC 6 H 04 B 17/24, announced on 05.20.86, published on 08.20.99. The known device consists of M antenna elements connected to M power dividers, N outputs of each power divider are connected to the corresponding inputs of M radiation pattern elements, the control inputs of which are connected to the outputs of the radiation pattern control unit, M receivers, switching unit, M controlled adders , M blocks of reception quality assessment, power redistribution control unit, the outputs of the beamforming elements being connected to the input and a switching unit, the outputs of which are connected to the inputs of the M controlled adders, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the M receivers, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the reception quality assessment blocks M, the controlled inputs of the switching unit are connected to the outputs of the power redistribution control unit and the control inputs of the controlled adders that allows you to connect three, four, etc. to one receiver beamforming elements.
При таком построении устройства, в сравнении с ранее рассмотренными аналогами, достигается некоторое увеличение надежности, благодаря перераспределению мощности входных сигналов между приемниками. With this construction of the device, in comparison with the previously considered analogues, a certain increase in reliability is achieved due to the redistribution of the power of the input signals between the receivers.
Однако устройство-прототип все же не обеспечивает требуемую надежность приема информации от корреспондентов на направлениях связи со сложной радиопомеховой обстановкой, когда перераспределение мощности входных сигналов между приемниками не достигает цели повышения надежности приема. However, the prototype device still does not provide the required reliability of receiving information from correspondents in the communication areas with complex radio interference, when redistributing the power of the input signals between the receivers does not reach the goal of increasing the reliability of reception.
Целю изобретения является разработка устройства для многонаправленной связи, обеспечивающего более высокую надежность многонаправленной радиосвязи в условиях воздействия радиопомех, за счет адаптации по частоте. The aim of the invention is the development of a device for multidirectional communication, providing higher reliability of multidirectional radio communication under the influence of radio interference, due to adaptation in frequency.
Поставленная цель достигается тем, что в приемном устройстве для многонаправленной радиосвязи, содержащем М антенных элементов, где М≥3, М блоков делителей мощности приемного тракта, М модулей формирования диаграмм направленности, блок коммутации, N блоков управляемых сумматоров, где 2≤N≤М, N приемников, N блоков оценки качества приема, блок управления перераспределением мощности, блок управления формированием диаграмм направленности, i-ые, где i=1, 2,..., M, выходы всех М блоков делителей мощности приемного тракта подключены к соответствующим М входам i-го модуля формирования диаграмм направленности, управляющая выходная шина режима приема блока управления формированием диаграмм направленности подключена к M управляемым входам каждого модуля формирования диаграмм направленности, выход i-го модуля формирования диаграмм направленности подключен к i-му входу блока коммутации, M выходов k-oй группы выходов блока коммутации, где k=1, 2, 3,..., N подключены к соответствующим M информационным входам k-гo блока управляемого сумматора, N управляющих выходов блока управления перераспределением мощности подключены к соответствующим N управляемым входам блока коммутации и управляемым входам соответствующих N блоков управляемых сумматоров, выход k-го блока управляемого сумматора подключен к информационному входу k-го приемника, контрольный выход которого подключен к контролирующему входу k-го блока оценки качества приема, дополнительно введены блок приемопередающих модулей, передатчик, блок временного уплотнения каналов, блок управления узловой и оконечными станциями. This goal is achieved by the fact that in the receiving device for multidirectional radio communications containing M antenna elements, where M≥3, M blocks of power dividers of the receiving path, M beamforming modules, switching unit, N blocks of controlled adders, where 2≤N≤M , N receivers, N reception quality assessment blocks, power redistribution control block, beamforming control block, i-th, where i = 1, 2, ..., M, the outputs of all M blocks of the receiving path power dividers are connected to the corresponding M inputs of the i-th beam generating module, the control output bus of the reception mode of the beam forming control unit is connected to M controlled inputs of each beam forming module, the output of the i-beam beam generating module is connected to the i-th input of the switching unit, M outputs k-th group of outputs of the switching block, where k = 1, 2, 3, ..., N are connected to the corresponding M information inputs of the k-th block of the controlled adder, N control outputs of the redistribution control block m of power are connected to the corresponding N managed inputs of the switching unit and the managed inputs of the corresponding N blocks of controlled adders, the output of the k-th block of the controlled adder is connected to the information input of the k-th receiver, the control output of which is connected to the control input of the k-th block of reception quality assessment, in addition, a block of transceiver modules, a transmitter, a block of temporary channel compaction, a control unit for nodal and terminal stations have been introduced.
Управляющая выходная шина режима передачи блока управления формированием диаграмм направленности подключена к управляемым М входам блока приемопередающих модулей. I-ый антенный элемент подключен к i-му оконечному выходу блока приемо-передающих модулей. I-ый приемный выход блока приемопередающих модулей подключен ко входу i-го блока делителя мощности приемного тракта. Вход блока приемопередающих модулей подключен к выходу передатчика. Управляемый вход передатчика подключен к управляющему выходу команд настройки передатчика блока управления узловой и оконечными станциями. Информационный вход передатчика подключен к информационному выходу блока временного уплотнения каналов. Информационный выход k-го приемника подключен к k-му входу группы информационных входов блока временного уплотнения каналов. Управляющий выход команд взаимодействия блока управления узловой и оконечными станциями подключен к служебному входу блока временного уплотнения каналов. Информационные вход и выход блока временного уплотнения каналов являются соответствующими информационными входом и выходом устройства. The control output bus of the transmission mode of the control unit by the formation of radiation patterns is connected to the controlled M inputs of the block of transceiver modules. The I-th antenna element is connected to the i-th terminal output of the block of transceiver modules. The I-th receiving output of the block of transceiver modules is connected to the input of the i-th block of the power divider of the receiving path. The input of the block of transceiver modules is connected to the output of the transmitter. The controlled input of the transmitter is connected to the control output of the transmitter setup commands for the control unit of the nodal and terminal stations. The information input of the transmitter is connected to the information output of the temporary channel compaction unit. The information output of the k-th receiver is connected to the k-th input of the group of information inputs of the temporary channel multiplexing unit. The control output of the interaction commands of the control unit of the nodal and terminal stations is connected to the service input of the temporary channel compaction unit. The information input and output of the temporary channel compaction unit are the corresponding information input and output of the device.
Контрольный выход k-го блока оценки качества приема подключен k-му входу группы контрольных входов блока управления узловой и оконечными станциями. Управляемый вход k-го блока приемника подключен k-му выходу группы управляющих выходов блока управления узловой и оконечными станциями. Управляющий выход команд перераспределения мощности блока управления узловой и оконечными станциями подключен к управляемому входу блока управления перераспределением мощности. Управляющий выход команд формирования диаграмм направленности блока управления узловой и оконечными станциями подключен к управляемому входу блока управления формированием диаграмм направленности. N информационных групп входа, по четыре входа в каждой группе, блока управления узловой и оконечными станциями являются соответствующими установочными входами устройства. The control output of the kth block of the reception quality assessment is connected to the kth input of the group of control inputs of the control unit of the nodal and terminal stations. The controlled input of the k-th receiver unit is connected to the k-th output of the group of control outputs of the control unit of the nodal and terminal stations. The control output of the power redistribution commands of the control unit of the nodal and terminal stations is connected to the controlled input of the power redistribution control unit. The control output of the commands of forming the radiation patterns of the control unit of the nodal and terminal stations is connected to the controlled input of the control unit of the formation of radiation patterns. N information input groups, four inputs in each group, the control unit of the nodal and terminal stations are the corresponding installation inputs of the device.
Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения вышеуказанных блоков и связей между элементами устройства осуществляется частотная адаптация приемников узловой станции и передатчиков оконечных станций. Этим достигается повышение надежности приема информации при ведении многонаправленной радиосвязи в условиях воздействия радиопомех. Thanks to the new set of essential features, through the introduction of the above blocks and the connections between the elements of the device, the frequency adaptation of the receivers of the nodal station and the transmitters of the terminal stations is carried out. This achieves an increase in the reliability of information reception when conducting multidirectional radio communications under the influence of radio interference.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна". Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the compliance of the claimed device with the patentability condition of "novelty". Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided by the essential features of the claimed invention transformations to achieve the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
Заявленное устройство поясняется схемами:
фиг.1 - функциональная схема устройства;
фиг.2 - схема модуля формирования диаграмм направленности.The claimed device is illustrated by diagrams:
figure 1 - functional diagram of the device;
figure 2 is a diagram of a module for generating radiation patterns.
Устройство для многонаправленной радиосвязи, показанное на фиг.1, состоит из М антенных элементов 1, где М≥3, блока 2 приемопередающих модулей, М блоков 3 делителей мощности приемного тракта, М модулей 4 формирования диаграмм направленности, блока 5 коммутации, N блоков 6 управляемых сумматоров, где 2≤N≤М, N приемников 7, N блоков 8 оценки качества приема, блока 9 управления перераспределением мощности, блока 10 управления формированием диаграмм направленности, передатчика 11, блока 12 временного уплотнения каналов, блока 13 управления узловой и оконечными станциями. The device for multidirectional radio communication, shown in figure 1, consists of
Оконечный i-ый выход блока 2 приемопередающих модулей подключен к i-му антенному элементу 1. I-ый выход блока 2 приемопередающих модулей подключен ко входу i-го блока 3 делителя мощности приемного тракта. Вход блока 2 приемопередающего модуля подключен к выходу передатчика 11. Управляющая выходная шина режима передачи блока 10 управления формированием диаграмм направленности, содержащая М управляющих цепей, подключена к М управляемым входам блока 2 приемопередающих модулей. I-ые, где i=1, 2,..., М, выходы всех М блоков 3 делителей мощности приемного тракта подключены к соответствующим М входам i-гo модуля 4 формирования диаграмм направленности. Управляющая выходная шина режима приема блока 10 управления формированием диаграмм направленности, содержащая М•М управляющих цепей, подключена к М управляемым входам каждого из М модулей 4 формирования диаграмм направленности. The terminal i-th output of
Выход i-го модуля 4 формирования диаграмм направленности подключен к i-му входу блока 5 коммутации. М выходов k-ой группы выходов блока 5 коммутации, где k= 1, 2, 3,..., N, подключены к соответствующим М информационным входам k-го блока 6 управляемого сумматора. N управляющих выходов блока 9 управления перераспределением мощности подключены к соответствующим N управляемым входам блока 5 коммутации и управляемым входам соответствующих N блоков 6 управляемых сумматоров. Выход k-го блока 6 управляемого сумматора подключен к информационному входу k-го приемника 7. Контрольный выход приемника 7 подключен к контролирующему входу k-го блока 8 оценки качества приема. Управляемый вход передатчика 11 подключен к управляющему выходу команд настройки передатчика блока 13 управления узловой и оконечными станциями. Информационный вход передатчика 11 подключен к информационному выходу блока 12 временного уплотнения каналов. Информационный выход k-го приемника 7 подключен к k-му входу группы информационных входов блока 12 временного уплотнения каналов. The output of the i-
Управляющий выход команд взаимодействия блока 13 управления узловой и оконечными станциями подключен к служебному входу блока 12 временного уплотнения каналов. Информационные вход и выход блока 12 временного уплотнения каналов являются соответствующими информационными входом и выходом устройства. Контрольный выход k-го блока 8 оценки качества приема подключен к k-му входу группы контрольных входов блока 13 управления узловой и оконечными станциями. Управляемый вход k-го приемника 7 подключен к k-му выходу группы управляющих выходов блока 13 управления узловой и оконечными станциями. Управляющий выход команд перераспределения мощности блока 13 управления узловой и оконечными станциями подключен к управляемому входу блока 9 управления перераспределением мощности. Управляющий выход команд формирования диаграмм направленности блока 13 управления узловой и оконечными станциями подключен к управляемому входу блока 10 управления формированием диаграмм направленности. N информационных групп входа, по четыре входа в каждой группе, блока 13 управления узловой и оконечными станциями являются установочными входами устройства. The control output of the interaction commands of the control unit 13 of the nodal and terminal stations is connected to the service input of the channel 12 temporary channel compaction. The information input and output of the channel 12 temporary channel multiplexing are the corresponding information input and output of the device. The control output of the kth block 8 of the reception quality assessment is connected to the kth input of the group of control inputs of the control unit 13 of the nodal and terminal stations. The controlled input of the k-th receiver 7 is connected to the k-th output of the group of control outputs of the control unit 13 of the nodal and terminal stations. The control output of the power redistribution commands of the control unit 13 of the nodal and terminal stations is connected to the controlled input of the power redistribution control unit 9. The control output of the commands of forming the radiation patterns of the control unit 13 of the nodal and terminal stations is connected to the controlled input of the control unit 10 of the formation of radiation patterns. N information input groups, four inputs in each group, unit 13 control of the nodal and terminal stations are the installation inputs of the device.
Антенные элементы 1 предназначены для преобразования электромагнитной энергии радиоволн полезного сигнала в электрические токи полезных сигналов. Конструкция антенных элементов, образующих антенную систему типа фазированной антенной решетки, известна и описана, например, в книге: Антенны и устройства СВЧ (Проектирование фазированных антенных решеток). Д.И. Воскресенский, Р. А. Грановская, Н.С. Давыдова и др. / Под ред. Д.И. Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1981, 432 с., с. 31-38.
Блок 2 приемопередающих модулей предназначен для получения необходимого амплитудно-фазового соотношения излучаемых сигналов в антенных элементах 1, развязки антенных элементов 1, разделения каналов приема и передачи, а также для деления мощности передатчика на М равных частей. Конструкция приемопередающего модуля известна и описана в той же книге Д.И. Воскресенского на с. 403-405.
Блоки 3 делителей мощности приемного тракта идентичны и предназначены для деления мощности входного сигнала на М равных частей. Конструкции их известны и описаны, например, в статье: Якимев Б.Я., Солонцов П.А. Многоканальный СВЧ делитель мощности с произвольным амплитудным распределением на выходах. - Изв. вузов СССР, Радиоэлектроника, 1987, 2, с.118-121. The blocks 3 of the power dividers of the receiving path are identical and are designed to divide the power of the input signal into M equal parts. Their designs are known and described, for example, in the article: Yakimev B.Ya., Solontsov P.A. Multichannel microwave power divider with arbitrary amplitude distribution at the outputs. - Izv. USSR universities, Radioelectronics, 1987, 2, p.118-121.
Блоки 4 формирования диаграмм направленности идентичны и предназначены для синфазного сложения М копий полезных сигналов одного из направлений связи, наведенных в соответствующих М антенных элементах 1. Блоки 4 формирования диаграмм направленности могут быть реализованы, например, по схеме, показанной на фиг. 2, которая включает в себя М управляемых фазовращателей 4.11-4.1M и сумматор 4.2, причем входы фазовращателей 4.11-4.1M являются соответствующими входами блока 4, а их выходы являются соответствующими входами сумматора 4.2. Выход сумматора 4.2 является выходом блока 4 формирования диаграмм направленности. М управляющих входов фазовращателей 4.11-4.1M образуют группу управляющих входов блока 4 формирования диаграмм направленности.The
Фазовращатели 4.11-4.1M предназначены для обеспечения необходимого фазового сдвига полезных сигналов, поступающих на соответствующие входы сумматора 4.2. Фазовращатели имеют одинаковую конструкцию, схема которой известна и описана, например, в книге: Антенны и устройства СВЧ (Проектирование фазированных антенных решеток). Д.И. Воскресенский, Р.А. Грановская, Н.С. Давыдова и др. / Под ред. Д.И. Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1981, 432 с. , с. 352-371.Phase shifters 4.1 1 -4.1 M are designed to provide the necessary phase shift of the useful signals supplied to the corresponding inputs of the adder 4.2. Phase shifters have the same design, the scheme of which is known and described, for example, in the book: Antennas and microwave devices (Design of phased antenna arrays). DI. Voskresensky, R.A. Granovskaya, N.S. Davydova et al. / Ed. DI. Voskresensky. - M .: Radio and communications, 1981, 432 p. , from. 352-371.
Сумматор 4.2 предназначен для сложения мощностей М полезных сигналов на одной нагрузке. Схема его известна и описана, например, в той же книге Д.И. Воскресенского на с. 408-417. The adder 4.2 is designed to add the power M useful signals on a single load. His scheme is known and described, for example, in the same book by D.I. Voskresensky on with. 408-417.
Блок 5 коммутации предназначен для подключения соответствующих модулей 4 формирования диаграмм направленности ко входу соответствующего блока 6 управляемого сумматора. Конструкция блока 5 коммутации известна и может быть реализована, например, по схеме, показанной на фиг.1 в описании изобретения SU 1459596 А1. The switching unit 5 is intended for connecting the
Блоки 6 управляемых сумматоров предназначены для сложения в общей нагрузке полезных сигналов, поступающих на М входов каждого сумматора. Блоки имеют одинаковую конструкцию, схема которой известна и может быть реализована, например, по схеме, показанной на фиг.2 в том же описании изобретения SU 1459596 А1. Blocks 6 controlled adders are designed to add in the total load of useful signals received at the M inputs of each adder. The blocks have the same design, the scheme of which is known and can be implemented, for example, according to the scheme shown in figure 2 in the same description of the invention SU 1459596 A1.
Приемники 7 предназначены для селекции полезных сигналов, их усиления и демодуляции. Блоки имеют одинаковую конструкцию, схема построения их известна и описана, например, в статье: Поборчий Е.Д. Радиорелейная система "Пихта-2". // Электросвязь. - 1991. - 5, с. 9-12. The receivers 7 are designed for the selection of useful signals, their amplification and demodulation. Blocks have the same design, their construction scheme is known and described, for example, in the article: Poborchiy E.D. Radio-relay system "Fir-2". // Telecommunications. - 1991 .-- 5, p. 9-12.
Передатчик 11 предназначен для модуляции несущего высокочастотного сигнала и его усиления до необходимого уровня. Схема построения передатчика известна и описана, например, в той же статье, с. 9-12. The transmitter 11 is designed to modulate the carrier high-frequency signal and its amplification to the required level. The transmitter construction scheme is known and described, for example, in the same article, p. 9-12.
Блоки 8 оценки качества приема идентичны и предназначены для формирования управляющих напряжений на соответствующих управляющих входах блока 13 управления узловой и оконечными станциями. Схема его известна и описана, например, в авторском свидетельстве 621107 (СССР) на фиг.1: Устройство для измерения отношения сигнал/шум в корреляционных приемниках. // Авт. В.Ф. Кисорекский, А.А Воронин, Е.Н. Вольский и А.И. Синявский. - Заявл. 19.04.77. 2478989/18-09. Blocks 8 evaluating the quality of reception are identical and are designed to generate control voltages at the respective control inputs of the control unit 13 of the nodal and terminal stations. Its circuit is known and described, for example, in copyright certificate 621107 (USSR) in figure 1: A device for measuring signal-to-noise ratio in correlation receivers. // Auth. V.F. Kisoreksky, A.A. Voronin, E.N. Volsky and A.I. Sinyavsky. - Declared. 04/19/77. 2478989 / 18-09.
Блок 9 управления перераспределением мощности предназначен для формирования сигналов управления, поступающих на соответствующие управляющие входы блока 5 коммутации и блоков 6 управляемых сумматоров. Схема его построения известна и описана, например, в авторском свидетельстве SU 1459596 А1 на фиг. 1: Приемное устройство для многонаправленной радиосвязи. // Авт. В.П. Постюшков. - Заявл. 20.05.86. 40833423/24-09. The power redistribution control unit 9 is intended for generating control signals received at the corresponding control inputs of the switching unit 5 and the controlled adder units 6. The scheme of its construction is known and described, for example, in the copyright certificate SU 1459596 A1 in FIG. 1: Receiver for multidirectional radio communications. // Auth. V.P. Postyushkov. - Declared. 05/20/86. 40833423 / 24-09.
Блок 10 управления формированием диаграмм направленности предназначен для формирования управляющих сигналов, поступающих на соответствующие входы блока 2 приемопередающих модулей и модулей 4 формирования диаграмм направленности. Схема его известна и описана, например, в том же авторском свидетельстве SU 1459596 А1 на фиг.1. The radiation pattern formation control unit 10 is intended for generating control signals received at the corresponding inputs of the
Блок 12 временного уплотнения каналов предназначен для объединения абонентских асинхронных цифровых потоков и разделения высокоскоростного цифрового потока на абонентские потоки, а также для ввода в высокоскоростной цифровой поток сигналов взаимодействия. Схема его построения известна и описана, например в книге: Левин Л.С., Плоткин М.А., Цифровые системы передачи информации. - М.: Радио и связь, 1982. - 216 с., с. 55-59. Block 12 temporary channel compaction is intended for combining subscriber asynchronous digital streams and dividing a high-speed digital stream into subscriber streams, as well as for inputting a high-speed digital stream of interaction signals. The scheme of its construction is known and described, for example, in the book: Levin LS, Plotkin MA, Digital information transmission systems. - M .: Radio and communications, 1982. - 216 p., P. 55-59.
Блок 13 управления узловой и оконечными станциями предназначен для ввода данных организации связи, формирования команд управления перестройкой рабочих частот передатчиков узловой и оконечных станций и приемников узловой станции, выдачи установочных команд на управляемые входы блока 9 управления перераспределением мощности и блока 10 управления формированием диаграмм направленности. Схема его известна и описана, например, в книге: Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. Уроки реализации: Пер. с англ. - М.: Мир, 2000 с., с.19-21. The control unit 13 for the nodal and terminal stations is designed to enter communication organization data, generate control commands for the tuning of the operating frequencies of the transmitters of the nodal and terminal stations and the receivers of the nodal station, issue installation instructions to the managed inputs of the power redistribution control unit 9 and the radiation pattern formation control unit 10. Its scheme is known and described, for example, in the book: Smith J. Pairing computers with external devices. Implementation Lessons: Per. from English - M .: Mir, 2000 p., Pp. 19-21.
Заявленное устройство работает следующим образом. The claimed device operates as follows.
Известные устройства для многонаправленной связи обладают ограниченными возможностями адаптации к воздействию помех. Улучшение соотношения сигнал/(помеха + шум) за счет увеличения числа копий полезного сигнала, суммируемых на общей нагрузке, возможно лишь в пределах допустимого снижения соотношения сигнал/(помеха + шум) на входах других приемников 7. Кроме того, число копий полезного сигнала, суммируемых на общей нагрузке, ограничено конечным числом антенных элементов 1 и модулей 4 формирования диаграмм направленности. Таким образом, в условиях воздействия помех перераспределение мощности входных сигналов между приемниками 7 может не достигать цели повышения надежности приема информации от корреспондентов. За счет введения блока 2 приемопередающих модулей, передатчика 11, блока 12 временного уплотнения каналов, блока 13 управления узловой и оконечными станциями и указанных связей между элементами устройства сформирована схема адаптации по частоте направлений связи, на которых по входу приемника 7 узловой станции действуют помехи. При этом улучшить качество приема на этих направлениях путем перераспределения мощности входных сигналов без ухудшения качества приема на других направлениях связи невозможно. Known devices for multidirectional communication have limited adaptability to the effects of interference. Improving the signal / (noise + noise) ratio by increasing the number of copies of the useful signal summed over the total load is possible only within the limits of the permissible reduction in the signal / (noise + noise) ratio at the inputs of other receivers 7. In addition, the number of copies of the useful signal, summarized at the total load, it is limited by a finite number of
В блок 13 управления узловой и оконечными станциями вводятся номера оконечных станций, данные об азимутах Оi на i-го корреспондента, номиналы фиксированных частот fi на i-ом направлении связи, а также пороговые значения соотношений сигнал/(помеха + шум) Аi на входах приемников 7 каждого направления связи. В результате этого с i-го выхода группы управляющих выходов блока 13 управления узловой и оконечными станциями поступает команда на управляемый вход k-го приемника 7, вследствие чего k-ый приемник 7 перестраивается на установленную фиксированную частоту. С управляющего выхода команд настройки передатчика блока 13 управления узловой и оконечными станциями поступает команда на управляемый вход передатчика 11, вследствие чего передатчик 11 перестраивается на установленную фиксированную частоту.In the control unit 13 control of the nodal and terminal stations are entered the numbers of terminal stations, azimuth data O i for the i-th correspondent, the nominal values of the fixed frequencies f i in the i-th communication direction, as well as threshold values of the signal / (interference + noise) ratios A i at the inputs of the receivers 7 of each direction of communication. As a result of this, a command is sent to the controlled input of the k-th receiver 7 from the i-th output of the group of control outputs of the control unit 13 for the nodal and terminal stations, as a result of which the k-th receiver 7 is tuned to a fixed frequency. From the control output of the transmitter tuning commands of the node and terminal station control unit 13, a command is sent to the controlled input of the transmitter 11, as a result of which the transmitter 11 is tuned to a fixed frequency.
В сторону оконечных станций корреспондентов работа ведется на одной частоте с временным разделением каналов. Станции корреспондентов отвечают каждая на своей частоте. In the direction of the terminal stations of correspondents, work is carried out at the same frequency with time division of channels. Correspondent stations respond each at its own frequency.
С управляющего выхода команд взаимодействия блока 13 управления узловой и оконечными станциями поступает команда управления передатчиками корреспондентов на служебный вход блока 12 временного уплотнения для ее включения в выходной высокоскоростной цифровой поток. С управляющего выхода команд перераспределения мощности и управляющего входа команд формирования диаграмм направленности блока 13 управления узловой и оконечными станциями поступают установочные сигналы соответственно на управляемые входы блока 9 управления перераспределением мощности и блока 10 управления формированием диаграмм направленности. В результате этого по управляющей выходной шине режима приема блока 10 управления формированием диаграмм направленности поступают управляющие напряжения на М управляемых входов М модулей 4 формирования диаграмм направленности, обеспечивая тем самым требуемый фазовый сдвиг между напряжениями сигналов, подводимых к M информационным входам каждого модуля. В результате формируются диаграммы направленности для приема в соответствующих направлениях связи. По управляющей выходной шине режима передачи блока 10 управления формированием диаграмм направленности поступают управляющие напряжения на М управляемых входов блока 2 приемопередающих модулей, обеспечивая тем самым требуемый фазовый сдвиг между напряжениями передаваемого сигнала, подводимого к М антенным элементам 1, подключенным к соответствующим его выходам. В результате этого формируется диаграмма направленности для передачи сигналов в соответствующих направлениях связи. From the control output of the interaction commands of the control unit 13 of the nodal and terminal stations, a command is sent to control the transmitters of correspondents at the service input of the temporary compression unit 12 for inclusion in the output high-speed digital stream. From the control output of the power redistribution commands and the control input of the radiation pattern formation commands of the nodal and terminal station control unit 13, the installation signals are respectively sent to the controlled inputs of the power redistribution control unit 9 and the radiation pattern formation control unit 10. As a result of this, control voltages to the M controlled inputs of the
Принимаемые сигналы с выходов каждого антенного элемента 1 поступают через приемные плечи блока 2 приемопередающих модулей на его i-ый выход, а с него на вход i-го блока 3 делителя мощности приемного тракта. В блоке 3 делителя мощности приемного тракта осуществляется деление входного сигнала на М равных частей. С i-ых, где i=1, 2,..., выходов всех М блоков делителей мощности приемного тракта принимаемые сигналы поступают на соответствующие М входов i-го модуля формирования диаграмм направленности, на выходе которого формируется полезный сигнал одного из направлений связи. С выхода i-го модуля 4 формирования диаграмм направленности принимаемый сигнал одного из направлений связи поступает на i-ый вход блока 5 коммутатора, в котором происходит коммутация входных сигналов на один из М входов соответствующего блока 6 управляемого сумматора. Управление работой блока 5 коммутатора и каждого блока 6 управляемого сумматора осуществляется в результате поступления управляющих команд с соответствующих управляющих выходов блока 9 управления перераспределением мощности. The received signals from the outputs of each
Далее, сигнал, образованный на выходе k-го блока 6 управляемого сумматора, поступает на вход k-го приемника 7, где осуществляется его селекция, усиление и демодуляция. С информационного выхода k-го приемника 7 демодулированный сигнал поступает на k-ый вход группы информационных входов блока 12 временного уплотнения каналов и после временного разуплотнения в нем на информационный выход устройства. Further, the signal generated at the output of the k-th block 6 of the controlled adder is fed to the input of the k-th receiver 7, where it is selected, amplified, and demodulated. From the information output of the k-th receiver 7, the demodulated signal is fed to the k-th input of the group of information inputs of the channel 12 temporary channel multiplexing unit and, after temporary decompression therein, to the device information output.
С контрольного выхода k-го приемника 7 принимаемый сигнал поступает на контролирующий вход k-го блока 8 оценки качества приема. В результате на его управляющем выходе появляется управляющий сигнал, поступающий на k-ый вход группы контрольных входов блока 13 управления узловой и оконечными станциями. В этом блоке программно-аппаратным способом осуществляется сравнение текущего значения соотношения сигнал/(помеха + шум) на входе k-го приемника 7 с требуемым значением этого соотношения. From the control output of the k-th receiver 7, the received signal is fed to the control input of the k-th block 8 of the reception quality assessment. As a result, a control signal appears at its control output, which arrives at the kth input of the group of control inputs of the control unit 13 of the nodal and terminal stations. In this block, the hardware-software method compares the current value of the signal / (noise + noise) ratio at the input of the k-th receiver 7 with the desired value of this ratio.
Если текущее значение соотношения сигнал/(помеха + шум) на входе k-го приемника 7 меньше требуемого значения, то с управляющего выхода команд перераспределения мощности и управляющего выхода команд формирования диаграмм направленности блока 13 управления узловой и оконечными станциями подаются управляющие напряжения соответственно на управляемые входы блока 9 управления перераспределением мощности и блока 10 управления формированием диаграмм направленности. В результате этого по управляющей выходной шине режима приема блока 10 управления формированием диаграмм направленности подается управляющее напряжение на М входов соответствующего модуля 4 управления формированием диаграмм направленности, тем самым формируя диаграмму направленности в нем в том же, k-ом направлении связи. If the current value of the signal / (noise + noise) ratio at the input of the k-th receiver 7 is less than the required value, then the control voltages of the nodal and terminal stations 13 control nodes are sent from the control output of the power redistribution commands and the control output of the commands for generating radiation patterns, respectively, to the controlled inputs power redistribution control unit 9 and beamforming control unit 10. As a result, a control voltage is supplied to the M inputs of the corresponding
В свою очередь, блок 5 коммутации подключает этот модуль 4 управления формированием диаграмм направленности к соответствующему входу k-го блока 6 управляемого сумматора и входной сигнал k-го приемника 7, где было неудовлетворительное качество приема, удвоится. Таким образом, к k-му приемника 7 можно подключать три, четыре и т.д. модуля 4 управления формированием диаграмм направленности, доводя соотношения сигнал/(помеха + шум) до требуемого. Если в процессе доведения соотношения сигнал/(помеха + шум) в одном из приемников 7 до требуемого в другом из них соотношение сигнал/(помеха + шум) достигнет установленного порогового значения, то с управляющего выхода команд перераспределения мощности и управляющего выхода команд формирования диаграмм направленности блока 13 управления узловой и оконечными станциями подаются сигналы "блокировки" соответственно на управляемые входы блока 9 управления перераспределением мощности и блока 10 управления формированием диаграмм направленности. В результате этого на управляющих выходах этих блоков фиксируются текущие значения управляющих напряжений. In turn, the switching unit 5 connects this
Процесс перераспределения мощности входных сигналов между входами приемников 7 останавливается. С управляющего выхода команд взаимодействия блока 13 управления узловой и оконечными станциями подается сигнал взаимодействия на служебный вход блока 12 временного уплотнения. Этот сигнал содержит команды на перестройку рабочей частоты передатчика корреспондента, направления связи с неудовлетворительным соотношением сигнал/(помеха + шум). Сигнал взаимодействия объединяется с низкоскоростными цифровыми информационными потоками, поступающими на информационный вход блока 12 временного уплотнения и образующими высокоскоростной цифровой поток на его выходе. The process of redistributing the power of the input signals between the inputs of the receivers 7 is stopped. From the control output of the interaction commands of the control unit 13 of the control of the nodal and terminal stations, the interaction signal is supplied to the service input of the temporary compression unit 12. This signal contains commands for tuning the operating frequency of the correspondent transmitter, communication directions with an unsatisfactory signal / (noise + noise) ratio. The interaction signal is combined with low-speed digital information streams arriving at the information input of the temporary compression unit 12 and forming a high-speed digital stream at its output.
С выхода блока 12 временного уплотнения высокоскоростной цифровой выходной поток поступает на информационный вход передатчика 11. В передатчике 11 осуществляется модуляция несущего сигнала групповым сигналом и его усиление. С его выхода высокочастотный информационный сигнал поступает на вход блока 2 приемопередающих модулей. В этом блоке осуществляется деление передаваемого сигнала на М равных частей, развязка с принимаемым сигналом и их фазирование с целью получения требуемой диаграммы направленности на передачу. С i-го выхода блока 2 приемопередающих модулей сигнал подается на i-ый антенный элемент 1 и излучается в виде электромагнитной волны в соответствующем направлении связи. На оконечной станции корреспондента осуществляется перестройка передатчика на запасную фиксированную частоту в соответствии с принятой служебной информацией взаимодействия, содержащей номер станции и номинал фиксированной частоты передатчика. From the output of the temporary compression unit 12, a high-speed digital output stream is supplied to the information input of the transmitter 11. In the transmitter 11, the carrier signal is modulated by a group signal and amplified. From its output, a high-frequency information signal is fed to the input of
В тоже время с k-го выхода группы управляющих выходов блока 13 управления узловой и оконечными станциями подается команда для перестройки на запасную фиксированную частоту на управляемый вход k-го приемника 7. В результате осуществляется перестройка на запасную фиксированную частоту k-го приемника 7, направления связи с неудовлетворительным соотношением сигнал/(помеха + шум). At the same time, from the k-th output of the group of control outputs of the node and terminal station control unit 13, a command is issued for tuning to the spare fixed frequency to the controlled input of the k-th receiver 7. As a result, tuning to the spare fixed frequency of the k-th receiver 7, the direction due to an unsatisfactory signal / ratio (interference + noise).
С управляющего выхода команд перераспределения мощности и управляющего выхода команд формирования диаграмм направленности блока 13 управления узловой и оконечными станциями снимаются сигналы "блокировки". В результате процесс перераспределения мощности входных сигналов между приемниками возобновляется до достижения требуемого соотношения сигнал/(помеха + шум) на выходе всех приемников 7. В случае неудачи осуществляется перестройка направления связи на следующую пару частот. Алгоритм настройки повторяется циклически до достижения требуемого качества приема на всех информационных направлениях. The "blocking" signals are removed from the control output of the power redistribution commands and the control output of the commands for generating radiation patterns of the control unit 13 of the nodal and terminal stations. As a result, the process of redistributing the power of the input signals between the receivers resumes until the desired signal / (noise + noise) ratio is reached at the output of all receivers 7. In case of failure, the communication direction is re-tuned to the next frequency pair. The tuning algorithm is repeated cyclically until the desired reception quality is achieved in all information directions.
С целью исключения ошибочного срабатывания блока 8 оценки качества приема предусмотрена задержка его реакции на нестационарные процессы в среде распространения радиосигнала. Время реакции блока 8 оценки качества приема выбрано больше времени нестационарных процессов. In order to eliminate the erroneous operation of the reception quality assessment unit 8, a delay in its response to unsteady processes in a radio signal propagation environment is provided. The reaction time of the reception quality assessment unit 8 is selected to be longer than the time of non-stationary processes.
Таким образом, осуществляется адаптация по частоте направлений связи, а соотношения сигнал/(помеха + шум) на входах приемников 7 доводятся до требуемого значения и, следовательно, повышается надежность приема информации. Thus, adaptation is made according to the frequency of communication directions, and the signal / (interference + noise) ratios at the inputs of the receivers 7 are brought to the desired value and, therefore, the reliability of information reception is increased.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001121207A RU2207722C2 (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Facility for multidirectional communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001121207A RU2207722C2 (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Facility for multidirectional communication |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2207722C2 true RU2207722C2 (en) | 2003-06-27 |
| RU2001121207A RU2001121207A (en) | 2003-06-27 |
Family
ID=29210133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001121207A RU2207722C2 (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Facility for multidirectional communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2207722C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355078C1 (en) * | 2007-08-13 | 2009-05-10 | ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Device for multiple use of receiving antennae |
| RU2425452C2 (en) * | 2006-05-05 | 2011-07-27 | Интердиджитал Текнолоджи Корпорейшн | Procedures for detecting radio link failure in uplinks and downlinks of long-term evolution systems and device for said procedures |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0182601A1 (en) * | 1984-11-15 | 1986-05-28 | Nec Corporation | Multi-direction time division multiplex communication apparatus |
| EP0219559A1 (en) * | 1985-10-17 | 1987-04-29 | ANT Nachrichtentechnik GmbH | Mobile radio system for the transmission of digital as well as analogous signals |
| WO1995028747A2 (en) * | 1994-04-18 | 1995-10-26 | International Mobile Satellite Organization | Antenna system |
| RU2099871C1 (en) * | 1994-01-12 | 1997-12-20 | Воронежский научно-исследовательский институт связи | Method od adaptive packet radio communication with time-division multiplex |
| SU1459596A1 (en) * | 1986-05-20 | 1999-08-20 | Военная академия связи им.С.М.Буденного | RECEIVING DEVICE FOR MULTI-DIRECTED RADIO COMMUNICATIONS |
| RU2154910C2 (en) * | 1997-03-18 | 2000-08-20 | Жданов Борис Борисович | Computer-aided short-wave communications control system |
| RU2176130C2 (en) * | 1996-05-21 | 2001-11-20 | Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи | Station of technical control over signals of satellite communication lines |
-
2001
- 2001-07-27 RU RU2001121207A patent/RU2207722C2/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0182601A1 (en) * | 1984-11-15 | 1986-05-28 | Nec Corporation | Multi-direction time division multiplex communication apparatus |
| EP0219559A1 (en) * | 1985-10-17 | 1987-04-29 | ANT Nachrichtentechnik GmbH | Mobile radio system for the transmission of digital as well as analogous signals |
| SU1459596A1 (en) * | 1986-05-20 | 1999-08-20 | Военная академия связи им.С.М.Буденного | RECEIVING DEVICE FOR MULTI-DIRECTED RADIO COMMUNICATIONS |
| RU2099871C1 (en) * | 1994-01-12 | 1997-12-20 | Воронежский научно-исследовательский институт связи | Method od adaptive packet radio communication with time-division multiplex |
| WO1995028747A2 (en) * | 1994-04-18 | 1995-10-26 | International Mobile Satellite Organization | Antenna system |
| RU2176130C2 (en) * | 1996-05-21 | 2001-11-20 | Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи | Station of technical control over signals of satellite communication lines |
| RU2154910C2 (en) * | 1997-03-18 | 2000-08-20 | Жданов Борис Борисович | Computer-aided short-wave communications control system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2425452C2 (en) * | 2006-05-05 | 2011-07-27 | Интердиджитал Текнолоджи Корпорейшн | Procedures for detecting radio link failure in uplinks and downlinks of long-term evolution systems and device for said procedures |
| RU2355078C1 (en) * | 2007-08-13 | 2009-05-10 | ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Device for multiple use of receiving antennae |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2155460C2 (en) | Antenna with wide lobe of directivity pattern | |
| EP2139069B1 (en) | Adaptive array antenna transceiver apparatus | |
| EP0184383B1 (en) | A wireless pbx/lan system with optimum combining | |
| WO2004083998A2 (en) | Genetic algorithm-based adaptive antenna array processing method and system | |
| CN109495140B (en) | Beam search tracking wireless communication system and beam search tracking method | |
| US5710977A (en) | Apparatus for measuring multipath propagation characteristics | |
| US6453150B1 (en) | Maximum-ratio synthetic transmission diversity device | |
| CN111600639A (en) | A millimeter wave IoT communication system and method based on beam modulation | |
| US6717929B1 (en) | Multi-antenna radio apparatus with simplified circuit structure | |
| RU2207722C2 (en) | Facility for multidirectional communication | |
| CN101248649B (en) | Method and system for generating multiple radiation patterns using transform matrix | |
| US10148338B1 (en) | Wireless communication system | |
| RU2255423C1 (en) | Multidirectional communications device | |
| CN112421240B (en) | Single-channel beam scanning device and method based on Faraday rotation | |
| Zhao et al. | Flexible self-alignment reception for OAM-based large-capacity wireless backhaul links | |
| JP2001203629A (en) | Adaptive zone formation system | |
| WO2023160790A1 (en) | Beamforming control | |
| CN119233382A (en) | Communication method, device and computer readable storage medium | |
| Dong et al. | Calibration method of multi-beam antenna array channels | |
| RU2001121207A (en) | Multidirectional Communication Device | |
| JPH04263523A (en) | Diversity receiver | |
| MXPA97007231A (en) | Antenna lobulo an |