Способ повышения оперативности передачи информации в сетях радиосвязи
METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF INFORMATION TRANSMISSION IN RADIO COMMUNICATION NETWORKS

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для применения в сетях радиосвязи.
Известен способ передачи информации, представленный в патенте «Сеть коротковолновой радиосвязи для передачи дискретных сообщений», см. (Патент РФ № 2336635, МПК H04B 7/00 (2006.01), опубл. 20.10.2008. Бюл. № 29), включающий сеть коротковолновой радиосвязи для передачи дискретных сообщений, состоящую из удаленных от абонентов и соединенных между собой линиями связи базовых ретрансляторов, обеспечивающих двустороннюю связь между абонентами сети путем приема от передающих сообщения абонентов группового сигнала с частотным уплотнением и передачи этих сообщений получающим их абонентам последовательно во времени, содержащую дополнительные территориально разнесенные приемные центры, связанные со своими базовыми ретрансляторами внешними линиями связи, и предназначенные для увеличения надежности передачи сообщений от абонента в сторону удаленного от него базового ретранслятора.
Недостатком известного способа является ограниченная область применения, поскольку его реализация предполагает построение сложной системы ретрансляторов и дополнительных приемных центров. А необходимость использования многочисленных ретрансляторов и обязательный запрос базового ретранслятора, снижает оперативность передачи информации.
Известен «Способ повышения коэффициента исправного действия адаптивной декаметровой системы радиосвязи», (Патент РФ № 2733802, МПК H04L 27/26 (2006.01), опубл. 07.10.2020, Бюл. № 28), основанный на поэтапной адаптации радиоканала ведомой и ведущей станций, выполняющий процедуры трассового зондирования, тестирования помеховой обстановки, нахождения значений оптимизируемых параметров системы радиосвязи, передачи значений выбранных параметров на ведущую станцию, перестройки приемного и передающего трактов на новые оптимизированные параметры, установления и ведения связи, пространственно-корреляционной обработки сигналов в приемном тракте, состоящем из двух идентичных приемных каналов и параллельно соединенном с ними двухканальным синхронным аналого-цифровым преобразователем, в котором синхронно выполняют оцифровку усиленных радиосигналов и далее в блоке обработки сигнала вычислительного устройства, где производят вычисление взаимной корреляции сигналов, представленных параллельным кодом, несущих информацию об отдельных символах с объемом выборки, равным длине кода Баркера, далее осуществляют формирование информационной последовательности, представленной параллельным кодом, путём сравнения вычисленных значений взаимной корреляции с пороговым числом; при этом в блоке формирования сигнала вычислительного устройства каждый бит информации, поступающей с терминала, кодируют шумоподобной двоичной кодовой последовательностью Баркера, имеющей автокорреляционную функцию, близкую к дельта-функции, повышающей помехоустойчивость радиоканала; далее выполняют процедуру межсимвольного перемежения; кроме этого проводят тестирование тестовыми сигналами №№ 1-3 для оценки состояния радиоканала; далее по результатам тестирования в блоке адаптивного управления радиоканалом вычислительного устройства для поддержания заданной пропускной способности радиоканала выполняют адаптацию частотно-кодовой конструкции OFDM-сигнала путём распределения по частоте поднесущих OFDM-сигнала, кроме того, в состав адаптивной декаметровой системы радиосвязи дополнительно вводят блок приема-передачи служебной информации, состоящий из программно определяемой радиосистемы, соединенной цифровой шиной обмена данными с вычислительным устройством, выход которой соединен с цифроаналоговым преобразователем, а вход соединен с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с сигнальным выходом усилителя высокой частоты первого приемного канала, с помощью которых осуществляют низкоскоростной помехозащищенный обмен шумоподобными фазоманипулированными сигналами, передаваемыми по каналам обратной связи, а также вызывными сигналами при необходимости установления связи, сигналами ответных комбинаций вызываемым абонентом и квитанций инициатором связи; а также дополнительно вводят соединенный с сигнальным выходом цифроаналогового преобразователя блока приема-передачи служебной информации и блока формирования сигнала вычислительного устройства сумматор, выход которого соединен с входом широкополосного усилителя мощности передающего тракта; далее производят высокоскоростную передачу полезной информации.
Недостатком известного способа является ограниченная область применения, поскольку его применение не обеспечивает высокую оперативность передачи информации в радиосети нескольким абонентам, в виду того, что он ориентирован на работу в радионаправлении.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является «Способ активного контроля рабочих частот» (Патент РФ № 2710027, МПК H04B 1/713 (2011.01), опубл. 24.12.2019, Бюл. № 36).
В способе-прототипе на передающей стороне источник информации последовательно отправляет на каждой частоте, выделенной для работы, заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне, при этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах перестраивают с одной частоты на другую частоту абсолютно синхронно, приемник информации последовательно производит оценку параметров канала связи на каждой частоте, выделенной для работы, о качестве канала связи сообщают передающей стороне, после получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимают решение о выборе рабочей частоты для передачи данных, а сообщают передающей стороне о качестве канала на той частоте, на которой был принят подготовленный тестовый блок, при этом в тот момент, когда принимают подготовленный тестовый блок на текущей частоте, одновременно сообщают передающей стороне о качестве канала связи на предыдущей частоте.
Недостатком известного способа является ограниченная область применения, поскольку он ориентирован в радионаправлении, и поэтому не обеспечивает высокую оперативность при циркулярной передаче сообщений абонентам в радиосети.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего повысить оперативность передачи циркулярных сообщений абонентам в радиосети.
Техническим результатомявляется минимизация потребного количества рабочих частот, необходимого для передачи циркулярных сообщений абонентам в радиосети.
Здесь и далее под циркулярными сообщениями будем понимать сообщения, которые необходимо передать всем абонентам радиосети.
Технический результат достигается тем, что в способ повышения оперативности передачи информации в сетях радиосвязи, заключающийся в том, что на передающей стороне источник информации последовательно отправляет на каждой частоте выделенной для работы, заранее подготовленный тестовый блок данных известный на приемной стороне, приемник информации последовательно производит оценку параметров канала связи на каждой частоте выделенной для работы, сообщают передающей стороне о качестве канала связи на той частоте, на которой был принят подготовленный тестовый блок и одновременно сообщают передающей стороне о качестве канала связи на предыдущей частоте, получают необходимую статистику по всему выделенному частотному ресурсу и принимают решение о выборе рабочей частоты для передачи данных дополнительно в качестве источников приема информации используют приемники всех абонентов радиосети, последовательно производят  оценку параметров канала связи на каждой частоте для каждого приемника абонентов радиосети, получают необходимую статистику по всему выделенному частотному ресурсу, выбирают то значение рабочей частоты, на которой допустимое качество канала связи обеспечивается для наибольшего числа приемников абонентов радиосети и определяют ее как рабочую частоту первой очереди, затем для абонентов радиосети, для которых не обеспечивается допустимое качество канала связи на рабочей частоте первой очереди, определяемые как оставшиеся абоненты, выбирают рабочую частоту из оставшихся частот, выделенных для работы, на которой обеспечивается допустимое качество канала связи для большинстваоставшихся абонентов и определяют ее  как рабочая частота второй очереди, аналогичным образом выбирают рабочую частоту третьей, четвертой и последующих очередей до тех пор, пока для всех оставшихся абонентов не будет обеспечено условие допустимого качества канала связи, формируют список рабочих частот, после чего абонентам радиосети последовательно передают информацию на частотах из списка рабочих частот, начиная с рабочей частоты первой очереди и так далее, до окончания списка.
Таким образом, получение технического результата обеспечивается при использовании новой совокупности отличительных признаков, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».
Заявленный способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан принцип реализации заявляемого технического решения для радиосети, в которой имеется главная радиостанция R0 и пять радиостанций R1-R5, которым необходимо разослать циркулярные сообщения.
Реализация заявляемого способа осуществляется следующим образом.
1. На передающей стороне источник информации последовательно отправляет на каждой частоте, выделенной для работы, заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне.
При работе в радиосети главная радиостанция (для примера на фиг. 1, главная радиостанция обозначена как R0) направляет тестовый блок данных в виде тестового сигнала последовательно на всех частотах, поочередно каждой из радиостанций, работающих в радиосети.
Для примера, представленного на фиг. 1, показано, как главная радиостанция R0, на выделенных для работы частотах f1, f2, f3, f4, поочередно отправляет тестовые сигналы на радиостанции R1, R2, R3, R4, R5.
Реализация указанных процедур известна и описана в [Дворников С.В., Устинов А.А., Гордейчук А.Ю. Адаптивный выбор частот в многоканальных системах передачи видео // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2018. № 4. С. 68-74]. Порядок и принцип формирования цифровых потоков в виде импульсных последовательностей известен, см. [Герасименко В.Г., Тупота В.И., Тупота А.В. Способ передачи дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Патент №2228575 по заявке №2002117818/09 от 02.07.2002; Дворников С.В., Устинов А.А., Пшеничников А.В., Борисов В.В., Москалец А.Г., Бурыкин Д.А. Демодуляция сигналов ОФТ на основе адаптивного порога // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2013. № 2. С. 90-97].
2. Приемник информации последовательно производит оценку параметров канала связи на каждой частоте, выделенной для работы.
При работе в радиосети, преемник каждой из радиостанций производит оценку параметров канала связи на каждой частоте. Для примера на фиг. 1 каждый из приемников радиостанций R1, R2, R3, R4, R5 проводит оценку параметров канала связи на каждой из f1, f2, f3, f4 частот.
Реализация указанных процедур для линий радиосвязи, реализующих способ активного контроля рабочих частот известна, например, см. [Егоров В.В., Катанович А.А., и др. Способ активного контроля рабочих частот. Патент РФ №2447579 по заявке №2010101884/08 от 21.01.2010].
3. Сообщают передающей стороне о качестве канала на той частоте, на которой был принят подготовленный тестовый блок, при этом, в тот момент, когда принимают подготовленный тестовый блок на текущей частоте, одновременно сообщают передающей стороне о качестве канала связи на предыдущей частоте.
То есть, в то время когда тестируют очередной канал, на частоте тестирования предыдущего канала передают результаты его тестирования.
F2
F3,
F3,
F1, д
F1
F4,
F1
F2.
В качестве примера, на фиг. 1 значения рабочих частот, на которых обеспечивается требуемое качество канала связи, показаны полужирным прописным шрифтом. Для радиостанции R1 это  и для радиостанции R2 это для радиостанции R3 это ля радиостанции R4 это  и для радиостанции R1 это  и
Указанные процедуры аналогичны используемым в способе - прототипе, см. [Способ активного контроля рабочих частот. Патент РФ № 2710027, H04B 1/713 (2011.01), СПК H04B 1/713 (2019.08), опубл. 24.12.2019 Бюл. № 36]. Процедуры оценки качества канала известны, см. [Гордейчук А.Ю., Дворников С.В., Иванов В.А., Русинов М.А., Семисошенко М.А. Оценка помехозащищенности линий радиосвязи в режиме с медленной программной перестройкой рабочей частоты // Труды учебных заведений связи. 2017. Т. 3. № 4. С. 36-42].
4. После получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу, вначале выбирают то значение рабочей частоты, на которой допустимое качество канала связи обеспечивается для наибольшего числа приемников абонентов радиосети, такую частоту определяют как рабочая частота первой очереди.
F1
В качестве примера, на фиг. 1 показаны полужирным прописным шрифтом значения частот, выбранных в формируемый список рабочих частот. В частности, в качестве рабочей частоты первой очереди определена частота , так как на этой частоте обеспечивается допустимое качество канала связи для радиостанций R5, R4, R3.
Решение о выборе рабочей частоты для передачи данных принимают лишь в том случае, если информационное сообщение о результатах оценки параметров канала связи получено без ошибок.
Если информационное сообщение о результатах оценки параметров канала связи получено с ошибками, то частота канала связи, на котором оно передавалось, не включается в перечень частот для передачи данных.
5. Затем для абонентов радиосети, для которых не обеспечивается допустимое качество канала связи на рабочей частоте первой очереди, определяемые как оставшиеся абоненты, выбирают рабочую частоту из оставшихся частот, выделенных для работы, на которой обеспечивается допустимое качество канала связи для большинства оставшиеся абоненты, и такую частоту определяют как рабочая частота второй очереди.
F3
В качестве примера, на фиг. 1 показаны полужирным прописным шрифтом значения частоты, выбранной в формируемый список рабочих частот в качестве рабочей частоты второй очереди . Это частота , так как на этой частоте обеспечивается допустимое качество канала связи для радиостанций R1, R2.
6. Аналогичным образом выбирают рабочую частоту третьей, четвертой и последующих очередей до тех пор, пока для всех оставшихся абонентов не будет обеспечено условие допустимого качества канала связи.
Указанные процедуры реализуют в том случае, если еще остается абоненты (радиостанции в радиосети), рабочие частоты, на которых у них обеспечивается допустимое качество связи, не попали в формируемый список рабочих частот.
7. Формируют список рабочих частот.
Формируется список до тех пор, пока в нем не будут представлены рабочие частоты, на которых обеспечивается допустимое качество связи для всех радиостанций абонентов радиосети.
8. После чего передают информацию абонентам радиосети последовательно на частотах из списка рабочих частот, начиная с рабочей частоты первой очереди и так далее, до окончания списка.
F1,
F3
Для примера, показанного на фиг. 1, вначале передача будет на частоте для радиостанций R5, R4, R3, а затем на частоте , для радиостанций R1, R2.
Таким образом, совокупность новых существенных признаков обеспечивает достижение заявляемого технического результата, заключающегося в минимизации потребного количества рабочих частот, необходимого для передачи циркулярных сообщений абонентам в радиосети.