ЦИФРОВОЙ СИГНАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР, УСТРОЙСТВО СВЯЗИ, СИСТЕМА СВЯЗИ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА ПРОЦЕССОРА
DIGITAL SIGNAL PROCESSOR, COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD OF USING DIGITAL SIGNAL OF PROCESSOR

Настоящее изобретение относится к цифровому сигнальному процессору, к устройству связи, к системе связи, имеющей цифровой сигнальный процессор, такой как этот, и к эксплуатации цифрового сигнального процессора, такого как этот.
Хотя настоящее изобретение может использоваться в любой желательной области, оно будет объяснено более подробно в применении к летательному аппарату (ЛА) или к пассажирскому ЛА.
Область техники изобретения относится к системам связи с салоне ЛА. Такие системы связи обеспечивают услуги связи или такие услуги, как GSM, UMTS, WLAN и т.д. для экипажа ЛА или для пассажиров.
Для излучения сигнала соответствующей услуги можно использовать радиоизлучающий кабель, который расположен по длине салона ЛА. Для проверки правильности установки и работы системы связи, в частности для обеспечения распределения высокочастотного (ВЧ) сигнала в салоне ЛА в каждом частотном диапазоне соответствующих услуг выполняют измерение покрытия (измерение подачи радиоволн) с помощью анализатора ВЧ-спектра и измерительной антенны в нескольких местах в салоне ЛА. В данном случае результаты измерений могут широко отличаться в зависимости от состояния и конфигурации салона ЛА и выбора точки измерения. По этой причине результаты измерений должны быть усреднены подходящим образом и скорректированы посредством соответствующих коэффициентов для используемых измерительных антенн.
Измерение, выполненное неточно, может в некоторых обстоятельствах приводить к отклонению вниз заданных, в частности официальных, предельных значений, даже если фактически официальные предельные значения отклоняются вверх. Кроме того, возможно появление сообщения о неисправности, даже если фактически неисправности нет.
В случае традиционного измерения с помощью анализатора ВЧ-спектра и своей измерительной антенны соответствующие результаты измерений, к сожалению, приходится выполнять вручную, что влечет за собой длительность по времени и значительные расходы. Кроме того, для выполнения и оценки результатов традиционных измерений требуетсясамостоятельно обученный персонал. Такой обученный персонал должен, в частности, иметь опыт в области ВЧ-измерений. Кроме того, для традиционных измерений необходимо специальное оборудование, например анализатор ВЧ-спектра и измерительная антенна.
Чтобы позволить выполнить проверку в любом желательном месте в салоне ЛА, обычно используют контрольные ВЧ-сигналы с уровнями мощности, которые требуют официального разрешения. Такое официальное разрешение обычно необходимо, поскольку контрольные ВЧ-сигналы с такими уровнями мощности могут быть приняты за пределами ЛА и, потенциально, создать помехи другим службам.
Для решения этих проблем заявителю известно устройство, которое включает функциональную проверку системы связи, выполняемую автоматически посредством ВЧ-сигнала.
Это устройство имеет канал передачи, который состоит по меньшей мере из одного радиоизлучающего кабеля, расположенного в салоне ЛА. Кроме того, это устройство имеет устройство управления, которое связано с каналом передачи. Устройство управления имеет генератор для генерации широкополосного шумового сигнала и несколько приемопередающих устройств. Каждое приемопередающее устройство подходит для подачи соответствующего жестко определенного сигнала услуги для предоставления заданной услуги и для передачи по каналу передачи. Для примера, устройство содержит пять специальных приемопередающих устройств для предоставления услуги GSM, услуги CDMA, услуги IMT, услуги UMTS и услуги WLAN.
Кроме того, предлагается объединяющее устройство, которое настроено на объединение подаваемого широкополосного шумового сигнала и сигналов услуг, чтобы сформировать ВЧ-сигнал, который может быть подан в канал передачи.
Кроме того, предлагается передатчик для подачи ВЧ-сигнала, подаваемого объединяющим устройством, в радиоизлучающий кабель, чтобы выполнить функциональную проверку системы связи.
Общее устройство, известное заявителю, требует по меньшей мере трех специальных устройств, чтобы подавать ВЧ-сигнал с шумовым сигналом и по меньшей мере одним сигналом услуги, более конкретно, генератор для генерации шумового сигнала, по меньшей мере одно приемопередающее устройство для генерации по меньшей мере одного сигнала услуги и объединяющее устройство для объединения этих шумового сигнала и сигнала услуги.
Недостатком является то, что эти по меньшей мере три специальных устройства требуют места и расходов. В частности в ЛА повышенное требование к месту и массе влечет значительные расходы.
Соответственно, одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить оптимизированное по пространству и массе решение для подачи ВЧ-сигнала для системы связи в ЛА.
Согласно изобретению, эта цель достигнута цифровым сигнальным процессором, имеющим признаки по пункту 1, системой связи, имеющей признаки по пункту 5, и способом, имеющим признаки по пункту 7 формулы изобретения.
Цифровой сигнальный процессор соответственно подходит для системы связи в салоне ЛА, причем цифровой сигнальный процессор имеет средство для подачи заданного цифрового сигнала, который подходит для формирования соответствующей формы волны для соответствующего заданного сигнала услуги и заданного шумового сигнала.
Кроме того, предложена система связи, которая имеет:
- по меньшей мере один цифровой сигнальный процессор, который указан выше, для подачи соответствующего цифрового сигнала
и
- канал передачи, который имеет по меньшей мере один радиоизлучающий кабель, который расположен в салоне ЛА, для передачи соответствующего цифрового сигнала в салон ЛА.
Кроме того, предложен способ эксплуатации цифрового сигнального процессора для системы связи в салоне ЛА, в котором цифровой сигнальный процессор настроен так, что он подходит для подачи заданного цифрового сигнала, который подходит для формирования соответствующей формы волны для преобразования соответствующего заданного сигнала услуги и соответствующего заданного маскирующего сигнала.
Кроме того, предложено устройство связи для системы связи в салоне ЛА, которое включает:
- несколько N цифровых сигнальных процессоров, который указан выше, причем цифровой сигнальный процессор настроен на подачу заданного цифрового сигнала, который подходит для формирования соответствующей формы волны в базовом диапазоне для преобразования по меньшей мере одного сигнала соответствующей услуги и по меньшей мере одного шумового сигнала;
- несколько М интерфейсных модулей, причем соответствующий интерфейсный модуль настроен по меньшей мере на смешивание соответствующей формы волны для формирования ВЧ-сигнала в заданном высокочастотном диапазоне; и
- управляемое переключающее устройство, которое переключает по меньшей мере один цифровой сигнальный процессор на по меньшей мере один интерфейсный модуль в зависимости от по меньшей мере одного сигнала управления.
Одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что цифровой сигнальный процессор (DSP) может использоваться не только для подачи заданного сигнала услуги для определенной услуги, но и заданного шумового сигнала или маскирующего сигнала для маскировки по меньшей мере одного сигнала от базовой станции. Пространство, а отсюда и расходы, экономятся, согласно изобретению, в результате интеграции генерации шумового сигнала в цифровой сигнальный процессор.
Кроме того, согласно изобретению, соответствующий сигнал услуги может быть задан и, поэтому, может регулироваться в зависимости от программируемых настроек. Поэтому можно предлагать первую услугу, например GSM, сначала и вторую услугу, например IMT, затем посредством одного цифрового сигнального процессора.
Предпочтительные усовершенствования изобретения содержатся в зависимых пунктах формулы.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления цифрового сигнального процессора согласно изобретению, средство подачи настроено на формирование соответствующего цифрового сигнала, чтобы он подходил для формирования соответствующей формы волны с задаваемой шириной полосы и с задаваемым отношением сигнал-шум для преобразования заданного сигнала услуги и заданного шумового сигнала. Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, подаваемый широкополосный шумовой сигнал содержит по меньшей мере один маскирующий сигнал, причем такой маскирующий сигнал подходит, в частности, для маскировки сигнала наземной базовой станции, который использует заданную полосу частот.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, сигнал услуги подходит для предоставления определенной услуги, такой как GSM, UMTS или WLAN. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления системы связи согласно изобретению, предложено определяемое программным обеспечением радиоустройство, которое включает несколько цифровых сигнальных процессоров.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления системы связи, система связи кроме того имеет:
- канал передачи, который имеет по меньшей мере радиоизлучающий кабель, расположенный в салоне ЛА;
- определяемое программным обеспечением радиоустройство, которое связано с каналом передачи и имеет цифровые сигнальные процессоры и передатчик для подачи ВЧ-сигнала в радиоизлучающий кабель, причем подаваемый ВЧ-сигнал имеет заданный уровень мощности;
- по меньшей мере одно измерительное устройство, которое связано с каналом передачи в определенной точке, для измерения уровня мощности ВЧ-сигнала в точке соединения и для подачи измерительного сигнала, который пропорционален измеренному уровню мощности; и
- средство оценки для предоставления результата проверки посредством сравнения поданного измерительного сигнала и номинального сигнала, который зависит от уровня мощности поданного ВЧ-сигнала.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, подаваемый шумовой сигнал имеет ширину полосы, которая больше полосы когерентности канала передачи.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, канал передачи имеет передающий радиоизлучающий кабель, расположенный по длине салона ЛА, и приемный радиоизлучающий кабель, расположенный по длине салона ЛА.
Для примера, передающий радиоизлучающий кабель и приемный радиоизлучающий кабель расположены параллельно в салоне ЛА, и каждый из них подсоединен между первым концом и вторым концом канала передачи.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, предложены несколько измерительных устройств, причем первое измерительное устройство подсоединено к передающему радиоизлучающему кабелю на втором конце канала передачи, и второе измерительное устройство подсоединено к приемному радиоизлучающему кабелю на первом конце канала передачи.
Кроме того, предложен компьютерный программный продукт, который обеспечивает выполнение вышеуказанного способа на устройстве с программным управлением.
Компьютерный программный продукт, такой как компьютерная программа, может быть предоставлен, например, на среде памяти, такой как карта памяти, устройство флэш-памяти USB, флоппи-диск, CD-ROM, DVD, жесткий диск и др. в форме файла данных, загружаемых с сервера в сети. Это может быть сделано, например, в сети беспроводной связи путем передачи соответствующего файла данных, содержащего компьютерный программный продукт, или на устройстве с компьютерной программой.
Ниже изобретение будет объяснено более подробно со ссылками на примеры вариантов осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - блок-схема одного примера варианта осуществления цифрового сигнального процессора согласно изобретению.
Фиг.2 - диаграмма амплитуды-частоты одного примера варианта осуществления формы волны согласно изобретению и трех сигналов наземной базовой станции.
Фиг.3 - блок-схема одного примера варианта осуществления системы связи согласно изобретению.
Фиг.4 - блок-схема одного примера варианта осуществления устройства связи согласно изобретению.
Фиг.5 - технологическая схема одного примера варианта осуществления способа эксплуатации цифрового сигнального процессора для системы связи в салоне ЛА.
Одинаковые ссылочные номера на чертежах обозначают одинаковые или функционально эквивалентные компоненты, если не указано иное.
На Фиг.1 показана блок-схема одного примера варианта осуществления цифрового сигнального процессора 401 согласно изобретению.
Цифровой сигнальный процессор 401 имеет средство подачи В для подачи задаваемого цифрового сигнала D. Задаваемый цифровой сигнал D подходит для формирования соответствующей формы волны W для преобразования задаваемого сигнала услуги D1 и заданного шумового сигнала R. Форма волны W формирует высокочастотный сигнал HF. Цифроаналоговый преобразователь 402 предназначен для преобразования цифрового сигнала D в форму волны W. Цифровой сигнальный процессор 401 и цифроаналоговый преобразователь 402 образуют, в частности, устройство связи 400.
Средство подачи В предпочтительно настроено на формирование соответствующего цифрового сигнала D, так чтобы он подходил для формирования соответствующей формы волны W с задаваемой шириной полосы и с заданным отношением сигнал-шум, для преобразования заданного сигнала услуги D1 и заданного шумового сигнала R.
Сигнал услуги D1 предпочтительно подходит для предоставления задаваемой услуги, такой как GSM, UMTS или WLAN.
Подаваемый широкополосный шумовой сигнал R предпочтительно содержит по меньшей мере один маскирующий сигнал М1-М3, причем маскирующий сигнал М1-М3 подходит для маскировки сигнала В1-В3 наземной базовой станции. Сигнал В1-В3 наземной базовой станки предпочтительно использует заданную полосу частот F1-F3. Средство подачи В реализовано, в частности, в форме программного обеспечения цифрового сигнального процессора 401.
В данном случае средство подачи В может быть в форме компьютерного программного продукта, функции, подпрограммы, части программного кода или исполняемого объекта.
В данном контексте на Фиг.2 показана диаграмма амплитуды-частоты для одного примера варианта осуществления формы волны W и ВЧ-сигнала HF согласно изобретению и трех сигналов В1-В3 наземной базовой станции. Согласно Фиг.2, ВЧ-сигнал HF содержит шумовой сигнал R и сигнал услуги D1, наложенный на него.
На Фиг.3 показана блок-схема одного примера варианта осуществления системы связи 1 согласно изобретению. Система связи 1 имеет канал передачи 2, устройство управления 4 которого связано с каналом передачи 2, по меньшей мере одно измерительное устройство 7, которое связано с каналом передачи 2 в определенной точке соединения К, и средство оценки 8.
Канал передачи 2 имеет по меньшей мере один радиоизлучающий кабель 3, который расположен в салоне ЛА. Радиоизлучающий кабель 3 имеет, например, форму коаксиального кабеля с несколькими перфорациями.
Для примера, устройство управления 4 соединено линией 19а с радиоизлучающим кабелем 3. Кроме того, устройство управления 4 имеет определяемое программным обеспечением радиоустройство 400.
Определяемое программным обеспечением радиоустройство 400 имеет несколько цифровых сигнальных процессоров 401 для подачи цифрового сигнала D. Кроме того, устройство управления 4 имеет передатчик 6 для подачи ВЧ-сигнала HF в радиоизлучающий кабель 3, причем подаваемый ВЧ-сигнал HF имеет заданный уровень мощности. Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) подсоединен между передатчиком 6 и каждым цифровым сигнальным процессором 401. Каждый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует цифровой сигнал D в соответствующую форму волны W, которая формирует соответствующий ВЧ-сигнал HF. Без ущерба для общего смысла, на Фиг.3 показан только один цифровой сигнальный процессор 401.
Подаваемый шумовой сигнал R имеет ширину спектра, которая больше ширины когерентности канала передачи 2. Кроме того, подаваемый широкополосный шумовой сигнал R предпочтительно содержит по меньшей мере один маскирующий сигнал М1-М3. Каждый маскирующий сигнал М1-М3 подходит для маскировки сигнала В1-ВЗ наземной базовой станции, который использует заданную полосу частот F1-F3 (см. Фиг.2).
Измерительное устройство 7 подходит для измерения уровня мощности ВЧ-сигнала HF в заданной точке соединения К, чтобы подавать измерительный сигнал MS, который пропорционален измеренному уровню мощности. Для примера, измерительное устройство 7 соединено линией 19b с радиоизлучающим кабелем 3. Кроме того, на измерительное устройство 7 подается ток I от устройства управления 4 по линии 19е. Кроме того, измерительное устройство 7 передает измерительный сигнал MS по линии 19f в средство оценки 8.
Измерительное устройство 7 имеет высокочастотную оконечную нагрузку. Для примера, измерительное устройство 7 имеет оконечный резистор 9 как высокочастотную оконечную нагрузку. Альтернативно, измерительное устройство 7 может быть соединено с оконечным резистором 9. Измерительный сигнал MS имеет, например, форму сигнала постоянного напряжения, сигнала тока или сигнала частоты. Для примера, измерительное устройство 7 может иметь форму ВЧ-детектора, который настроен на преобразование уровня мощности ВЧ-сигнала HF в точке соединения K в пропорциональный сигнал постоянного напряжения.
Средство оценки 8 настроено на выдачу результата проверки Е после сравнения поданного измерительного сигнала MS и номинального сигнала SS, который зависит от уровня мощности поданного ВЧ-сигнала HF.
Кроме того, устройство управления предпочтительно имеет средство 18 обнаружения неисправности 18. Средство 18 обнаружения неисправности настроено на обнаружение неисправности F в канале передачи 2 в зависимости от результата проверки Е, выданного средством оценки 8.
Определяемое программным обеспечением радиоустройство 400 с Фиг.3 предпочтительно имеет форму устройства связи 100 с Фиг.4. Таким образом, устройство связи 100 с Фиг.4 может заменить определяемое программным обеспечением радиоустройство 400 с Фиг.3.
В этом отношении на Фиг.4 показана блок-схема примера варианта осуществления устройства связи 100 согласно изобретению.
Устройство связи 100 с Фиг.4 имеет несколько N цифровых сигнальных процессоров 101-104, несколько М интерфейсных модулей 105-107 и управляемое переключающее устройство 111. Без ущерба для общего смысла, количество N цифровых сигнальных процессоров на Фиг.4 равно 4, и количество М интерфейсных модулей равно 5.
Каждый цифровой сигнальный процессор 101-104 настроен на подачу заданного цифрового сигнала DS1-DS3. Каждый цифровой сигнал DS1-DS3 предназначен для формирования соответствующей формы волны W1-W3 в базовом диапазоне для формирования по меньшей мере одного сигнала соответствующей услуги D1-D3 и/или по меньшей мере одного шумового сигнала R. Цифроаналоговый преобразователь 108-110 предназначен для преобразования соответствующего цифрового сигнала DS1-DS3 в аналоговую форму волны W1-W3.
Управляемое переключающее устройство 111 настроено на переключение по меньшей мере одного цифрового сигнального процессора 101-104 в по меньшей мере один интерфейсный модуль 105-107 в зависимости по меньшей мере от одного сигнала управления S.
В примере варианта осуществления, показанном на Фиг.4, переключающее устройство 111 переключает первый цифровой сигнальный процессор 101 на второй интерфейсный модуль 106, второй цифровой сигнальный процессор 102 на третий интерфейсный модуль 107 и третий цифровой сигнальный процессор 103 на первый интерфейсный модуль 105.
Каждый интерфейсный модуль 105-107 настроен на смешивание соответствующей формы волны W1-W3 для формирования ВЧ-сигнала HF в заданном высокочастотном диапазоне. В этом контексте, соответствующий интерфейсный модуль 105-107 настроен, в частности, на прием формы волны W1-W3, передаваемой соответствующим цифровым сигнальным процессором 101-103 в базовом диапазоне, и смешивание ее в заданном высокочастотном диапазоне. Кроме того, цифровой сигнальный процессор 101-104 настроен на генерацию соответствующей формы волны W1-W3 в базовом диапазоне для предоставления по меньшей мере одной заданной услуги и/или для обеспечения по меньшей мере одной заданной маскировки и для передачи упомянутой формы волны в соответственно переключенный интерфейсный модуль 105-107.
Кроме того, устройство связи 100 предпочтительно имеет устройство управления 112, которое управляет переключающим устройством 111 посредством по меньшей мере одного сигнала управления S. Например, устройство управления 112 настроено на переключение по меньшей мере двух цифровых сигнальных процессоров S на один заданный интерфейсный модуль 105-107.
Устройство управления 112 также может быть настроено на переключение N цифровых сигнальных процессоров 101-104 на М интерфейсные модули 105-107 посредством по меньшей мере одного сигнала управления. Например, для этой цели устройство управления 112 генерирует N сигналов управления.
М интерфейсных модулей 105-107 предпочтительно настроены так, что заданный высокочастотный диапазон соответствующего интерфейсного модуля 105-107 соответствует частотному диапазону определенных услуг.
Устройство управления 112 затем предпочтительно также может быть настроено на контроль соответствующего радиотрафика в частотном диапазоне определенной услуги в салоне ЛА и генерацию N сигналов управления S в частотном диапазоне по меньшей мере одной определенной услуги в зависимости от контролируемого радиотрафика.
Кроме того, устройство управления 112 может быть настроено на генерацию соответствующего корректирующего сигнала Е1-Е3 для цифрового сигнального процессора 101-103 в зависимости от контролируемого радиотрафика в частотном диапазоне соответствующей услуги и регулировку мощности соответствующего цифрового сигнального процессора 101-103 посредством генерации корректирующего сигнала Е1-Е3. Например, устройство управления 112 может быть настроено так, чтобы количество информационных каналов соответствующего цифрового сигнального процессора 101-103 и/или тактовая скорость соответствующего цифрового сигнального процессора 101-103 регулировались посредством корректирующего сигнала Е1-Е3.
Устройство связи 100 предпочтительно имеет форму определяемого программным обеспечением радиоустройства. Кроме того, определяемое программным обеспечением радиоустройство 100 предпочтительно включает объединяющее устройство 113, которое настроено на объединение форм волны W1-W3, переданных интерфейсными модулями 105-107 в высокочастотном диапазоне, для формирования ВЧ-сигнала. Кроме того, устройство связи 100 предпочтительно включает еще один цифровой сигнальный процессор 414 и интерфейсный модуль 415, который связан с цифровьм сигнальным процессором 414, для подачи шумового сигнала или маскирующего сигнала HF4 в заданном частотном диапазоне, например 450-900 МГц. Кроме того, этот цифровой сигнальный процессор 414 также может быть связан с переключающим устройством 411. В частности, цифровой сигнальный процессор 414 и интерфейсный модуль 415 подходят для генерации уровня собственных шумов в зависимости от абсолютного местонахождения ЛА.
На Фиг.5 показана технологическая схема примера варианта осуществления способа эксплуатации цифрового сигнального процессора 401 для системы связи 1 в салоне ЛА. Ниже способ согласно изобретению будет описан со ссылками на схему с Фиг.5 и схемы с Фиг.1-4. Способ согласно изобретению с Фиг.5 включает этапы S1-S2.
Этап S1:
Цифровой сигнальный процессор 401 предоставляется для системы связи 1 в салоне ЛА.
Этап S2:
Цифровой сигнальный процессор 401 настроен так, чтобы подходить для подачи заданного цифрового сигнала D, который подходит для формирования соответствующей формы волны W для преобразования определенного сигнала D1 услуги и заданного шумового сигнала R.
Хотя настоящее изобретение описано выше со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, оно ими не ограничено и может быть модифицировано разными способами.
Перечень ссылочных номеров
1
Система связи
2
Канал передачи
3
Радиоизлучающий кабель
4
Устройство управления
6
Передатчик
7
Измерительное устройство
8
Средство оценки
9
Оконечный резистор
14
Средство выбора
15
Средство запуска
18
Средство обнаружения неисправности
19а-19е
Линия
А
Уровень мощности
D1
Сигнал услуги
Е
Результат проверки, вектор результата проверки
F
Неисправность
F1-F3
Частотный диапазон
HF
ВЧ-сигнал
I
Ток
MS
Измерительный сигнал
R
Шумовой сигнал
SS
Номинальный сигнал
S1, S2
Этап способа