АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАДИОПЕРЕДАЮЩИЙ УЗЕЛ
AUTOMATED RADIO TRANSMITTING UNIT

Изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано в качестве радиопередающего узла для организации автоматизированных линий радиосвязи на полевых узлах связи различных министерств и ведомств.
Современная радиосвязь в коротковолновом (КB) и ультракоротковолновом (УКВ) диапазонах характеризуется все возрастающими потребностями в обмене цифровой информацией с мобильными и удаленными абонентами. Для указанных целей применяются современные средства, комплексы и системы радиосвязи, обеспечивающие возможность организации радиосетей с высокими техническими характеристиками по установлению и ведению радиосвязи. При этом по образованным трактам осуществляется потоковый и пакетный режимы передачи информации и данных с высокой степенью доставки информации [1].
Следует отметить, что организация радиосвязи на полевых узлах связана с необходимостью учета взаимного влияния средств радиоизлучения между собой и на другие средства связи, а также обеспечения электромагнитной совместимости работающих средств связи. Поэтому излучающие средства выносят за пределы полевого узла связи, а передающие радиосредства размещают на значительном удалении от приемных радиосредств.
Кроме того, для увеличения дальности радиосвязи требуется увеличивать выходную мощность радиопередатчиков, что также влияет на выполнение требований по обеспечению электромагнитной совместимости используемых средств радиосвязи. Для решения этой задачи создаются отдельно приемные и передающие радиосредства, размещаемые в подвижных объектах. При этом для обеспечения совместной работы приемных и передающих радиосредств в одной радиолинии используют средства дистанционного управления, размещаемые в подвижных объектах.
Задачей предлагаемого изобретения является создание автоматизированного радиопередающего узла, предназначенного для совместной работы с автоматизированным радиоприемным узлом.
Целью изобретения является повышение надежности работы и качества передаваемой информации по радиоканалам в условиях воздействия на передачу различных радиопомех.
Поставленная цель достигается тем, что автоматизированный радиопередающий узел состоит из линейного ввода, к линейным входам-выходам которого подключены две соединительные линии (СЛ) для приема сигналов от оконечной аппаратуры (OA) телефонной, телеграфной связи и передачи данных, высокоскоростная цифровая абонентская линия и волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), блока электрического кросса, преобразователя интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И в стык сигналов группового потока, коммутатора Ethernet (IP-коммутатора), автоматизированного рабочего места оператора (АРМО), включающего в себя персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), жидкокристаллический монитор (ЖК монитор), стандартную клавиатуру и микротелефонную гарнитуру (МТГ), первого радиопередатчика, включающего в себя блок управления, цифровой возбудитель, блок узкополосных фильтров (УФ), блок селективных фильтров (СФ) и блок усилителей мощности (УМ), антенного коммутатора, второго радиопередатчика, включающего в себя блок управления, цифровой возбудитель, блок УФ, блок СФ и блок УМ, антенного ввода, первой и второй антенны коротковолнового (KB) диапазона, первой и второй антенны ультракоротковолнового (УКВ) диапазона, оптического кросса, первичного мультиплексора, модема, цифровой радиорелейной станции (РРС), антенны цифровой РРС, радиостанции сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, антенны радиостанции СВЧ диапазона, навигационного приемника со встроенной антенной, блока формирования сигналов единого времени (СЕВ), блока коммутации и вызова, первого и второго пультов связи, УКВ радиостанции и антенны УКВ радиостанции, при этом линейные входы-выходы первой и второй СЛ подключены соответственно к первому и второму линейным входам-выходам линейного ввода, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены к линейным входам-выходам соответственно высокоскоростной цифровой абонентской линии и ВОЛС, первый и второй станционные входы-выходы линейного ввода подключены соответственно к первому и второму линейным входам-выходам блока электрического кросса, первый и второй станционные входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму линейным входам-выходам преобразователя интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И, первый и второй станционные входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам коммутатора Ethernet, третий вход-выход которого соединен с третьим станционным входом-выходом линейного ввода, четвертый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом ПЭВМ АРМО, второй, третий и четвертый входы-выходы которой подключены к входам-выходам соответственно ЖК монитора, стандартной клавиатуры и микротелефонной гарнитуры, пятый и шестой входы-выходы коммутатора Ethernet подключены соответственно к первому и второму входам-выходам блока управления первого радиопередатчика, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам цифрового возбудителя, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока УФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока СФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока УМ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму станционным входам антенного коммутатора, первый и второй линейные входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму станционным входам-выходам антенного ввода, первый и второй линейные входы-выходы которого подключены к высокочастотным входам-выходам соответственно первой антенны KB диапазона и первой антенны УКВ диапазона, седьмой и восьмой входы-выходы коммутатора Ethernet подключены соответственно к первому и второму входам-выходам блока управления второго радиопередатчика, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам цифрового возбудителя, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока УФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока СФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока УМ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому станционным входам антенного коммутатора, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому станционным входам-выходам антенного ввода, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены к высокочастотным входам-выходам соответственно второй антенны КB диапазона и второй антенны УКВ диапазона, девятый вход-выход коммутатора Ethernet соединен со станционным входом-выходом оптического кросса, линейный вход-выход которого соединен с четвертым станционным входом-выходом линейного ввода, десятый вход-выход коммутатора Ethernet соединен с абонентским входом-выходом первичного мультиплексора, линейный вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом модема, линейный вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом цифровой РРС, высокочастотный вход-выход которой соединен с пятым станционным входом-выходом антенного ввода, пятый линейный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны цифровой РРС, одиннадцатый вход-выход коммутатора Ethernet соединен с канальным входом-выходом радиостанции СВЧ диапазона, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны радиостанции СВЧ диапазона, канальный вход-выход навигационного приемника соединен с первым входом-выходом блока формирования СЕВ, второй вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с пятым входом-выходом ПЭВМ АРМО, третий станционный вход-выход блока электрического кросса соединен с первым линейным входом-выходом блока коммутации и вызова, первый и второй станционные входы-выходы которого подключены к линейным входам-выходам соответственно первого и второго пультов связи, второй линейный вход-выход блока коммутации и вызова соединен с канальным входом-выходом УКВ радиостанции, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны УКВ радиостанции.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что по состоянию на момент подачи заявки на предлагаемое изобретение такой совокупности признаков и аналогичных решений не выявлено.
Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение с известными техническими решениями показывает, что предложенная совокупность блоков с их соответствующими связями способствует достижению поставленной цели. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию «существенные отличия». Оно явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень. Кроме того, оно промышленно применимо, что подтверждается изготовлением опытного образца автоматизированного радиопередающего узла и получением положительных результатов в процессе его испытаний.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема автоматизированного радиопередающего узла, а на фиг. 2 приведена схема организации автоматизированной радиолинии с использованием автоматизированного радиопередающего узла и взаимодействующего с ним автоматизированного радиоприемного узла.
Автоматизированный радиопередающий узел состоит из линейного ввода 4, к линейным входам-выходам которого подключены две СЛ 1 для приема сигналов от оконечной аппаратуры (OA) телефонной, телеграфной связи и передачи данных, высокоскоростная цифровая абонентская линия 2 и ВОЛС 3, блока 5 электрического кросса, преобразователя 6 интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И в стык сигналов группового потока, коммутатора 7 Ethernet (IP-коммутатора), автоматизированного рабочего места 8 оператора (АРМО), включающего в себя ПЭВМ 9, ЖК монитор 10, стандартную клавиатуру 11 и МТГ 12, первого 13 радиопередатчика, включающего в себя блок 14 управления, цифровой возбудитель 15, блок 16 УФ, блок 17 СФ и блок 18 УМ, антенного коммутатора 19, второго 20 радиопередатчика, включающего в себя блок 21 управления, цифровой возбудитель 22, блок 23 УФ, блок 24 СФ и блок 25 УМ, антенного ввода 26, первой 27 и второй 28 антенны КB диапазона, первой 29 и второй 30 антенны УКВ диапазона, оптического кросса 31, первичного мультиплексора 32, модема 33, цифровой РРС 34, антенны 35 цифровой РРС, радиостанции 36 СВЧ диапазона, антенны 37 радиостанции СВЧ диапазона, навигационного приемника 38 со встроенной антенной, блока 39 формирования СЕВ, блока 40 коммутации и вызова, первого 41 и второго 42 пультов связи, УКВ радиостанции 43 и антенны 44 УКВ радиостанции.
Линейные входы-выходы первой и второй СЛ 1 подключены соответственно к первому и второму линейным входам-выходам линейного ввода 4, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены к линейным входам-выходам соответственно высокоскоростной цифровой абонентской линии 2 и ВОЛС 3, первый и второй станционные входы-выходы линейного ввода 4 подключены соответственно к первому и второму линейным входам-выходам блока 5 электрического кросса, первый и второй станционные входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму линейным входам-выходам преобразователя 6 интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И, первый и второй станционные входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам коммутатора 7 Ethernet, третий вход-выход которого соединен с третьим станционным входом-выходом линейного ввода 4.
Четвертый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом ПЭВМ 9 АРМО 8, второй, третий и четвертый входы-выходы которой подключены к входам-выходам соответственно ЖК монитора 10, стандартной клавиатуры 11 и микротелефонной гарнитуры 12. Пятый и шестой входы-выходы коммутатора 7 Ethernet подключены соответственно к первому и второму входам-выходам блока 14 управления первого 13 радиопередатчика, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам цифрового возбудителя 15, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 16 УФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 17 СФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 18 УМ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму станционным входам антенного коммутатора 19.
Первый и второй линейные входы-выходы антенного коммутатора 19 подключены соответственно к первому и второму станционным входам-выходам антенного ввода 26, первый и второй линейные входы-выходы которого подключены к высокочастотным входам-выходам соответственно первой 27 антенны КB диапазона и первой 29 антенны УКВ диапазона.
Седьмой и восьмой входы-выходы коммутатора 7 Ethernet подключены соответственно к первому и второму входам-выходам блока 21 управления второго 20 радиопередатчика, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам цифрового возбудителя 22, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 23 УФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 24 СФ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 25 УМ, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому станционным входам антенного коммутатора 19, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому станционным входам-выходам антенного ввода 26, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены к высокочастотным входам-выходам соответственно второй 28 антенны КB диапазона и второй 30 антенны УКВ диапазона.
Девятый вход-выход коммутатора 7 Ethernet соединен со станционным входом-выходом оптического кросса 31, линейный вход-выход которого соединен с четвертым станционным входом-выходом линейного ввода 4, десятый вход-выход коммутатора 7 Ethernet соединен с абонентским входом-выходом первичного мультиплексора 32, линейный вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом модема 33, линейный вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом цифровой РРС 34, высокочастотный вход-выход которой соединен с пятым станционным входом-выходом антенного ввода 26, пятый линейный вход-выход которого соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 35 цифровой РРС. Одиннадцатый вход-выход коммутатора 7 Ethernet соединен с канальным входом-выходом радиостанции 36 СВЧ диапазона, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 37 радиостанции СВЧ диапазона. Канальный вход-выход навигационного приемника 38 соединен с первым входом-выходом блока 39 формирования СЕВ, второй вход-выход которого соединен с пятым входом-выходом ПЭВМ 9 АРМО 8.
Третий станционный вход-выход блока 5 электрического кросса соединен с первым линейным входом-выходом блока 40 коммутации и вызова, первый и второй станционные входы-выходы которого подключены к линейным входам-выходам соответственно первого 41 и второго 42 пультов связи, второй линейный вход-выход блока 40 коммутации и вызова соединен с канальным входом-выходом УКВ радиостанции 43, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 44 УКВ радиостанции.
Соединительные линии 1 предназначены для приема и последующей передачи по радиоканалам аналоговых и дискретных сигналов от оконечной аппаратуры телефонной, телеграфной связи и передачи данных. СЛ 1 могут быть выполнены с использованием полевого распределительного многопарного кабеля с четверочной структурой типа П-269М-4×4+2×4.
Высокоскоростная цифровая абонентская линия 2 предназначена для приема от абонентов высокоскоростной информации и последующей передачи ее по радиоканалам с использованием технологии HDSL.
Волоконно-оптическая линия связи 3 предназначена для развертывания оптической линии дистанционного управления между приемным и передающим радиоузлами. ВОЛС 3 может быть реализована с использованием оптических кабелей типа ССКО-ПКО-02 различной длины.
Линейный ввод 4 содержит присоединительные и коммутационные элементы (разъемы, распределительные гребенки и штифты), к которым с помощью кабельных разъемов подключаются СЛ 1, высокоскоростная цифровая абонентская линия 2 и ВОЛС 3. Он предназначен для распределения информационных и управляющих цепей на аппаратуру и оборудование автоматизированного радиопередающего узла. Конструктивно линейный ввод 4 выполнен в соответствии с отраслевым стандартом на существующие линейные и кабельные вводы для подвижных объектов связи, оборудование которых смонтировано в кузове-фургоне на шасси автомобилей повышенной проходимости.
Блок 5 электрического кросса представляет собой автоматизированный кросс-коммутатор с коммутационным полем N×N входа-выхода (канала связи). Конструктивно блок 5 выполнен в виде единого моноблока, включающего линейную и станционную стороны, к каждой из которых подключаются N линий с возможностью наращивания емкости кросса. Блок включает в себя электронное поле, к которому подключаются разъемы линейной и станционной сторон. Он предназначен для электрического кросс-соединения каналов и линий в любом сочетании. При этом обеспечивается возможность соединения между собой любых N каналов станционной стороны, соединения между собой любых N каналов линейной стороны, а также коммутации между собой каналов станционной стороны с каналами линейной стороны.
Преобразователь 6 стыков предназначен для преобразования сигналов стыка С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И, принятых по СЛ 1 от оконечной аппаратуры телефонной, телеграфной связи и передачи данных, в сигналы стыка группового потока для последующей передачи их по радиоканалам. Блок 6 обеспечивает физическую реализацию интерфейсов оконечной аппаратуры в пакетную среду передачи USB при стыковке с мультиплексором потоков Е1.
Коммутатор 7 Ethernet предназначен для коммутации информационных потоков между всеми блоками автоматизированного радиопередающего узла. Коммутатор 7 совместно с ПЭВМ 9 АРМО 8 выполняет роль сервера управления.
Автоматизированное рабочее место 8 оператора предназначено для информационного обмена с устройствами установления соединения и ведения радиосвязи. При этом АРМО 8 обеспечивает:
накопление, хранение, регистрацию и обработку принятой информации с помощью ПЭВМ 9;
визуальный контроль с помощью ЖК монитора 10 информационного обмена;
автоматическое тестирование каналов связи, анализ и выбор оптимальных частот;
ввод радиоданных с помощью стандартной клавиатуры 11;
ведение телефонных переговоров по радиоканалам с помощью МТГ 12;
автоматическую диагностику аппаратуры с визуальным отображением ее технического состояния;
изменение сеток рабочих частот, радиоданных и суточного расписания сеансов связи;
сохранение информации и данных при кратковременном отключении электропитания.
ПЭВМ 9 конструктивно представляет собой стол с установленными на нем ЖК монитором 10 и устройствами ввода/вывода, соединенных между собой с помощью проводных кабелей.
Команды управления подаются оператором АРМ с помощью стандартной клавиатуры 11 и манипулятора. Арифметические и логические операции по обработке информации осуществляются в ПЭВМ 9, которая через коммутатор 7 подключена к локальной вычислительной сети по протоколу Ethernet.
МТГ 12 предназначена для слухового приема из радиоканала телефонных и телеграфных сигналов. Подключение МТГ 12 к ПЭВМ 9 производится с помощью устройства сопряжения, которое осуществляет преобразование сигналов от МТГ к звуковой карте и USB порту ПЭВМ. В качестве МТГ 12 может быть использована микротелефонная гарнитура типа ГСШ-29, обеспечивающая работу в условиях значительных шумов (до 120 дБ).
Назначение и работа блоков первого 13 и второго 20 радиопередатчиков осуществляется аналогично.
Блоки управления 14 и 21 первого 13 и второго 20 радиопередатчиков предназначены для исполнения общего алгоритма функционирования блоков радиопередатчиков, обмена информацией с внешними устройствами по сети Ethernet, управления работой блоков и обмен информацией с ними через интерфейсы USB, управления режимами питания блоков и индикации их состояния.
Каждый из цифровых возбудителей (15 и 22) представляет собой четырехканальный формирователь, обеспечивающий выполнение следующих функций:
формирование высокочастотных (ВЧ) сигналов в КB и УКВ диапазоне по четырем каналам одновременно;
обмен данными по стыку с внешними устройствами;
прием сигналов звуковой частоты для телефонных режимов работы;
управление внешними блоками узкополосных фильтров.
Работа цифровых возбудителей (15 и 22) осуществляется следующим образом.
Входные сигналы звуковой частоты от оконечной аппаратуры поступают по СЛ 1 (при непосредственном подключении OA к радиопередающему узлу) и через линейный ввод 4, блоки 5, 6, 7 в блок управления (14 или 21), в котором входные сигналы подвергаются аналого-цифровому преобразованию и первичной цифровой обработке, в результате чего получаются потоки цифровых отсчетов данных, которые далее подвергаются коммутации и модуляции. В ячейках цифровых возбудителей поступившие сигналы подвергаются цифроаналоговому преобразованию и на выходе возбудителя получается аналоговый ВЧ сигнал, который поступает далее на входы узкополосных фильтров блока 16 (или 23). При этом в зависимости от режима работы полученный аналоговый сигнал может сразу поступать на выход блока или может быть подвергнут переносу по частоте в диапазон дециметровых волн (ДМВ) и дальнейшей обработке в блоке 17 (или 24) селективных фильтров. При переносе сигнала по частоте используется ВЧ сигнал, подаваемый от синтезатора частот (не показан). Далее аналоговый ВЧ сигнал подвергается фильтрации внеполосных излучений и усилению по мощности в блоке 18 (или 25), после чего сигналы с выхода блока 18 (или 25) подаются на выход радиопередатчика, сигнал с выхода которого через антенный коммутатор 19 и антенный ввод 26 поступает на входы первой 27 антенны КB диапазона и первой 29 антенны УКВ диапазона, которые излучают поступившие сигналы в эфир.
Антенный коммутатор 19 предназначен для коммутации высокочастотных (ВЧ) сигналов диапазона частот от 1,5 до 80,0 МГц с любого из входов на любой из выходов коммутатора для передачи через антенный ввод 26 на любую из антенн (27, 28, 29 и 30) КB и УКВ диапазона.
Управление антенным коммутатором 19 осуществляется по интерфейсу USART RS-485 с передней панели коммутатора. Коммутатор осуществляет автоматическую проверку элементов коммутационных матриц, напряжений питания, кабельных соединений с антеннами и выдает команду готовности.
Антенный ввод 26 представляет собой устройство, содержащее панель, на которой размещены присоединительные и коммутационные элементы, к которым подключены кабели от антенно-фидерных устройств, по которым сигналы от антенн передаются на антенный коммутатор 6.
Каждая из упомянутых антенн 27, 28, 29 и 30 включает в себя от одной до четырех антенн для излучения сигналов в различных диапазонах волн (КB и УКВ), в качестве которых могут быть использованы антенны типа БВДС-180, БВДС-90, VH-46/12 и БИ-конус.
Оптический кросс 31 представляет собой коммутатор локальной вычислительной сети (ЛВС) и предназначен для коммутации оптических сигналов и организации доступа с АРМО 8 на каналы внешних сетей связи с обеспечением передачи по ним данных по стыку Ethernet 10/100 Base ТХ.
В качестве оптического кросса может быть использован серийно выпускаемый промышленностью сетевой коммутатор мобильный типа СКМ-8, разработанный ОАО «СИСТЕМПРОМ» (105066, г. Москва, ул. Н. Красносельская, дом 13, стр. 1).
Первичный мультиплексор 32 представляет собой многофункциональное оборудование, используемое на магистральных линиях связи, осуществляющее функции мультиплексора/демультиплексора интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, С1-И в групповые каналы интерфейса USB. Он обеспечивает передачу сигналов со скоростью 2048 кбит/с. Первичный мультиплексор 32 осуществляет также функции ввода/вывода и поддерживает интерфейсы: спектральное уплотнение оптических каналов (CWDM), Е1 и ЕЗ с оптическими и электрическими выходами, Ethernet 10/100 Base-T, передачу данных (V35, V36), ОЦК и RS-232.
Модем 33 представляет собой DSL-модем (модулятор-демодулятор) и предназначен для преобразования аналоговой информации, поступающей с выхода цифровой РРС 34, в цифровой вид и подачи цифровых сигналов на вход первичного мультиплексора 32, а также обратного преобразования цифровых сигналов в аналоговый вид для последующей передачи сигналов через цифровую РРС 34.
Цифровая радиорелейная станция (РРС) 34 предназначена для организации линии дистанционного управления (ДУ) в диапазоне частот от 390 до 645 МГц с пропускной способностью основного потока до 10 Мбит/с между автоматизированными радиоприемным и радиопередающим узлами, по которой осуществляется передача информации от оконечной аппаратуры телефонной, телеграфной связи и передачи данных через радиоприемный узел на радиопередающий узел с последующей передачей этой информации на оконечную аппаратуру противоположной стороны (расположенную на другом конце автоматизированной радиолинии).
Цифровая РРС 34 содержит приемопередающее устройство, основной частью которого является модуль доступа первого уровня с интерфейсом основного цифрового потока G.703.
Антенна 35 цифровой РРС представляет собой антенную решетку, содержащую два Z-образных излучателя. В качестве такой антенны может быть использована антенна типа АР 390 И2УТ12Т, которая может быть размещена на телескопической мачте высотой до 20 м.
Радиостанция 36 является абонентской радиостанцией и предназначена для выхода в радиосети передачи данных полевого узла связи в сверхвысокочастотном диапазоне частот. Она содержит блок приемопередатчика и блок усилителя мощности. Радиостанция обеспечивает автоматическую организацию высокоскоростных сетей радиосвязи с канальной скоростью передачи информации до 10 Мбит/с, в том числе:
пакетную передачу с временным разделением приема и передачи;
адаптивную перестройку на запасную частоту при возникновении помехи в полосе приема;
сопряжение с источниками информации по стыкам С1-ФЛ, С1-ТЧ, RS-232С, RS-485, Ethernet 10/100;
дистанционное управление по стыку RS-232C;
автоматический контроль работоспособности радиостанции;
ввод и вывод радиоданных.
В качестве антенны 37 радиостанции СВЧ диапазона может быть использована антенна типа АБ, обеспечивающая коэффициент усиления в диапазоне от 1,5 до 20 дБ.
Навигационный приемник 38 представляет собой навигационный приемник системы GPS/ГЛОНАСС. Он предназначен для приема и регистрации данных с текущими координатами местоположения автоматизированного радиоприемного узла на местности с отображением их на экране монитора компьютера и обеспечения привязки его к единой системе навигации. Навигационный приемник 38 принимает данные от глобальной спутниковой системы GPS или ГЛОНАСС, которая предназначена для высокоточного определения трех координат места, составляющих вектора скорости и времени различных подвижных объектов.
Навигационный приемник 38 содержит антенный модуль и электронный блок, соединенные между собой высокочастотными кабелями.
В качестве такого блока может быть использован навигационный приемник GPSmap 267 с.
Блок 39 формирования сигналов единого времени предназначен для приема меток единого времени (МЕВ) в формате NMEA 0183 от внешнего источника текущего времени - навигационного приемника 38 системы GPS/ГЛОНАСС, формирования собственных меток единого времени и раздачи меток времени потребителям, включая ПЭВМ 9 АРМО 8.
Блок 40 коммутации и вызова (БКВ) совместно с первым 41 и вторым 42 пультами связи предназначен для обеспечения телефонной и громкоговорящей связи по физическим линиям, двух- и четырехпроводным каналам тональной частоты, четырехпроводным цифровым каналам, образованным проводными, радиорелейными и тропосферными средствами связи, каналам КB и УКВ радиосредств со скоростями передачи 1200, 2400 бит/с и 16 кбит/с.
Блок 40 предназначен для посылки избирательного вызова корреспондентам в сети служебной радиосвязи, организованной с помощью УКВ радиостанции 43 с антенной 44, ведения телефонной и громкоговорящей связи между абонентами. В качестве блока 40 может быть использован блок типа БКВ-ПС, разработанный научно-производственной фирмой «Сигма» (г. Калуга) и входящий в состав существующего оборудования служебной связи.
Первый 41 и второй 42 пульты связи представляют собой функционально законченные оконечные устройства, имеющие в своем составе стандартную телефонную тастатуру, вызывные приборы, микротелефонную трубку и устройство громкоговорящей связи (микрофон с усилителем и громкоговоритель). Упомянутые пульты связи предназначены для ведения телефонной и громкоговорящей связи по двухпроводным физическим цепям, двух - и четырехпроводным каналам тональной частоты и цифровым каналам, каналам КB и УКВ радиосредств со скоростями передачи 1200, 2400 бит/с и 16 кбит/с.
Радиостанция 43 является приемопередающей, ультракоротковолновой, с частотной модуляцией, предназначена для обеспечения радиосвязи между наземными подвижными объектами на стоянке и в движении при ведении следующих видов работ: телефон, слуховой тональный телеграф и цифровая сигнально-кодовая связь.
В качестве УКВ радиостанции 43 может быть использована УКВ радиостанция типа Р-168-5УТ-2 мощностью 8 Вт. Эта радиостанция является приемопередающей УКВ станцией с частотной модуляцией. Она предназначена для выхода в сети радиосвязи и ведения автоматизированной, беспоисковой и бесподстроечной радиосвязи в диапазоне рабочих частот от 30 до 108 МГц между наземными и подвижными объектами на стоянке и в движении. С помощью радиостанции 43 осуществляется радиосвязь путем выхода в радиосеть и обмена речевыми и формализованными сообщениями.
Радиостанция обеспечивает различные режимы работ, в том числе одночастотный и двухчастотный симплекс, передачу и прием циркулярного, адресного и тонального вызова, режим дежурного приема тонального вызова на одной из восьми заранее подготовленных частот, работу с подавлением шумов, ручной или автоматизированный ввод радиоданных, автоматизированный контроль исправности.
В качестве УКВ антенны 44 для радиостанции 43 может быть использована транспортная широкодиапазонная антенна (ТШДА). Антенна ТШДА относится к классу штыревых и состоит из трех стержней, соединенных между собой резьбовым соединением, и амортизатора. К корпусу антенны жестко прикреплен кронштейн, с помощью которого антенна ТШДА крепится к подвижному объекту.
Основная аппаратура и оборудование автоматизированного радиопередающего узла размещены в кузове-фургоне К-5350С на шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-53501.
Предлагаемый автоматизированный радиопередающий узел может работать в составе радиоцентра полевого узла связи и автономно.
При работе в составе радиоцентра автоматизированный радиопередающий узел взаимодействует с автоматизированным радиоприемным узлом и оконечной аппаратурой телефонной, телеграфной связи и передачи данных.
Схема организации автоматизированной радиолинии магистральной радиосвязи с участием автоматизированного радиопередающего и автоматизированного радиоприемного узлов приведена на фиг. 2, на которой приведены следующие условные обозначения:
45 - сторона А, на которой показаны:
46 - OA телефонной, телеграфной связи и передачи данных;
47 - АРПерУ, включающий:
1 - СЛ для приема (передачи) информации от OA 46,
3 - ВОЛС, используемую для организации (или дублирования) линии дистанционного управления (ДУ), развертываемой между автоматизированными радиопередающим 47 и радиоприемным узлами 48,
6 - первичный мультиплексор (МП),
7 - IP-коммутатор (коммутатор Ethernet),
13 (20) - первый (второй) радиопередатчик,
34 - цифровую РРС с антенной (35), с помощью которых образована линия ДУ между автоматизированными радиопередающим 47 и радиоприемным 48 узлами;
48 - автоматизированный радиоприемный узел (АРПрУ), включающий:
49 - цифровую РРС для линии ДУ,
50 - IP-к (IP-коммутатор), работающий в IP сети,
51 - радиоприемное устройство (РПУ),
52 - ВОЛС, используемую для дублирования (при необходимости) линии ДУ, образованной между взаимодействующими АРПерУ 47 и АРПрУ 48 с помощью радиорелейной станции,
53 - мультиплексор первичный (МП),
54 - СЛ для передачи (приема) информации на OA 55,
55 - OA телефонной, телеграфной связи и передачи данных;
56 - сторона Б, на которой обозначены:
48 - автоматизированный радиоприемный узел (АРПрУ), включающий:
49 - цифровую РРС для линии ДУ,
50 - IР-к (IP-коммутатор), работающий в IP сети,
51 - радиоприемное устройство (РПУ),
52 - ВОЛС, используемую для дублирования (при необходимости) линии ДУ, образованной между взаимодействующими АРПерУ 47 и АРПрУ 48 с помощью радиорелейной станции,
53 - мультиплексор первичный (МП),
54 - СЛ для передачи (приема) информации на OA 55,
55 - OA телефонной, телеграфной связи и передачи данных;
47 - автоматизированный радиопередающий узел (АРПерУ), включающий:
1 - СЛ для приема (передачи) информации от OA 46,
3 - волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС), используемую для организации (дублирования) линии дистанционного управления (ДУ), развертываемой между автоматизированным радиопередающим 47 и автоматизированным радиоприемным 48 узлами,
6 - первичный мультиплексор (МП),
7 - IP-коммутатор (коммутатор Ethernet), работающий в IP сети,
13 (20) - первый (второй) радиопередатчик,
34 - цифровую радиорелейную станцию (РРС) с антенной (35), с помощью которых образована линия ДУ между автоматизированными радиопередающим 47 и радиоприемным 48 узлами.
Автоматизированная радиолиния магистральной радиосвязи включает в себя два автоматизированных радиопередающих (АРПерУ) 47 и два автоматизированных радиоприемных (АРПрУ) 48 узла.
Тракт для передачи информации от оконечной аппаратуры 46 телефонной, телеграфной связи и передачи данных со стороны А (АРПерУ 47) в сторону Б (АРПрУ 48) включает: OA 46 (при непосредственном подключении оконечной аппаратуры к автоматизированному радиопередающему узлу), СЛ 1, первичный мультиплексор 6 (преобразователь стыков), IP-коммутатор 7 (коммутатор Ethernet), первый 13 (или второй 20) радиопередатчик, антенны и по эфиру сигнал поступает на радиоприемное устройство (РПУ) 51 стороны Б, IP-коммутатор (IP-к) 50, первичный мультиплексор (МП) 53, соединительную линию (СЛ) 54, и далее сигналы поступают на вход оконечной аппаратуры (OA) 55. При этом сигналы по стыкам С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И, поступающие от оконечной аппаратуры 46, преобразуются в блоке 6 в сигналы группового потока интерфейса USB, коммутируются блоком 7 на вход соответствующего радиопередатчика (первого 13 или второго 20), который из цифрового группового потока формирует высокочастотный аналоговый сигнал в двух диапазонах (КB и УКВ), и с помощью соответствующих антенн сформированный сигнал излучается в эфир. На противоположной стороне 56 (сторона Б) сигнал принимается соответствующей антенной и подается на вход радиоприемного устройства (РПУ) 51, который принятый аналоговый высокочастотный (ВЧ) сигнал преобразует в цифровой групповой сигнал и подает его на IP-коммутатор 50, который коммутирует его на первичный мультиплексор 53, преобразующий сигналы группового потока в каналы по стыкам С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И, после чего сигналы по СЛ 54 передаются на входы оконечной аппаратуры (OA) 55 телефонной, телеграфной связи и передачи данных.
При нахождении оконечной аппаратуры (OA) 55 в основной части полевого узла, она подключается к автоматизированному радиоприемному узлу (АРПрУ) 48 и тогда тракт для передачи информации от оконечной аппаратуры 55 включает: OA 55 (сторона А), СЛ 54, МП 53, IP-коммутатор 50, радиорелейную станцию 49 и далее по эфиру на РРС 34, IP-коммутатор 7, первый 13 (или второй 20) радиопередатчик, антенны, и по эфиру сигнал поступает на РПУ 51 стороны Б, IP-коммутатор 50, первичный мультиплексор (МП) 53, СЛ 54, и далее сигналы поступают на вход оконечной аппаратуры (OA) 55 стороны Б 56.
Для обеспечения работы радиопередающего узла в автоматизированном режиме заблаговременно до времени начала сеанса связи, в соответствии с текущим временем, установленным на радиопередающем узле, проводится установка параметров и режимов работы имеющейся в составе аппаратуры и оборудования, то есть проводится подготовка к сеансу связи. При совпадении времени начала сеанса связи и времени, установленном в радиопередающем узле, начинается сеанс связи. Для обеспечения временной привязки сеансов связи используются сигналы точного времени, формируемые блоком формирования сигналов единого времени (СЕВ) на основе данных, полученных от навигационного приемника 38 системы GPS или ГЛОНАСС.
В исходном состоянии осуществляется подготовка радиосредств автоматизированного радиопередающего узла к ведению связи (установка программы перестройки частот, запись массивов разрешенных для системы связи частот приема и передачи в базу данных ПЭВМ 9 АРМО 8, проверка и настройка радиосредств). В дальнейшем после настройки работа осуществляется автоматически.
В дежурном режиме радиосредства перестраиваются по частотам, записанным в базу данных ПЭВМ 9 АРМО 8 в соответствии с заданными программами. В этом режиме информация не передается.
При этом в предлагаемом радиопередающем узле предусмотрены автоматизированный и неавтоматизированный режимы работы.
В автоматизированном режиме предусмотрено:
1) организация четырех независимых направлений связи (по числу имеющихся в составе узла радиопередатчиков), в каждом из которых обеспечивается возможность образования до четырех радиотрактов. При этом в каждом из четырех радиотрактов обеспечивается образование двух КB и двух УКВ радиоканалов;
2) передача информации со скоростями до 2,4 кбит/с по КB каналу и до 64,0 кбит/с по УКВ каналу;
3) встречная работа с оконечной аппаратурой телефонной и телеграфной связи, а также с оконечным оборудованием данных взаимодействующих аппаратных или станций;
4) автоматическое установление соединения между радиопередающим и радиоприемным узлами с дистанционным управлением процессом соединения и ведения связи с помощью цифровой РРС 34 или ВОЛС 3;
5) прием информации (сигналов по стыкам С1-ТЧ, С1-ТГ, Cl-И) от оконечной аппаратуры взаимодействующих аппаратных узла связи по СЛ 1 (при непосредственном подключении упомянутых аппаратных связи к радиопередающему узлу) или по линии ДУ, организованной с помощью цифровой РРС 34 или ВОЛС 3, с последующей передачей полученной и преобразованной информации на оконечную аппаратуру телефонной, телеграфной связи и передачи данных, подключенную на другом конце автоматизированной радиолинии;
6) передача информации через коммутатор 7 в сеть Ethernet и прием из сети Ethernet от удаленных объектов;
7) передача данных по взаимодействующим радиосетям оперативной связи и по сети внутриузловой радиосвязи с помощью радиостанции СВЧ диапазона;
8) обеспечение по запросу с помощью средств автоматизации процессов установления и ведения адаптивной радиосвязи следующих услуг:
предоставление радиоканала передачи данных и передачу данных в различных режимах доведения;
предоставление телефонного и телеграфного радиоканала;
предоставление оперативной информации о текущем состоянии и исправности средств связи автоматизированного радиопередающего узла;
выдачу по запросу текущего состояния каналов связи, исправности аппаратуры и занятости каналов.
При автономной работе в паре с автоматизированным радиоприемным узлом обеспечивается также возможность автоматизированного управления ведением двухсторонних сеансов связи.
Таким образом, в предлагаемом изобретении реализована возможность автоматизированного ведения связи и обеспечиваются следующие варианты работы:
работа в составе радиоцентра полевого узла связи в режимах оперативного и неоперативного управления;
оперативное управление ведением двухсторонних сеансов радиосвязи при работе в паре с автоматизированным радиоприемным узлом в составе радиоцентра полевого узла связи.
Положительный эффект от предлагаемого автоматизированного радиопередающего узла заключается в повышении надежности работы и качества передаваемой информации по радиоканалам в условиях воздействия на передачу различных радиопомех, достигаемых за счет осуществления постоянного контроля состояния радиосредств, каналов и оборудования, автоматического выбора режима и скорости передачи информации в зависимости от качества канала и условий распространения радиоволн как в процессе ведения связи, так и в режиме ожидания передачи, обеспечения передачи одной и той же информации по нескольким независимым радиоканалам, образованным с помощью нескольких радиопередатчиков, в различных диапазонах частот, а также возможности передачи информации в автоматическом режиме по обходным направлениям связи.
Достоинством предлагаемого изобретения является и то, что в нем обеспечиваются потоковый и пакетный режимы передачи информации и данных с высокой степенью доставки информации, что позволяет использовать устройство по данному изобретению как на существующих сетях радиосвязи, так и в перспективных системах радиосвязи с автоматическим установлением соединения и ведения радиосвязи.
-2
-8
Опыты показали, что при ведении радиосвязи по каналам с низким качеством (5×10) использование предлагаемого автоматизированного радиопередающего узла способствует повысить достоверность приема передаваемой информации до 1×10, обеспечить скорости передачи информации от 2.4 кбит/с до 2048 кбит/с.
Источники информации
1. Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / Под ред. профессора О.В. Головина. - М.: Горячая линия. - Телеком 2006.