ПОДВИЖНАЯ СТАНЦИЯ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
MOBILE STATION OF SATELLITE COMMUNICATION

Изобретение относится к средствам спутниковой связи и может быть использовано для организации радиолиний спутниковой связи при работе через стволы ретрансляторов космических аппаратов (КА), находящихся на геостационарной и высокоэллиптической орбитах.
Станции спутниковой связи находят все более широкое применение для обеспечения связи непосредственно с рабочих мест должностных лиц, находящихся в подвижных объектах или с выносных рабочих мест. Для этой цели используются малогабаритные персональные носимые станции спутниковой связи и станции спутниковой связи, размещаемые в кузовах-фургонах на различной транспортной базе.
Известна абонентская станция спутниковой связи по патенту РФ на изобретение №2293442, включающая в свой состав антенную систему, устройство разделения трактов приема и передачи, приемопередатчик, аппаратуру канало-образования, блок управления режимами работы элементов абонентской станции спутниковой связи и систему наведения антенной системы [1 - RU, патент №2293442, Бюл. №4 от 10.02.2007].
В известной станции применена система многостанционного доступа с частотным разделением каналов, для которой требуется выделение значительного частотного ресурса и эта система и, соответственно станция, построенная по такому принципу, обладает низкой помехозащищенностью. Оборудование такой станции относительно громоздко и применение ее в качестве персональной станции по указанным причинам ограничено.
Из известных наземных станций спутниковой связи наиболее близкой по технической сущности является абонентская станция, структурная схема которой приведена на рис. 15.1, с. 419 в книге Спутниковая связь и вещание: Справочник. - 3-е изд., перераб. и доп. / В.А. Бартенев, Г.В. Болотов, В.Л. Быков и др.; Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997 [2].
Известная станция спутниковой связи (рис. 15.1, с. 419) содержит антенную систему, систему наведения антенны, дуплексер, малошумящий усилитель, блок усилителей-преобразователей частоты приема и передачи, модем (блок модулятора-демодулятора), усилитель мощности, каналообразующую аппаратуру и управляющий процессор.
Основным недостатком известной станции является громоздкость ее оборудования, особенно антенной системы и системы наведения антенны. Это не позволяет разместить оборудование станции в подвижных объектах на различной транспортной базе и приводит к ограничению ее применения в современных системах спутниковой связи.
Кроме того, известная станция спутниковой связи не обеспечивает возможность автоматического наведения антенны на ретранслятор, размещенный на искусственном спутнике Земли (ИСЗ), что существенно снижает качество предоставляемых услуг спутниковой связи за счет постоянного изменения местоположения ИСЗ и соответственно резкого снижения уровня принимаемого сигнала.
Целью изобретения является создание возимой станции спутниковой связи, обеспечивающей организацию различных каналов с повышенной пропускной способностью и ведение устойчивой связи при работе как на стоянке, так и в движении.
Поставленная цель достигается тем, что в подвижную станцию спутниковой связи, содержащую антенную систему, дуплексер, малошумящий усилитель, блок усилителей-преобразователей частоты приема, модем, блок усилителей-преобразователей частоты передачи и усилитель мощности, дополнительно введены блок дистанционного управления антенной, навигационная система, блок цифровой обработки сигналов, блок опорного генератора, приемный синтезатор частоты, передающий синтезатор частоты, блок управления станцией, коммутатор каналов, мультиплексор комбинированный систем связи, щит ввода, соединительная линия (СЛ) для приема/выдачи каналов по стыку С1-ФЛ-БИ, волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) для приема/выдачи сигналов группового потока потребителю, соединительная линия для приема/выдачи каналов по стыку Ethernet, двухпроводная линия связи и линия связи для соединения с внешними абонентами, при этом информационный выход навигационной системы соединен с информационным входом блока дистанционного управления антенной, вход-выход которого соединен со входом-выходом антенной системы, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом дуплексера, выход которого соединен со входом малошумящего усилителя, выход которого соединен со входом блока усилителей-преобразователей частоты приема, выход которого соединен со входом модема, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока усилителей-преобразователей частоты передачи, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом передающего синтезатора частоты, первый выход блока опорного генератора соединен со входом приемного синтезатора частоты, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока усилителей-преобразователей частоты приема, второй выход блока опорного генератора соединен со входом передающего синтезатора частоты, первый, второй и третий управляющие входы-выходы блока управления станцией подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока дистанционного управления антенной, модема и коммутатора каналов, первый, второй и третий входы-выходы модема подключены соответственно к первому станционному входу-выходу коммутатора каналов, к первому и второму входам-выходам блока цифровой обработки сигналов, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно ко второму и третьему станционным входам-выходам коммутатора каналов, выход блока усилителей-преобразователей частоты передачи соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен со входом дуплексера, первый линейный вход-выход коммутатора каналов подключен к первому входу-выходу мультиплексора комбинированного систем связи, второй вход-выход которого соединен с первым станционным входом-выходом щита ввода, второй, третий и четвертый линейные входы-выходы коммутатора каналов подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому станционным входам-выходам щита ввода, к первому, второму, третьему, четвертому и пятому линейным входам-выходам которого подключены входы-выходы соответственно соединительной линии (СЛ) для приема/выдачи каналов по стыку С1-ФЛ-БИ, волоконно-оптической линии связи для приема/выдачи сигналов группового потока потребителю, соединительной линии для приема/выдачи каналов по стыку Ethernet, двухпроводной линии связи и линии связи для соединения с внешними абонентами.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что предлагаемая подвижная станция спутниковой связи отличается наличием новых блоков: блока дистанционного управления антенной, навигационной системы, блока цифровой обработки сигналов, блока опорного генератора, премного и передающего синтезаторов частоты, блока управления станцией, коммутатора каналов, мультиплексора комбинированного систем связи, щита ввода, СЛ для приема/выдачи каналов по стыку С1-ФЛ-БИ, ВОЛС для приема/выдачи сигналов группового потока потребителю, СЛ для приема/выдачи каналов по стыку Ethernet, двухпроводной линии связи и линии связи для соединения с внешними абонентами, а также изменением связей между известными блоками станции.
Таким образом, заявляемая подвижная станция спутниковой связи соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко известны и дополнительного творчества по их реализации не требуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемую подвижную станцию спутниковой связи вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к достижению поставленной цели.
Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень, а используемые в станции аппаратура и оборудование широко известны и дополнительного творчества по их реализации не потребуется, что подтверждает возможность промышленной реализации предлагаемой подвижной станции спутниковой связи.
На чертеже приведена структурная электрическая схема подвижной станции спутниковой связи.
Подвижная станция спутниковой связи содержит антенную систему (АС) 1, блок 2 дистанционного управления антенной, навигационную систему 3, дуплексер 4, малошумящий усилитель 5, блок 6 усилителей-преобразователей частоты приема, модем 7, блок 8 цифровой обработки сигналов, блок 9 опорного генератора, приемный синтезатор 10 частоты, передающий синтезатор 11 частоты, блок 12 управления станцией, блок 13 усилителей-преобразователей частоты передачи, усилитель 14 мощности, коммутатор 15 каналов, мультиплексор 16 комбинированный систем связи, щит 17 ввода, СЛ 18 для приема/выдачи каналов по стыку С1-ФЛ-БИ, волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) 19 для приема/выдачи сигналов группового потока потребителю, С Л 20 для приема/выдачи каналов по стыку Ethernet, двухпроводную линию 21 связи и линию 22 связи для соединения с внешними абонентами.
При этом информационный выход навигационной системы 3 соединен с информационным входом блока 2 дистанционного управления антенной, вход-выход которого соединен со входом-выходом антенной системы 1, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом дуплексера 4, выход которого соединен со входом малошумящего усилителя 5, выход которого соединен со входом блока 6 усилителей-преобразователей частоты приема, выход которого соединен со входом модема 7, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока 13 усилителей-преобразователей частоты передачи, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом передающего синтезатора 11 частоты. Первый выход блока 9 опорного генератора соединен со входом приемного синтезатора 10 частоты, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока 6 усилителей-преобразователей частоты приема, второй выход блока 9 опорного генератора соединен со входом передающего синтезатора 11 частоты. Первый, второй и третий управляющие входы-выходы блока 14 управления станцией подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока 2 дистанционного управления антенной, модема 7 и коммутатора 15 каналов. Первый, второй и третий входы-выходы модема 7 подключены соответственно к первому станционному входу-выходу коммутатора 15 каналов, к первому и второму входам-выходам блока 8 цифровой обработки сигналов, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно ко второму и третьему станционным входам-выходам коммутатора 15 каналов. Выход блока 13 усилителей-преобразователей частоты передачи соединен со входом усилителя 14 мощности, выход которого соединен со входом дуплексера 4. Первый линейный вход-выход коммутатора 15 каналов подключен к первому входу-выходу мультиплексора 16 комбинированного систем связи, второй вход-выход которого соединен с первым станционным входом-выходом щита 17 ввода. Второй, третий и четвертый линейные входы-выходы коммутатора 15 каналов подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому станционным входам-выходам щита 17 ввода, к первому, второму, третьему, четвертому и пятому линейным входам-выходам которого подключены входы-выходы соответственно соединительной линии (СЛ) 18 для приема/выдачи каналов по стыку С1-ФЛ-БИ, волоконно-оптической линии 19 связи для приема/выдачи сигналов группового потока потребителю, соединительной линии 20 для приема/выдачи каналов по стыку Ethernet, двухпроводной линии 21 связи и линии 22 связи для соединения с внешними абонентами.
Антенная система 1 включает в себя антенну, представляющую собой антенную решетку в виде многослойной платы, и опорно-поворотное устройство (ОПУ). Опорно-поворотное устройство выполнено по схеме двухосной ортогональной подвески, имеющей ось горизонтального наведения (ГН) и ось вертикального наведения (ВН). ОПУ содержит электропривод, который осуществляет вращение антенной решетки по оси горизонтального наведения на 360° без ограничения, а по оси вертикального наведения - от 0 до 110 градусов.
Антенная система 1 предназначена для приема и передачи электромагнитной энергии через ретранслятор на космическом аппарате (КА), который находится на геостационарной или высокоэллиптической орбитах. Наведение антенной системы 1 на КА осуществляется автоматически за счет введения в прибор управления исходных данных для расчета целеуказаний из блока 12 управления станцией, либо в режиме ручного ввода азимутальных и угломестных параметров КА с использованием блока 2 дистанционного управления антенной системой.
Блок 2 дистанционного управления антенной предназначен для ввода и расчета параметров системы управления антенной, необходимых для управления антенной в различных режимах наведения, а также для отображения информации по управлению антенной. Блок 2 содержит символьный дисплей, состоящий из четырех строк, каждая из которых имеет двадцать знакомест, а также клавиатуру, состоящую из двадцати кнопок.
Блок 2 дистанционного управления антенной при работе совместно с блоком 12 управления станцией обеспечивает режимы: ручного наведения, программного наведения антенны, установку на заданные координаты, автоматическую (автосопровождение) и ручную настройки на максимум принимаемого антенной сигнала.
Управление наведением антенны осуществляется по целеуказаниям, поступающим от блока 2 дистанционного управления антенной, которые рассчитываются с учетом навигационных параметров, полученных от навигационной системы 3.
Навигационная система 3 станции включает в себя антенное устройство и приемный модуль. В качестве антенного устройства может быть использовано антенное устройство типа МРК-ПАП-У, а в качестве приемного модуля используется модуль типа МРК-11-ПРМ-16 из состава многофункционального радионавигационного комплекса МРК-32.
Дуплексер 4 является волноводным и предназначен для разделения сигналов приема и передачи в общем высокочастотном тракте антенно-фидерного устройства станции спутниковой связи. Он предоставляет собой непосредственное соединение волновода на индуктивных диафрагмах в канале приема и двухмодового фильтра передачи, выполненного на круглом волноводе.
Малошумящий усилитель 5 предназначен для усиления входных высокочастотных сигналов, принятых антенной 1 станции и поступающих с выхода дуплексера 4, до уровня необходимого для работы блока 6 усилителей-преобразователей частоты приема станции.
Блок 6 усилителей-преобразователей частоты приема предназначен для преобразования и усиления высокочастотных сигналов приемного диапазона частот от 7250 до 7750 МГц, поступающих на его вход с выхода МШУ 5, в сигнал промежуточной частоты 140 МГц.
Модем 7 включает в свой состав блоки модулятора, демодулятора, аппаратуру временного уплотнения-разуплотнения, аппаратуру псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ГТПРЧ) и аппаратуру широкополосных сигналов (ШПС). Он осуществляет модуляцию и демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сигналов, преобразование сигналов в стыке ТТЛ в сигналы внешних интерфейсов, организацию телефонного обмена и служебной связи при вокодерной передаче речи, помехозащиту в режиме передачи методами ППРЧ или ФМ-ШПС, временное уплотнение-разуплотнение информационных сигналов. Управление модемом 7 осуществляется управляющими сигналами, поступающими с блока 12 управления станцией.
Модем 7 на приеме осуществляет демодуляцию принятых и преобразованных блоком 6 сигналов промежуточной частоты 140 МГц в сигналы ТТЛ для последующей обработки их блоком 8, формирования трехбитового демодулированного сигнала для декодера Витерби, дифференциального декодирования принятой информации, формирования выходных сигналов для аппаратуры временного уплотнения и выдачи сигналов информации в уровнях стыка С1-ФЛ-БИ.
При передаче сигналов модем 7 осуществляет преобразование информационных сигналов методом манипуляции ОФТ в режиме фазоманипулированных широкополосных сигналов (ШПС), поступающих от оконечной аппаратуры потребителя в цифровой форме, в высокочастотные сигналы для последующего преобразования их в групповые сигналы передатчика станции.
Блок 8 цифровой обработки сигналов предназначен для обработки информационных сигналов, поступающих через щит ввода 17 и коммутатор 15 каналов от оконечной аппаратуры потребителя и направляемых к нему. Он обеспечивает работу станции спутниковой связи в режиме с обработкой сигналов на борту (ОСБ) космического аппарата и в режиме прямой ретрансляции (ПР). Блок 8 включает в свой состав блок приема-передачи широкополосных сигналов (ШПС), возбудитель дециметровых волн, модулятор ШПС, декодер Витерби, аппаратуру временного уплотнения, блок пакетного управления и передачи сигналов в режиме псевдослучайной перестройки рабочих частот (ППРЧ) и блок интерфейсов.
Блок 8 цифровой обработки обеспечивает обработку информационных сигналов, в том числе:
модуляцию и демодуляцию;
кодирование и декодирование сигналов;
преобразование сигналов из стыка ТТЛ в стык С1-ФЛ-БИ, С1-ТГ или ТЛФ-АТС, RS-232;
перенос частоты с модулированных сигналов в диапазон дециметровых волн (ДМВ);
помехозащиту на передачу методом ППРЧ с кодированием и на прием и передачу методом ФМ-ШПС с кодированием;
управление блоками, входящими в его состав.
Блок 9 опорного генератора предназначен для формирования сигналов опорной частоты 100 МГц и выдачи их на управляющие входы приемного синтезатора 10 частоты и передающего синтезатора 11 частоты.
Приемный синтезатор 10 частоты предназначен для формирования гетеродинных сигналов и передачи их на входы блока 8 усилителей-преобразователей частоты приема.
Передающий синтезатор 11 частоты предназначен для формирования гетеродинных управляющих сигналов и передачи их на вход блока 13 усилителей-преобразователей частоты передачи.
Блок 12 управления станцией представляет собой управляющую электронную вычислительную машину и содержит вычислитель, выполненный в виде IBM совместимого компьютера с конструктивным исполнением повышенной прочности, небольших габаритных размеров, расширенным набором функций ввода-вывода, высокоэффективной видеоподсистемой и развернутыми средствами управления, накопитель, контроллер CAN и картридж (флэш-память), который представляет собой сменный носитель информации. В качестве такого ноутбука может быть использована персональная электронная вычислительная машина (ПЭВМ) типа ЕС-1866.
Блок 12 обеспечивает максимальное упрощение процедуры управления и удобства в эксплуатации за счет высокой степени интеграции процессора, графического дисплея, клавиатуры, устройства внешних интерфейсов и устройства ввода исходных данных с картриджа.
Блок 12 управления станцией предназначен для реализации программно-аппаратных средств подсистемы автоматизированного управления станции спутниковой связи. Он обеспечивает загрузку операционной системы с картриджа, под управлением которой функционирует прикладное программное обеспечение станции, объединение программно-аппаратных средств аппаратуры станции в единую иерархическую подсистему управления станцией на принципах, принятых в единой системе спутниковой связи с реализацией современных протоколов обмена, ввод исходных данных с картриджа и алфавитно-цифрового текста с клавиатуры, организацию на индикаторе блока окна обслуживания интерактивных программ блоков станции, установление или освобождение соединений на логическом уровне четырех спутниковых каналов с каналами вторичной сети, поддержание сигнализации во всех режимах функционирования станции, отображение на индикаторе блока текущего состояния блоков и трактов станции, организацию управление станцией от внешнего оператора при работе на стоянке, при дистанционном управлении от сети радиодоступа при работе в движении и с коротких остановок.
Блок 13 усилителей-преобразователей частоты передачи предназначен для переноса сигналов дециметровой части возбудителя, сформированных на промежуточной частоте 140 МГц, в сигналы диапазона частот передачи от 7900 до 8400 МГц. Преобразование осуществляется под воздействием сигналов, поступающих на управляющий вход блока 13 с выхода передающего синтезатора 11 частоты.
Усилитель 14 мощности (УМ) предназначен для усиления высокочастотных сигналов в рабочем диапазоне частот от 7900 до 8400 МГц. Он обеспечивает выходную мощность в номинальном режиме не менее 80 Вт.
Коммутатор 15 каналов предназначен для организации и коммутации каналов связи станции. Он представляет собой ручной коммутатор каналов, в котором коммутация производится штекерными перемычками и коммутационными шнурами, входящими в состав коммутатора. При этом коммутация основных режимов осуществляется четырехштырьковыми перемычками, а коммутация дополнительных режимов осуществляется с помощью двухпроводных шнуров.
Мультиплексор 16 комбинированный систем связи обеспечивает прием/передачу цифрового сигнала Е1 или Ethernet с преобразованием его в стык SHDSL.
Щит 17 ввода содержит панель ввода, на которой расположены присоединительные разъемы для подключения к станции кабельных линий связи и линий связи для соединения с аналогичными станциями и с внешними абонентами. На щите размещены аппаратные полумуфты, разъем Ethernet типа M12, оптоволоконный разъем для подключения оптического кабеля, а также клеммы для подключения двухпроводных линий передачи/приема сигналов от мультиплексора.
Соединительная линия 18 предназначена для приема/выдачи каналов по стыку С1-ФЛ-БИ. Она может быть выполнена с использованием полевого распределительного кабеля с четверочной структурой типа П-269М.
Волоконно-оптическая линия 19 связи (ВОЛС) предназначена для выдачи/приема сигналов цифровых групповых трактов от аналогичных станций или для соединения с внешними потребителями каналов и трактов. ВОЛС 24 может быть выполнена с использованием полевого оптического кабеля типа ОК-ВМ-4.
Соединительная линия 20 предназначена для приема/выдачи каналов внешнему потребителю по стыку Ethernet. Она может быть выполнена с использованием полевого распределительного кабеля с четверочной структурой типа П-269М.
Двухпроводная линия 21 связи предназначена для передачи/приема сигналов от мультиплексора комбинированного систем связи по технологии xDSL. Она может быть выполнена с использованием полевого двухпроводного кабеля типа П-274М.
Линия связи 22 для соединения с внешними абонентами может быть выполнена с использованием полевого распределительного кабеля с четверочной структурой типа П-269М.
Аппаратура и оборудование подвижной станции спутниковой связи конструктивно выполнены в виде модулей, которые могут быть размещены в кузовах-фургонах, установленных на различной транспортной базе, например, в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобиля повышенной проходимости КАМАЗ-5350.
Подвижная станция спутниковой связи обеспечивает связь без ручного поиска и подстройки с обеспечением приема сигналов в диапазоне частот от 7250 до 7550 МГц и передачи сигналов в диапазоне частот от 7900 до 8400 МГц. Она обеспечивает дуплексную связь в сетях узловой, радиально-узловой, радиальной и радио-АТС связи единой системы спутниковой связи (ЕССС), в сетях связи по закрепленным направлениям, а также дуплексную связь по магистральным высокоскоростным направлениям.
Подвижная станция спутниковой связи обеспечивает следующие виды связи и режимы работы:
дуплексную телефонную связь и передачу данных, а так же ведение телефонной связи или межмашинного обмена в режиме удаленного абонента АТС при работе в сетях радиально-узловой связи по закрепленным каналам или каналам, работающим по принципам радио-АТС при непрерывной передаче информации;
передачу данных в сетях передачи данных;
дуплексную связь и передачу данных по четырем каналам с пропускной способностью от 1,2 до 4,8 кбит/с, организуемых в четырех направлениях связи по закрепленным каналам или каналам, используемым в режиме радио-АТС при работе в непрерывном режиме.
Система управления станцией, реализованная на основе блока 12 управления станцией, является составной частью автоматизированной системы управления сетью спутниковой связи и обеспечивает:
автоматическое управление аппаратурой станции в соответствии с введенными в процессор станции данными космической связи и командами управления;
прием, хранение и документирование данных по космической связи, поступивших как по каналам управления, так и с блока управления станцией, необходимых для установки режимных параметров станции в соответствии с необходимыми режимами работы;
автоматическое формирование сообщений, содержащих контрольные данные и передачу их по каналам управления, периодически и по запросу, в вышестоящий орган управления сети связи;
маскирование сообщений, передаваемых по космическому каналу управления и по космическим каналам автоматизированного управления;
организацию по каналам межмашинного обмена (ММО) служебной связи оператора данной станции с операторами тех станций системы, с которыми организована связь;
автоматический контроль состояния приборов, индивидуальных каналов, образованных станцией с привязкой их к направлениям связи.
При этом в станции обеспечивается автоматизированная настройка в требуемый режим функционирования на основе имеющихся в памяти станции данных космической связи по командам, принятым из канала управления или канала межмашинного обмена, а также по команде, поступающей с блока 12 управления станцией.
Прохождение сигналов по трактам станции рассмотрено ниже.
Приемный тракт. Сигнал, излучаемый ретранслятором на космическом аппарате (КА) в диапазоне частот от 7490 до 7540 МГц, принимается антенной системой 1 станции и через дуплексер 4 поступает на вход малошумящего усилителя 5. При этом защита МШУ 5 от сигналов собственного передатчика обеспечивается полосовым заграждающим фильтром с уровнем подавления не ниже 60 дБ сигналов передачи от 7900 до 8400 МГц.
Усиленный блоком МШУ 5 сигнал поступает на вход блока 6 усилителей-преобразователей частоты приема. Гетеродинный сигнал, поступающий с выхода приемного синтезатора 10 частоты, обеспечивает преобразование спектра принимаемого сигнала в полосе частот от 7490 до 7540 МГц в сигнал промежуточной частоты 140 МГц. С выхода блока 6 усилителей-преобразователей частоты приема сигнал в полосе частот 140 МГц поступает на вход модема 7.
В модеме 7 осуществляется демодуляция и декодирование сигнала промежуточной частоты 140 МГц. При работе станции в сети ЕССС демодулированные и декодированные сигналы подвергаются операции временного разделения, в результате чего могут быть выделены до четырех цифровых телефонных каналов со скоростями 1,2; 2,4; 4,8 и 9,6 кбит/с. Сигналы цифровых телефонных каналов поступают на коммутатор 15 каналов станции, щит 17 ввода и далее по соединительным линиям связи (18-22) к потребителям каналов.
При работе в сетях магистральной связи демодулированный и декодированный групповой поток со скоростями от 16 до 2048 кбит/с поступает в блок цифровой обработки сигналов, в котором производится формирование необходимых стыков высокоскоростного сигнала.
При работе со скоростями от 16 до 64 кбит/с возможно обеспечение разуплотнения группового сигнала в мультиплексоре сигналов блока 8 цифровой обработки сигналов до пяти каналов с пропускной способностью 1,2…32 кбит/с. Групповой поток высокоскоростного сигнала с выхода модема 7 или разуплотненный групповой сигнал с выхода блока 8 цифровой обработки сигналов поступает через коммутатор 15 каналов на щит 17 ввода станции и далее к потребителям каналов.
В блоке 8 цифровой обработки сигнал демодулируется, формируется трехбитовый демодулированный сигнал, который декодируется по алгоритму Витерби и поступает на аппаратуру временного уплотнения.
Аппаратура временного уплотнения, входящая в состав блока 8 цифровой обработки станции, обеспечивает временное разделение многоканального сигнала на четыре канала стыка ТТЛ вида 4×1,2 кбит/с или 2×2,4 кбит/с или 1×4,8 кбит/с. Далее абонентские сигналы в биимпульсном коде поступают на вход блока интерфейсов. Блок интерфейсов преобразует выделенные цифровые телефонные каналы стыка ТТЛ в стыки оконечной аппаратуры потребителя, в том числе: стыки С1-ФЛ-БИ для цифровой телефонной связи, стыки RS-232 для передачи данных, С1-ФЛ-БИ для сети подвижной связи со скоростью передачи 1,2 кбит/с и др.
При работе по каналам в режиме сопряжения с внешней АТС в блоке интерфейсов блока 8 цифровой обработки сигналов производится вокодерное преобразование информационного сигнала со скоростью 4,8 кбит/с в интерфейс вторичной сети телефонной связи общего пользования.
Информационные сигналы выделенных каналов связи через коммутатор 15 каналов выводятся на щит ввода 17 и далее по линиям связи 18, 19 и 20 передаются потребителю.
Прием информационных сигналов с групповыми скоростями от 1,5 до 600,0 кбит/с методом манипуляции ФТ, с декодированием по алгоритму Витерби в режиме ФМ ШПС.
Сигнал промежуточной частоты 140 МГц поступает на усилитель промежуточной частоты (ПЧ) блока 8 цифровой обработки сигналов. Усилитель ПЧ содержит в основном линейную часть приемного тракта промежуточной частоты, обеспечивает относительную фильтрацию и усиление. В режиме приема сигналов с ШПС модуляцией усилитель с преобразователем формирует сигнал промежуточной частоты 140 МГц и передает его в блок помехозащиты.
Блок помехозащиты принимает и обрабатывает сигнал ШПС, снимает псевдослучайную последовательность (ПСП), после чего узкополосный сигнал в полосе 3 МГц поступает вновь в усилитель. После соответствующей обработки сигнал поступает в демодулятор модема 7 для его демодуляции.
В демодуляторе сигнал демодулируется, формируется трехбитовый демодулированный сигнал для декодера Витерби и поступает в декодер Витерби.
В декодере Витерби сигнал декодируется по алгоритму Витерби и возвращается в демодулятор. Далее сигнал стыка ТТЛ поступает в абонентский блок аппаратуры временного уплотнения блока 8 цифровой обработки сигналов. Абонентский блок обеспечивает временное разделение многоканального сигнала до четырех каналов стыка ТТЛ: 4×1,2 кбит/с или 2×2,4 кбит/с или 1×4,8 кбит/с. С абонентского блока аппаратуры временного уплотнения абонентские сигналы в биимпульсном коде поступают в блок интерфейсов блока 8 цифровой обработки сигналов. Блок интерфейсов преобразует выделенные цифровые телефонные каналы стыка ТТЛ в стыки оконечной аппаратуры потребителя.
Через щит 17 ввода информационные сигналы выводятся по линиям 18, 19, 20, 21 и 22 потребителю.
Передающий тракт.
При работе в сетях ЕССС информационные сигналы телефонных каналов, приходящие по линиям связи 18, 19, 20, 21 и 22 через щит 17 ввода и коммутатор 15 каналов поступают на блок интерфейсов блока 8 цифровой обработки сигналов. Блок интерфейсов преобразует сигналы телефонных каналов из стыка С1-ФЛ-БИ в уровни ТТЛ. Далее преобразованные сигналы поступают на вход аппаратуры временного уплотнения, входящей в состав блока 8 цифровой обработки сигналов, где они уплотняются в групповой поток.
При работе в сетях магистральной связи групповой информационный поток, поступающий от потребителя по линиям связи, через щит 17 ввода и коммутатор 15 каналов поступает в модем 7, минуя аппаратуру уплотнения блока 8 цифровой обработки сигналов.
В станции имеется возможность уплотнения до четырех информационных каналов со скоростями от 1,2 до 32 кбит/с.
Сигналы в стыке SHDSL, поступающие от потребителя по двухпроводной линии 21 связи, через щит 17 ввода подаются на мультиплексор 16 комбинированный систем связи, где они преобразуются в сигналы стыков Е1 или Ethernet и далее через коммутатор 15 каналов поступают в модем 7.
В модеме организуется один из режимов прямой передачи (ПР), ППРЧ, ШПС, производится модуляция несущего сигнала частоты 140 МГц групповым сигналом, поступающим с аппаратуры временного уплотнения блока 8 цифровой обработки сигналов.
Модулированный сигнал с выхода модема 7 поступает в блок 13 усилителей-преобразователей частоты передачи, где он преобразуется в сигнал с частотой передачи от 7900 до 8400 МГц и затем поступает на вход усилителя 14 мощности. Усиленный сигнал до мощности 80 Вт с выхода усилителя 14 мощности через дуплексер 4 поступает в антенную систему 1 для излучения в пространство по направлению к ретранслятору на космическом аппарате (КА).
Таким образом, в передающий тракт станции информационные сигналы поступают в виде группового информационного сигнала (ГС) со скоростью передачи 1,5; 3,0; 6,0 кбит/с. Информационные сигналы, передаваемые оконечной аппаратурой аналогичной станции спутниковой связи или взаимодействующего узла связи, имеют скорость передачи 1,2; 2,4; 4,8 кбит/с.
В подвижной станции спутниковой связи используется метод передачи сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочих частот и применением в передающем тракте станции аппаратуры ППРЧ. Электрические скорости при передаче сигналов ОФТ методом ППРЧ соответственно принимают значения 15, 30 и 60 кбит/с.
Поступающие в блок 8 цифровой обработки групповые информационные сигналы кодируются сверточным кодом и далее поступают на блок 13 усилителей-преобразователей частоты передачи, где обрабатываются в соответствии с информацией, поступающей от аппаратуры временного уплотнения, модулируются блоком 8 и в полосе частот от 675 до 700 МГц подаются на вход блока 13 усилителей-преобразователей частоты передачи. В блоке 13 групповые сигналы в полосе частот от 675 до 700 МГц преобразуются в полосу частот передачи от 7900 до 8400 МГц, усиливаются усилителем и поступают на вход усилителя 14 мощности. В усилителе 14 мощности сигналы передачи усиливаются до требуемого уровня (80 дБ) и с его выхода через дуплексер 4 сигналы передаются в антенную систему 1, которая излучает их в эфир.
Групповые сигналы кодируются сверточным кодом, для чего используется кодер Витерби, поступают на модулятор, где модулируются и в полосе частот от 675 до 700 МГц поступают на вход усилителя 14 мощности, где они усиливаются и через дуплексер 4 поступают в антенную систему 1, которая излучает их в эфир.
Наряду с режимом передачи ОФТ сигналов методом ППРЧ в станции спутниковой связи реализуется режим передачи сигналов методом широкополосной фазовой модуляции. На вход модулятора ШПС блока 8 цифровой обработки сигналов поступает информационный поток с групповыми скоростями до 6 кбит/с. Модулятор ШПС блока 8 осуществляет формирование широкополосных видеосигналов ФМ-ШПС с наложенными псевдослучайными последовательностями ПСП-1 и ПСП-2.
Пройдя преобразование, сформированный сигнал в полосе от 675 до 700 МГц с уровнем 6 мВт поступает в возбудитель сантиметровых волн (СМВ), где сигнал из ДМВ диапазона от 675 до 700 МГц преобразуется в диапазон рабочих частот от 7900 до 8400 МГц. Далее сигнал от возбудителя поступает на вход усилителя 14 мощности. Усиленный до 80 Вт сигнал через дуплексер 4 поступает на вход антенной системы 1 и излучается ею в эфир.
Сигналы в стыке SHDSL, передаваемые от узла связи или от взаимодействующей станции по двухпроводной линии 21 связи, поступают через щит 17 ввода на вход мультиплексора 16 комбинированного систем связи, где они преобразуются в сигналы стыков Е1 или Ethernet и через коммутатор 15 каналов поступают на блок интерфейсов модема 7. В модеме 7 производится модуляция несущего сигнала частоты 140 МГц групповым сигналом.
Модулированный сигнал с выхода модема 7 поступает в блок 13 усилителей-преобразователей частоты, в котором он преобразуется в сигнал с частотой передачи от 7900 до 8400 МГц и затем поступает на вход усилителя 14 мощности. В усилителе 14 мощности сигнал усиливается дом мощности 80 Вт и через дуплексер 4 поступает на антенную систему 1 для излучения в пространство по направлению к ретранслятору на космическом аппарате.
Технический эффект от предлагаемого изобретения заключается в обеспечении образования различных каналов с повышенной пропускной способностью и ведения по ним устойчивой связи при различных режимах работы станции как на стоянке, так и в движении, достигаемый за счет применения методов передачи сигналов ОФТ с ППРЧ, метода широкополосной фазовой манипуляции и метода помехозащитного кодирования, а также реализации трех методов управления антенной, включая автоматическое наведение антенны на космический аппарат, ручное управление и автосопровождение при работе подвижной станции спутниковой связи на стоянке, с коротких остановок и в движении.
Достоинством заявляемой подвижной станции спутниковой связи является модульное построение ее узлов, охваченных постоянным контролем их состояния, что позволило за счет значительного уменьшения путей прохождения информационных сигналов повысить надежность работы станции, сократить временные показатели организации и ведения связи по образованным каналам и трактам связи.
Источники информации.
1. RU, патент №2293442, МПК Н04В 7/26, БИ №4 от 10.02.2007.
2. Спутниковая связь и вещание: Справочник. - 3-е изд., перераб. и доп. / В.А. Бартенев, Г.В. Болотов, В.Л. Быков и др.; Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997, рис. 15.1, с. 419 (прототип).