СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
SYSTEM OF RADIO COMMUNICATION WITH MOBILE OBJECTS

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в сетях радиосвязи с подвижными объектами на транспортных магистралях, в частности в системе поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
Известна "Система дуплексной радиосвязи" [SU №1084999 А1, Н04В 7/26, 07.04.1984], содержащая центральную станцию, соединенную через приемную и передающую линии со стационарными станциями, каждая из которых состоит из передатчика, установочный вход которого соединен с выходом переключателя радиочастот, а модулирующий вход соединен с передающей линией, ключа, выход которого соединен с приемной линией, и приемника радиосигнала, выход которого подключен к входу приемника контрольного сигнала, а также передвижные станции, каждая из которых состоит из последовательно соединенных приемника радиосигнала, анализатора и переключателя радиочастот, управляющий выход которого подключен к установочному входу приемника радиосигнала, другой выход которого через последовательно соединенные приемник сигнала "Свободно", блок управления, генератор аварийного вызова и элемент ИЛИ подключен к входу передатчика, на стационарной станции содержится переключатель частот маркерного сигнала и режекторный фильтр, приемник контрольного сигнала выполнен в виде перестраиваемого приемника маркерного сигнала, выход которого подключен к входу ключа, а управляющий вход соединен с выходом переключателя частот маркерного сигнала, вход которого срединен с дополнительным выходом переключателя радиочастот, причем выход приемника радиосигнала через режекторный фильтр подключен к другому входу ключа, а на передвижной станции последовательно соединенные блок выбора частоты маркерного сигнала и перестраиваемый генератор маркерного сигнала, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, причем первый и второй входы блока выбора частоты маркерного сигнала соединены соответственно с вторым выходом блока управления и с дополнительным выходом переключателя радиочастот.
Недостатком этой системы является то, что в ней содержится большое число требуемых радиоканалов для трансляции сигнала центральной станции через передатчик к ближайшей подвижной радиостанции.
Наиболее близкой по технической сущности является "Система радиосвязи с подвижными объектами" [SU №1185625 Al, H04B 7/26, 15.10.1985], содержащая центральную станцию, соединенную через приемную и передающую линии со стационарными радиостанциями, каждая из которых состоит из антенны, соединенной с передатчиком, к модулирующему входу которого подключены передающая линия и генератор сигнала маркера, и приемника, выход которого соединен с приемной линией через первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра контрольного сигнала, а также подвижную радиостанцию, к выходу приемника которой подключены входы фильтра сигналов маркера, приемника сигналов вызова и анализатора качества связи, а к модулирующему входу передатчика подключен генератор контрольных сигналов, в каждой стационарной радиостанции между выходом передатчика и антенной содержится второй ключ, управляющие входы которого соединены соответственно с выходом фильтра контрольного сигнала и с передающей линией, а в подвижной радиостанции генератор контрольных сигналов выполнен в виде формирователя трех разных частот, а также введен блок управления, входы которого соединены соответственно с выходами фильтров сигналов маркера, приемника сигналов вызова и анализатора качества связи, причем выходы блока управления соединены с управляющими входами введенных трех ключей, сигнальные входы которых подключены к выходам генератора контрольных сигналов, а сигнальные выходы соединены с модулирующим входом передатчика.
Недостатком этой системы является то, что в ней отсутствует автоматическое определение местонахождения подвижного объекта, которому необходимо передать информацию, на момент времени начала связи с ним, а его местонахождение должен знать абонент центральной станции.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы за счет обеспечения автоматического определения местонахождения подвижного объекта, которому необходимо передать информацию, на момент времени начала связи с ним.
Технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, содержащую центральную станцию, соединенную через приемную линию со стационарными радиостанциями, каждая из которых состоит из антенны, соединенной с передатчиком, к модулирующему входу которого подключены передающая линия и генератор сигнала маркера, приемник, выход которого соединен с приемной линией через первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра контрольного сигнала, а также подвижную радиостанцию, к выходу приемника которой подключены входы фильтра сигналов маркера, приемника сигналов вызова и анализатора качества связи, а к модулирующему входу передатчика подключен генератор контрольных сигналов, в каждой стационарной радиостанции между выходом передатчика и антенной содержится второй ключ, управляющие входы которого соединены соответственно с выходом фильтра контрольного сигнала и с передающей линией, а в подвижной радиостанции генератор контрольных сигналов выполнен в виде формирователя трех разных частот, а также содержится блок управления, входы которого соединены соответственно с выходами фильтров сигналов маркера, приемника сигналов вызова и анализатора качества связи, выходы блока управления соединены с управляющими входами трех ключей, сигнальные входы которых подключены к выходам генератора контрольных сигналов, а сигнальные выходы соединены с модулирующим входом передатчика, дополнительно введен блок подключения передатчика стационарной станции, который может быть расположен на центральной станции, и ключ, расположенный в подвижной радиостанции, вход которого соединен с выходом анализатора качества связи, а выход соединен с модулирующим входом передатчика, выход блока подключения передатчика стационарной станции соединен через передающую линию со стационарными радиостанциями, а первый и второй входы блока соединены соответственно с выходами команды на временное подключение передатчика и изменение номера стационарной радиостанции центральной станции, причем блок подключения передатчика стационарной станции содержит счетчик на N разрядов, где N равно максимальному количеству стационарных радиостанций, элемент задержки, элемент ИЛИ и блок элементов И, состоящий из N элементов И, выход которого соединен с выходом блока, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого через элемент задержки соединен с вторым входом блока и входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока элементов И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, причем блок управления содержит три элемента И первой группы по количеству радиочастот f1, f2, f3, три триггера, три элемента И второй группы, регистр, четвертый триггер, регистр сдвига, контакт, элемент ИЛИ и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом регистра сдвига, первый вход которого соединен с выходом четвертого триггера, один вход которого соединен с контактом, а другой соединен с выходом элемента ИЛИ, три входа которого соединены с выходами соответствующих трех элементов И первой группы, первые входы которых объединены и соединены с первым входом регистра и первым входом блока, пятый вход которого соединен с вторым входом регистра и объединенными вторыми входами трех триггеров, вторые входы элементов И первой группы соединены с соответствующими с второго по четвертый входами блока, а выходы соединены с первыми входами соответственно с первого по третий триггеров, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно с первого по третий элементы И второй группы и соответственно с четвертого по шестой входами регистра, с первого по третий выходы которого соединены с третьими входами соответственно с первого по третий элементы И второй группы, первые входы которых соединены с соответствующими с первого по третий выходами регистра сдвига, а выходы соединены с соответственно с первого по третий выходами блока, вход "Реверс" которого соединен с седьмым входом регистра, четвертый выход которого соединен с его третьим входом.
Введение указанных дополнительных элементов и последовательности их подключения позволяют обеспечить возможность автоматического определения местонахождения подвижного объекта, которому необходимо передать информацию, на момент времени начала связи с ним.
На Фиг. 1 дана структурная электрическая схема предлагаемой системы радиосвязи с подвижными объектами.
На Фиг. 2 - схема блока подключения передатчика стационарной станции.
На Фиг. 3 - схема блока управления.
Система содержит (Фиг. 1) центральную станцию 1, приемную 2 и передающую 3 линии, блок 4 подключения передатчика стационарной станции, стационарную радиостанцию 5, генератор 6 сигнала маркера, первый ключ 7, передатчик 8, приемник 9, фильтр 10 контрольного сигнала, второй ключ 11, антенну 12, подвижную радиостанцию 13, приемник 14, передатчик 15, приемник 16 сигналов вызова, анализатор 17 качества связи, блок 18 управления, фильтры 19 сигналов маркера, ключ 20, три ключа 21, генератор 22 контрольного сигнала.
Блок подключения передатчика стационарной станции (Фиг. 2) содержит счетчик 23, элемент задержки 24, элемент ИЛИ 25 и блок элементов И 26.
Блок управления (Фиг. 3) содержит три элемента И 27 первой группы, три триггера 28, три элемента И 29 второй группы, регистр 30, четвертый триггер 31, регистр 32 сдвига, контакт 33 и элемент ИЛИ 34 и генератор 35 тактовых импульсов.
Система содержит (Фиг. 1…Фиг. 3) центральную станцию 1, соединенную через приемную линию 2 со стационарными радиостанциями 5, каждая из которых состоит из антенны 12, соединенной с передатчиком 8, к модулирующему входу которого подключены передающая линия 3 и генератор 6 сигнала маркера, приемник 9, выход которого соединен с приемной линией 2 через первый ключ 7, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра 10 контрольного сигнала, а также подвижную радиостанцию 13, к выходу приемника 14 которой подключены входы фильтра 19 сигналов маркера, приемника 16 сигналов вызова и анализатора 17 качества связи, а к модулирующему входу передатчика 15 подключен генератор контрольных сигналов 22, в каждой стационарной радиостанции 5 между выходом передатчика 8 и антенной 12 содержится второй ключ 11, управляющие входы которого соединены соответственно с выходом фильтра 10 контрольного сигнала и с передающей линией 3, а в подвижной радиостанции 13 генератор 22 контрольных сигналов выполнен в виде формирователя трех разных частот, а также содержится блок 4 подключения передатчика стационарной станции, который расположен на центральной станции 1, ключ 20, расположенный в подвижной радиостанции, блок управления 18, входы которого соединены соответственно с выходами фильтров 19 сигналов маркера, приемника 16 сигналов вызова и анализатора 17 качества связи, выходы блока управления 18 соединены с управляющими входами трех ключей 21, сигнальные входы которых подключены к выходам генератора 22 контрольных сигналов, а сигнальные выходы соединены с модулирующим входом передатчика 15, вход ключа 20 соединен с выходом анализатора 17 качества связи, а выход с соединен с модулирующим входом передатчика 15, выход блока 4 подключения передатчика стационарной станции соединен через передающую линию 3 со стационарными радиостанциями 5, а первый и второй входы блока 4 соединены соответственно с выходами команды на временное подключение передатчика и изменение номера стационарной радиостанции центральной станции 1, причем блок 4 подключения передатчика стационарной станции содержит счетчик 23 на N разрядов, где N равно максимальному количеству стационарных радиостанций, элемент задержки 24, элемент ИЛИ 25 и блок элементов И 26, состоящий из N элементов И, выход которого соединен с выходом блока 4, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 25, второй вход которого через элемент задержки 24 соединен с вторым входом блока 4 и входом счетчика 23, выход которого соединен с вторым входом блока элементов И 26, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 25, причем блок 18 управления содержит три элемента И 27 первой группы по количеству радиочастот f1, f2, f3, три триггера 28, три элемента И 29 второй группы, регистр 30, четвертый триггер 31, регистр 32 сдвига, контакт 33, элемент ИЛИ 34 и генератор 35 тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом регистра 32 сдвига, первый вход которого соединен с выходом четвертого триггера 31, один вход которого соединен с контактом 33, а другой соединен с выходом элемента ИЛИ 34, три входа которого соединены с выходами соответствующих трех элементов И 27 первой группы, первые входы которых объединены и соединены с первым входом регистра 30 и первым входом блока 18, пятый вход которого соединен с вторым входом регистра 30 и объединенными вторыми входами трех триггеров 28, вторые входы элементов И 27 первой группы соединены с соответствующими с второго по четвертый входами блока 18, а выходы соединены с первыми входами соответственно с первого по третий триггеров 28, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно с первого по третий элементы И 29 второй группы и соответственно с четвертого по шестой входами регистра 30, с первого по третий выходы которого соединены с третьими входами соответственно с первого по третий элементы И 29 второй группы, первые входы которых соединены с соответствующими с первого по третий выходами регистра 32 сдвига, а выходы соединены с соответственно с первого по третий выходами блока 18, вход "Реверс" которого соединен с седьмым входом регистра 30, четвертый выход которого соединен с его третьим входом.
Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом.
В исходном состоянии в счетчик 23 блока 4 подключения передатчика стационарной станции записана единица, что указывает на то, что команда на временное подключение передатчика 8 будет выдана на первую стационарную радиостанцию 5. Перед началом сеанса радиосвязи абонент центральной станции 1 выдает команду на первый вход блока 4 подключения передатчика стационарной станции и далее через элемент ИЛИ 25 и блок элементов И 26 команда поступает по передающей линии 3 на временное подключение передатчика 8 первой стационарной радиостанции 5. Передатчик 8 одновременно с вызывным сигналом, поступающим от абонента центральной станции 1, излучает сигнал маркера с частотой, получаемой от генератора 6. При совпадении вызывного кода с индивидуальным кодом данной подвижной радиостанции 13 на выходе приемника 16 появляется сигнал, который вместе с сигналом маркера с выхода фильтра 19 подается в блок 18 управления. Эти сигналы через ключ 21, передатчик 15 и антенну 12 поступают на управляющий вход ключа 11 и подключают через передатчик 8, ключ 11, антенну 12 генератор 6 к модулирующему входу передатчика 15. Контрольный сигнал после демодуляции в приемнике 9 выделяется фильтром 10 и подается на управляющие входы ключа 7 и ключа 11, которые соединены через центральную станцию 1 и которые удерживают передатчик 8 постоянно во включенном состоянии.
Если подвижная радиостанция 13 находится в зоне действия первой стационарной радиостанции 5, то контрольный сигнал выделяется фильтром 10 и, воздействуя на ключи 7 и 11, подключает выход приемника 9 к приемной линии 2, подключает выход передатчика 8 к антенне 12. Передатчик 8 излучает несущую, модулированную сигналом взаимодействия. Эти сигналы принимаются приемником 14 подвижной радиостанции 13 и после выделения соответственно фильтром 19 и приемником 16 поступают в блок 18 управления. На выходе любого из элементов элемента И 27 появляется напряжение, которое опрокидывает триггер 31, чем прекращает последовательность коммутации ключей 21.
При этом проверяется качество связи. Если соотношение сигнал/шум в канале будет ниже заданного порогового значения, то анализатор 17 выдает импульс, который через ключ 20, передатчик 15 и приемник 9 поступает на центральную станцию 1 и далее на второй вход блока 4 подключения передатчика стационарной станции. С второго входа блока 4 подключения передатчика стационарной станции импульс поступает на вход счетчика 23, увеличивая его значение на единицу, и через элемент задержки 24 на второй вход элемента ИЛИ 25. Элемент задержки 24 задерживает импульс на время срабатывания счетчика 23. Импульс с выхода элемент ИЛИ 25 поступает на первый вход блока элементов И 26. С выхода блока элементов И 26 поступает номер очередной стационарной радиостанции 5, обеспечивая тем самым автоматическую посылку по передающей линии 3 команду на временное подключение передатчика 8, второй стационарной радиостанции 5 и подключение подвижной радиостанции 13 к второй стационарной радиостанции 5.
Если соотношение сигнал/шум в канале также будет ниже заданного порогового значения, то повторится процесс подключения очередной стационарной радиостанции 5.
При получении соотношения сигнал/шум в канале, равного или больше порогового значения, анализатор 17 не будет выдавать импульс.
В этом случае при нахождении подвижной радиостанции 13 в зоне действия стационарной радиостанции 5 по инициативе того или иного абонента к передатчику 5 через ключ 21 подключен генератор 22 с частотой f1. Этот сигнал, выделенный фильтром 10, удерживает передатчик 8 во включенном состоянии через ключ 11 и обеспечивает соединение приемника 9 с приемной линией 2 через ключ 7 и абоненты могут приступить к ведению переговоров.
После поднятия абонентом микротелефонной трубки замыкается контакт 33, срабатывает триггер 31 в блоке 18 и на трех выходах регистра 32 возникает последовательность импульсов с частотой следования, определяемой частотой генератора 35. В результате - поочередное открывание ключей 11 всех стационарных станций 5 по маршруту следования подвижного объекта последовательно модулируемыми контрольными сигналами с радиочастотами f1, f2, f3. Если подвижный объект находится в зоне действия определенной стационарной радиостанции 5, то контрольный сигнал выделяется фильтром 10 и, воздействуя на ключи 7 и 11, подключает выход приемника 9 к приемной линии 2 и подключает выход передатчика 8 к антенне 12. Состояние триггеров 28 запоминается регистром 30, и он подготавливается к управлению ключами 21 по сигналу анализатора 17.
При перемещении подвижного объекта за счет уменьшения напряженности поля соотношение сигнал/шум в канале падает. Как только это соотношение станет ниже заданного порогового значения, анализатор 17 выдает импульс, поступающий в регистр 30 блока 18.
Информация, записанная в регистре 30, сдвигается на один такт, ключ 21 размыкается, и генератор 6 отключается от передатчика 15. В результате передатчик 8 прекращает процесс излучения, а приемник 9 отключается от тракта. Подвижный объект отключается от стационарной радиостанции, к которой он был подключен, и подключается к следующей на маршруте его движения, и так далее.
Аналогично обеспечивается непрерывность связи и при переходе транспортного объекта из зоны действия одной стационарной радиостанции 5 в зону действия другой.
При движении объекта в обратном направлении последовательность коммутации изменяется на обратную путем реверсирования сдвига информации в регистре 30 блока 18. В каждый момент времени излучает передатчик 8 лишь одной стационарной радиостанции 5 и тем самым исключается опасность интерференции сигналов одновременно работающих передатчиков 8 соседних стационарных радиостанций 5 в равносигнальной зоне.
Таким образом, в устройстве обеспечивается возможность автоматического определения местонахождения подвижного объекта, которому необходимо передать информацию, на момент времени начала связи с ним.