МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ

Настоящая полезная модель относится к системам связи, в которых сигналы распространяются в свободном пространстве, в частности, к системам с территориально разнесенными радиоприемными и радиопередающими устройствами, использующими частотный разнос.
Известна наземная система подвижной радиосвязи стандарта АРСО 25 (заявка на патент EP 1589676 A2, опуб. 26.10.2005), содержащая территориально распределенные приемные каналы, выход каждого из которых подключен к территориально-распределенной сети связи, а также центральный маршрутизатор, выход которого через блок обработки и управления подключен к передающему устройству, и установленные на подвижных носителях абонентские приемные устройства, выполненные с возможностью приема сигналов, излучаемых передающей антенной передающего устройства, при этом каждый приемный канал состоит из последовательно соединенных приемника с приемной антенной, блока обработки и передачи данных и маршрутизатора, выход которого является выходом данного приемного канала.
Недостаток известной наземной системы подвижной радиосвязи заключается в ограниченной сфере ее применения. Как и большинство других систем связи, использующих стандарт АРСО 25, известная наземная система подвижной радиосвязи ориентирована на решение задач силовых структур.
Как правило, эти задачи носят оперативный характер и решаются с помощью мобильных сил быстрого реагирования (экипажей патрульных машин и пеших нарядов милиции или полиции), рассредоточенных на значительных территориях. Указанные силы и средства имеют связь с диспетчерским центром (дежурной частью) через сеть ретрансляторов. Оперативные задачи могут решаться силами реагирования автономно (в рамках делегированных им полномочий). В ряде случаев, например, при реализации операции "Перехват" используется централизованное руководство операцией из диспетчерского центра. Все абонентские радиостанции, которыми оснащены силы быстрого реагирования, работают на одинаковых частотах. Связь с диспетчерским центром осуществляется с использованием аппаратуры коррекции ошибок и выбора наилучшего сигнала (Voter).
Особенностью указанной связи является то, что в момент ведения переговоров с диспетчерским центром экипажа одной из патрульных машин экипажи других патрульных машин не могут связаться с диспетчерским центром. При решении милицейских (полицейских) задач такой режим, как правило не вызывает серьезных осложнений, поскольку экипаж патрульной машины может действовать автономно и самостоятельно принимать оперативные решения.
Кроме решения задач силовых структур, существуют и другие области применения систем подвижной радиосвязи, отличающиеся относительно невысокой стоимостью. Одной из таких областей является использование системы подвижной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
При этом применении не требуется столь большой зоны действия системы подвижной радиосвязи, как при решении задач силовых структур. Соответственно, применение ретрансляторов является необязательным. Однако, при этом предъявляются более высокие требования к надежности связи. В частности, недопустимой является ситуация, когда при переговорах с диспетчерским центром одного из абонентов другие абоненты лишены возможности оперативного (в реальном масштабе времени) доступа к диспетчерскому центру. Подобные ситуации могут привести к аварии на железной дороге.
В связи с этим, на железнодорожном транспорте абонентские станции работают на разных частотах, а приемник, установленный в диспетчерском центре, является многоканальным.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является многоканальная система радиосвязи по принадлежащему заявителю патенту на полезную модель RU 82970 U1, опубликованному 10.05.2009, содержащая контроллер, несколько радиоприемных устройств, приемную антенну с антенно-согласующим устройством, выходы которого подключены к входам радиоприемных устройств, входы управления каждого из которых соединены с соответствующими выходами управления контроллера, а информационные и служебные выходы радиоприемных устройств - с соответствующими входами контроллера, радиопередающее устройство с передающей антенной, подключенное к контроллеру, многоканальный блок регистрации переговоров, ко входам которого подключены соответствующие выходы контроллера, пульт дистанционного управления, содержащий блоки звуковой и световой индикации, ко входу которого подключен информационный выход контроллера, соответствующий вход которого соединен с выходом пульта дистанционного управления
Эта многоканальная система радиосвязи имеет достаточно широкую сферу применения, в частности, ее возможно использовать на железнодорожном транспорте. Это подтверждено длительным использованием многоканальной стационарной радиостанции "Альтавия-155", выполненной в соответствии с ближайшим аналогом (http://www.elektropribor1.ru/altavia155). Однако это же длительное использование показало, что оператор пульта дистанционного управления оказывается излишне загружен решением задач координации действий пользователей носимых и возимых радиостанций, непосредственно входящих в состав многоканальной системы радиосвязи. Такая излишняя загрузка может явиться причиной ошибок оператора (человеческий фактор), последствия которых непредсказуемы.
Заявляемая полезная модель обеспечивает сохранение преимуществ ближайшего аналога при одновременном решении задачи существенного сокращения загрузки оператора пульта дистанционного управления.
Технический результат, достигаемый с помощью предложенного решения, заключается в обеспечении дополнительной возможности временного управления работой системы с другого, более простого пульта дистанционного управления.
Технический результат достигается тем, что в многоканальную систему радиосвязи, содержащую контроллер, несколько радиоприемных устройств, приемную антенну с антенно-согласующим устройством, выходы которого подключены к входам радиоприемных устройств, входы управления каждого из которых соединены с соответствующими выходами управления контроллера, а информационные и служебные выходы радиоприемных устройств - с соответствующими входами контроллера, радиопередающее устройство с передающей антенной, подключенное к контроллеру, первый пульт дистанционного управления, содержащий первые блоки звуковой и световой индикации, ко входу которого подключен информационный выход контроллера, соответствующий вход которого соединен с выходом первого пульта дистанционного управления, согласно предложению введены блок выбора каналов и второй пульт дистанционного управления, включающий в свой состав вторые блоки звуковой и световой индикации, выход блока выбора каналов соединен со входом управления второго пульта дистанционного управления, выход которого соединен с соответствующим входом контроллера, информационный выход которого соединен с информационным входом второго пульта дистанционного управления, а выход управления - с первым входом блока выбора каналов, второй вход которого подключен к выходу управления первого пульта дистанционного управления.
Технический результат также достигается следующими частными случаями выполнения узлов системы.
Первый пульт дистанционного управления может быть выполнен с возможностью подключения к компьютеру для программирования параметров контроллера, первого пульта дистанционного управления, блока выбора каналов, а также радиопередающего и радиоприемных устройств.
Радиопередающее и радиоприемные устройства могут быть выполнены с возможностью функционирования в стандарте АРСО 25.
Блок выбора каналов и второй пульт дистанционного управления конструктивно могут быть выполнены в общем корпусе.
Передающая и приемная антенны предпочтительно удалены друг от друга на расстояние, позволяющее исключить возможность блокирования радиоприемных устройств сигналом, излучаемым радиопередающим устройством.
Радиопередающее устройство может быть выполнено с возможностью работы как в цифровом, так и в аналоговом режимах, при этом в цифровом режиме возможно шифрование речевых сообщений и пакетов данных.
Система может содержать многоканальный блок регистрации переговоров, к входам которого подключены соответствующие выходы контроллера.
Сущность предложенной полезной модели поясняется на фиг.1, где использованы следующие обозначения: 1 - антенно-согласующее устройство; 2 - приемная антенна; 3 - радиоприемное устройство; 4 - контроллер; 5 - первый пульт дистанционного управления; 6 - второй пульт дистанционного управления; 7 - блок выбора каналов, 8 - вторые блоки звуковой и световой индикации; 9 - первые блоки звуковой и световой индикации; 10 - радиопередающее устройство; 11 - передающая антенна; 12 - многоканальный блок регистрации переговоров.
Многоканальная система радиосвязи содержит контроллер 4, несколько радиоприемных устройств 3, приемную антенну 2 с антенно-согласующим устройством 1, выходы которого подключены ко входам радиоприемных устройств 3, входы управления каждого из которых соединены с соответствующими выходами управления контроллера 4, а информационные и служебные выходы радиоприемных устройств 3 - с соответствующими входами контроллера 4. В состав многоканальной системы радиосвязи входит также радиопередающее устройство 10 с передающей антенной 11, подключенное к контроллеру 4. Многоканальная система радиосвязи содержит также многоканальный блок 12 регистрации переговоров, к входам которого подключены соответствующие выходы контроллера 4. Кроме того, многоканальная система радиосвязи включает в свой состав первый пульт 5 дистанционного управления, содержащий блоки 9 звуковой и световой индикации и дополнительный второй пульт 6 дистанционного управления, содержащий вторые блоки 8 звуковой и световой индикации. Входы первого пульта 5 дистанционного управления и второго пульта 6 дистанционного управления соединены между собой и подключены к информационному выходу контроллера 4, соответствующие входы которого соединены с выходами первого пульта 5 дистанционного управления и второго пульта 6 дистанционного управления. В состав многоканальной системы радиосвязи входит также блок 7 выбора канала, выход которого соединен с входом управления второго пульта 6 дистанционного управления, а первый и второй входы, соответственно, с выходом управления контроллера 4 и с выходом управления первого пульта 5 дистанционного управления.
Многоканальная система радиосвязи может содержать несколько дополнительных вторых пультов 6 дистанционного управления, однако для упрощения изложения в настоящей заявке рассматривается только один второй пульт 6 дистанционного управления.
Контроллер 4 полностью соответствует используемым в схеме ближайшего аналога маршрутизатору и территориально-распределенной сети связи. Поскольку к задачам данной полезной модели не относится обеспечение взаимной связи блоков на больших расстояниях, а также для простоты изложения, был использован контроллер 4, объединяющий функции маршрутизатора и территориально-распределенной сети связи (хотя реальная схема аппаратурной реализации настоящей полезной модели использует территориально распределенную сеть связи).
Все блоки, входящие в состав предложенной системы, кроме блока 7 выбора каналов и второго пульта 6 дистанционного управления, повторяют соответствующие блоки ближайшего аналога, а их аппаратурные реализации входят в состав упомянутой выше многоканальной стационарной радиостанции "Альтавия-155" (http://www.elektropribor1.ru/altavia155).
При этом только функции первого пульта 5 дистанционного управления несколько усложнены, поскольку он используется также и для управления работой блока 7 выбора каналов.
Второй пульт 6 дистанционного управления является упрощением первого пульта 5 дистанционного управления, поэтому возможность его аппаратурной реализации не вызывает сомнений.
Блок 7 выбора каналов является по своим функциям простейшим дешифратором, управляющим ключевой схемой. При программировании первый пульт 5 дистанционного управления заносит в блок 7 выбора каналов номера каналов, для которых ключевая схема должна быть открыта. Блок 7 выбора каналов запоминает эти номера и не пропускает во второй пульт 6 дистанционного управления сигналы каналов с другими номерами. Подобные блоки широко известны.
Аппаратурная реализация блока 7 выбора каналов и дополнительного пульта 6 дистанционного управления выполнена в едином корпусе и названа заявителем "Устройством дистанционного переключения каналов системы УКВ радиосвязи". На предприятии-заявителе освоен единичный выпуск таких устройств. Они предполагаются для включения в модификацию упомянутой выше многоканальной стационарной радиостанции "Альтавия-155". Эта модификация получила наименование "Альтавия-155М-02"
Поэтому возможность практической реализации предлагаемой полезной модели не вызывает сомнений.
Предложенная полезная модель работает следующим образом.
Антенно-согласующее устройство 1, вход которого подключен к приемной антенне 2, а выходы - к входам соответствующих радиоприемных устройств 3, обеспечивает работу всех радиоприемных устройств 3 через общую приемную антенну 2. Радиоприемные устройства 3 принимают свои сигналы независимо друг от друга (каждый на своей частоте), декодируют их и направляют полученные речевые сигналы и декодированные данные на соответствующие информационные входы контроллера 4. Наличие одной приемной антенны 2 упрощает размещение антенного хозяйства на объекте.
Радиоприемные устройства 3 могут быть аналоговыми с частотным разнесением или же цифровыми, выполненными с возможностью функционирования в стандарте АРСО 25.
В контроллере 4 происходит обработка декодированных данных и суммирование речевых сигналов. При необходимости по команде оператора с первого пульта 5 дистанционного управления контроллер 4 может отключать некоторые радиоприемные устройства 3 (каналы приема).
Такое отключение соответствует тому, что ряд носимых или возимых передающих устройств, сигналы которых должны были приниматься этими радиоприемными устройствами 3, временно выведен из состава многоканальной системы радиосвязи (например, передан во временное пользование в другую организацию).
С выхода контроллера 4 суммарный речевой сигнал направляется в первый пульт 5 дистанционного управления и во второй пульт 6 дистанционного управления. Информация о номере канала при этом поступает в блок 7 выбора каналов.
Работа блока 7 выбора каналов определяется последней из установленных в многоканальной системе радиосвязи программой работы. Для установки такой программы работы достаточно подключить первый пульт 5 дистанционного управления к компьютеру (на фиг.1 он не показан), на котором установлено соответствующее программное обеспечение. После этого оператор первого пульта 5 дистанционного управления получает возможность проводить настройку блоков многоканальной системы радиосвязи, регулировку их параметров и обновление встроенного программного обеспечения. В том числе обновляется программа работы блока 7 выбора каналов.
Блок 7 выбора каналов воздействует на второй пульт 6 дистанционного управления, подавляя передачу на вторые блоки 8 звуковой и световой индикации, входящие в состав второго пульта 6 дистанционного управления, всех сигналов контроллера 4, кроме сигналов с номерами каналов, установленными для блока 7 выбора каналов при его программировании. Если, например, при программировании на блок 7 выбора каналов не было заведено ни одного номера канала, то у вторых блоков 8 звуковой и световой индикации будут подавлены все входные воздействия. Никаких сигналов не будет поступать, и второй пульт 6 дистанционного управления будет исключен из числа действующих в многоканальной системе радиосвязи. Работа многоканальной системы радиосвязи будет полностью соответствовать известной работе ближайшего аналога. В этом режиме второй пульт 6 дистанционного управления может быть просто выключен.
Предположим теперь, что оператор первого пульта 5 дистанционного управления должен временно покинуть свое рабочее место (например, во время обеденного перерыва). Поскольку площадь территориального размещения многоканальной системы радиосвязи составляет десятки квадратных километров, подменить оператора сотрудником, имеющим квалификацию, позволяющую работать с первым пультом 5 дистанционного управления, представляет достаточно сложную задачу. Поэтому перед своим уходом с рабочего места оператор первого пульта 5 дистанционного управления может запрограммировать блок 7 выбора каналов так, что передача каждого канала не будет подавляться. Тогда второй пульт 6 дистанционного управления будет в течение некоторого времени выполнять все функции первого пульта 5 дистанционного управления по приему сообщений, а сотрудник, работающий с этим вторым пультом 6 дистанционного управления, сможет временно подменить отсутствующего оператора первого пульта 5 дистанционного управления. При этом второй пульт 6 дистанционного управления существенно проще, в нем нет сложных устройств, вроде сенсорного экрана, и задачи, которые он должен выполнять, также не слишком сложны. Например, от второго пульта 6 дистанционного управления не требуется проводить отключение радиоприемного устройства 3. Это означает, что временную подмену оператора первого пульта 5 дистанционного управления может осуществлять сотрудник существенно более низкой квалификации, отыскать которого не представляет труда. При работе второго пульта 6 дистанционного управления в этом режиме блок 7 выбора каналов может представлять собой обычную линию связи.
После своего возвращения оператор первого пульта 5 дистанционного управления должен опять перепрограммировать блок 7 выбора каналов, чтобы отключить второй пульт 6 дистанционного управления от контроллера 4 (в простейшем случае надо просто выключить дополнительный пульт 6 дистанционного управления) и продолжать далее работу по приему и передаче сообщений для носимых и возимых радиостанций, входящих в состав многоканальной системы радиосвязи. При этом оператор должен будет использовать первые блоки 9 звуковой и световой индикации, входящие в состав первого пульта 5 дистанционного управления.
Предположим теперь, что определенная группа пользователей носимых или возимых радиостанций занята выполнением некоего общего, совместного дела, например, розыском какого-то потерянного груза, который срочно понадобился получателю. Эти пользователи, имеющие в своем распоряжении носимые или возимые радиостанции и выполняющие совместную работу, нуждаются в особом направляющем руководстве. Оператору первого пульта 5 дистанционного управления эти совместно работающие сотрудники представляют особую сложность в руководстве их работой. Поэтому, для такого примера, можно обосновать передачу нескольких каналов для управления от второго пульта 6 дистанционного управления. Такие переданные каналы особым образом выделяются в первых блоках 9 звуковой и световой индикации, входящих в состав первого пульта 5 дистанционного управления (например, сводятся в особое вспомогательное окно).
Таким образом, на первом пульте 5 дистанционного управления с помощью первых блоков 9 звуковой и световой индикации отображаются состояния каждого из радиоприемных устройств 3. А на втором пульте 6 дистанционного управления с помощью вторых блоков 8 звуковой и световой индикации отображается состояние радиоприемных устройств 3, в соответствии с программой работы блока 7 выбора каналов.
На первых блоках 9 звуковой и световой индикации и на вторых блоках 8 звуковой и световой индикации отражаются также сигналы дополнительной служебной информации о состоянии территориально вынесенного радиопередающего устройства 10, излучающего с помощью передающей антенны 11 достаточно мощный сигнал. Отнесение радиопередающего устройства 10 на достаточно большое расстояние от стойки, в которой размещаются радиоприемные устройства 3, позволяет существенно уменьшить вероятность забивания приемных каналов мощным сигналом радиопередающего устройства 10, благодаря чему еще более повышается надежность работы всей многоканальной системы радиосвязи.
Радиопередающее устройство 10 может работать как в цифровом, так и в аналоговом режимах. При этом в цифровом режиме, при использовании открытого стандарта цифровой связи АРСО 25, возможно шифрование речевых сообщений и пакетов данных, что также повышает надежность работы рассматриваемой многоканальной системы радиосвязи.
При нажатии кнопки гарнитуры, подключенной к первому пульту 5 дистанционного управления или ко второму пульту 6 дистанционного управления, речевой сигнал с микрофона гарнитуры направляется в контроллер 4 и, далее (например, по дуплексному каналу связи) поступает на радиопередающее устройство 10. По тому же каналу связи с первого пульта 5 дистанционного управления или со второго пульта 6 дистанционного управления направляется соответствующая команда управления, получив которую радиопередающее устройство 10 переключается на заданный канал и переходит в режим передачи. При отпускании кнопки гарнитуры (или в других ситуациях, определяемых алгоритмом работы системы) на радиопередающее устройство 10 направляется команда его выключения.
Важным свойством рассматриваемой многоканальной системы радиосвязи является то, что она работает в дуплексном режиме, то есть радиоприемные устройства 3 могут работать даже во время работы радиопередающего устройства 10. При этом радиопередающее устройство 10 не забивает их своим сигналом.
Другой важной отличительной особенностью рассматриваемой многоканальной системы радиосвязи является то, что все сигналы с речевых выходов радиоприемных устройств 3, а также сигнал, подаваемый на речевой вход радиопередающего устройства 10, через контроллер 4 направляются на соответствующие входы многоканального блока 12 регистрации переговоров. Также указывается источник сигнала, подаваемого на речевой вход радиопередающего устройства 10. Таким источником может быть как первый пульт 5 дистанционного управления, так и второй пульт 6 дистанционного управления. Это позволяет осуществлять объективный постоянный контроль за работой предлагаемой многоканальной системы радиосвязи и оператора первого пульта 5 дистанционного управления, а также подменяющего его сотрудника, использующего второй пульт 6 дистанционного управления. Это также повышает общую надежность работы многоканальной системы радиосвязи.
Необходимо отметить, что разработанная и запущенная в единичное производство на предприятии-заявителе аппаратурная реализация второго пульта 6 дистанционного управления включает в свой состав педаль, настольный микрофон и выносной динамик в корпусе, специальный переходник для подключения к первому пульту 5 дистанционного управления, входящему в состав многоканальной системы радиосвязи "Альтавия-155". Этот специальный переходник является, в терминах настоящей заявки, блоком 7 выбора каналов, конструктивно расположенным в одном корпусе с дополнительным пультом 6 дистанционного управления.
Выбор рабочего канала осуществляется нажатием на одну из специальных кнопок с последующей подсветкой зеленого светодиода напротив данной кнопки.
Под каждым рядом кнопок находится съемная выдвижная прозрачная планка для закладки под нее полоски бумаги для надписей позывных.
То есть, оператору второго пульта 6 дистанционного управления несложно проводить свою работу по координации действий пользователей носимых и возимых радиостанций, входящих в состав предлагаемой многоканальной системы радиосвязи.
Введение второго пульта 6 дистанционного управления в состав многоканальной системы радиосвязи реально разгружает оператора первого пульта 5 дистанционного управления и, следовательно, снижает вероятность ошибок в его действиях, то есть обеспечивается повышение надежности работы системы, с учетом "человеческого фактора".
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет создавать надежные системы радиосвязи на железнодорожном транспорте.