Научная статья на тему 'Принцип совмещения функций определения параметров подвижных объектов и передачи информации в единой системе электросвязи'

Принцип совмещения функций определения параметров подвижных объектов и передачи информации в единой системе электросвязи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
238
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЕФИЦИТ ЧАСТОТНОГО РЕСУРСА / ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ / СОВМЕЩЁННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСВЯЗИ / ШУМОПОДОБНЫЕ СИГНАЛЫ / СПИНОВОЙ ЭХО-ПРОЦЕССОР / DEFICIENCY OF A FREQUENCY RESOURCE / ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY / INTEGRATED SYSTEM OF ELECTRIC COMMUNICATION / PSEUDONOISE SIGNALS / SPIN ECHO PROCESSOR

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Страхолис А. А., Есипенко В. И.

Освещён подход к уменьшению дефицита частотного ресурса и улучшению электромагнитной совместимости путем комплексного использования одних и тех же радиоэлектронных средств для обнаружения подвижных объектов и передачи информации. Показано, что данная проблема решается, если использовать шумоподобные сигналы на передаче с их обработкой спиновым эхо-процессором на приёме. Разработана структура транспортной подсистемы совмещённой системы электросвязи и её базовой станции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Страхолис А. А., Есипенко В. И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE PRINCIPLE OF COMBINATION OF FUNCTIONS FOR THE DEFINITION OF MOVING OBJECTS' PARAMETERS AND INFORMATION TRANSFER IN THE INTEGRATED SYSTEM OF ELECTRIC COMMUNICATION

An approach has been presented to reduce frequency resource deficiency and to improve electromagnetic compatibility by multipurpose use of the same radioelectronic equipment for moving object detection and information transfer. The problem can be solved by using pseudonoise signals at transmission with their following processing by a spin echo processor at the receiving end. The structure of a transport subsystem of the integrated system of electric communication and its base station has been developed.

Текст научной работы на тему «Принцип совмещения функций определения параметров подвижных объектов и передачи информации в единой системе электросвязи»

РАДИОФИЗИКА

УДК 621.396.96

ПРИНЦИП СОВМЕЩЕНИЯ ФУНКЦИЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ЕДИНОЙ СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

© 2009 г. АА. Страхолис 1, В.И. Есипенко 2

1 Г олицынский пограничный институт 2 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

astraholis@rambler.ru, esipenko@nntu.nnov.ru

Поступила в редакцию 14.03.2009

Освещён подход к уменьшению дефицита частотного ресурса и улучшению электромагнитной совместимости путем комплексного использования одних и тех же радиоэлектронных средств для обнаружения подвижных объектов и передачи информации. Показано, что данная проблема решается, если использовать шумоподобные сигналы на передаче с их обработкой спиновым эхо-процессором на приёме. Разработана структура транспортной подсистемы совмещённой системы электросвязи и её базовой станции.

Ключевые слова: дефицит частотного ресурса, электромагнитная совместимость, совмещённая система электросвязи, шумоподобные сигналы, спиновой эхо-процессор.

Введение

Под совмещёнными системами электросвязи (ССЭ) авторы предполагают такие системы, которые в едином цикле обеспечивают передачу информации управления и связи, связь с подвижными абонентами и радиолокационный контроль наземного и приземного воздушного пространства. Исторически так сложилось, что перечисленные функции выполняют отдельные системы. Однако бурное развитие различных радиотехнических систем породило проблему электромагнитной совместимости и привело к дефициту частотного ресурса. Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является проведение исследований по разработке совмещённых систем электросвязи. Так, например, при радиолокационном контроле полученные данные обычно передаются в единую автоматизированную систему управления. Для их передачи дополнительно задействуется система управления и связи. Впервые объединение этих двух систем нашло применение в системах посадки на Луну, в системах сближения двух космических аппаратов, в радиолокационных системах космических кораблей, в радиолокаци-

онных маяках [1—3]. Эти системы получили название радиолокационных систем с ответчиком.

Бурное развитие системы телефонной связи с подвижными абонентами столкнулось с катастрофическим снижением частотного ресурса. Стремление же к удовлетворению потребностей абонента в телефонной связи привело к необходимости разработки системы цифровой радиотелефонной связи двойного применения.

В охранных органах для сплошного радиолокационного контроля определенных участков территории и для связи с подвижными постами наблюдения на этой территории целесообразно создавать единую совмещённую систему электросвязи. В свою очередь, при связи с подвижным абонентом довольно часто возникает необходимость в определении его местонахождения. Решить эти задачи можно также с помощью совмещенной системы электросвязи.

1. Разработка топологии совмещенной системы электросвязи

Из анализа различных систем электросвязи следует, что на основе широкополосной мульти-сервисной сети электросвязи (ШМССЭ) может

А

©

И

Коммутатор -маршрутизатор

Разветвитель сигнала оповещения

Абонентские

терминалы

Широкополосные линии связи

Информация сети оповещения

Информация сети доступа

Рис. 1. Структура сети доступа с элементами сети оповещения

быть построена ССЭ. Исследования авторов ориентированы на сеть связи специального назначения, где основным видом трафика будут индивидуальные услуги типа «видео по запросу», передача данных и телефония. В этом случае оптимальной будет сеть на базе цифровой 1Р-сети с добавлением широковещательного трафика [4]. Структура такой сети показана на рис. 1.

Изображенная на рис. 1 структура сети доступа удовлетворяет в полной мере требованиям к ССЭ, если её транспортная база будет обладать следующими дополнительными возможностями:

- система управления и связи осуществляет сбор информации от различных датчиков, ведет радиолокационный контроль, обеспечивает связь с аппаратом подвижного абонента и решает задачу расширения емкости сети без изменения ее топологии;

- использует в определенном диапазоне частот пассивные участки без взаимного влияния на радиосредства, работающие на активных участках этого же диапазона частот;

- осуществляет динамическое изменение (адаптацию) системы электросвязи к заданной территории;

- повышает эффективность работы охранной системы при минимальном наборе оборудования и скрытном его расположении;

- повышает эффективность работы системы электросвязи при ухудшении радиопомеховой обстановки, то есть осуществляет отказ от под-

бора рабочих частот и выполняет работу в выделенных общих полосах частот для каждой территории;

- повышает разведзащищённость системы электросвязи путем увеличения скрытности функционирования самой системы и усложнения структуры сигнала, циркулирующего в данной системе.

В рассматриваемой структуре сети чётко вырисовывается ряд подсистем, которые обеспечивают приём, транспортировку и перераспределение информации по разным направлениям. Транспортную подсистему составляют широкополосные линии связи. В качестве таких линий применяются кабельные линии связи, радиолинии и линии спутниковой связи. Кабельные линии находят ограниченное применение из-за увеличения сроков их строительства, громоздкости и невозможности их прокладывания в труднодоступных районах. Поэтому предпочтение отдается радио- и радиорелейным линиям связи и линиям спутниковой связи.

Переход на цифру позволил отказаться от установления в пунктах разветвления традиционных автоматических станций для коммутации-каналов. Их роль выполняют коммутаторы - маршрутизаторы, осуществляющие приём общего цифрового потока, разделение его на потоки различных направлений и формирование общих цифровых потоков этих направлений.

Абонентские комплекты представляют собой сложные терминальные устройства, осуще-

ствляющие согласование канальных сигналов с общим цифровым потоком транспортной сети.

Из рассмотренной структуры ССЭ абонентские терминалы и коммутаторы-маршрутизаторы стандартизованы под заданную топологию системы, и их рассмотрение выходит за пределы данной статьи. В последующем внимание авторов сосредотачивается на структуре транспортной подсистемы рассматриваемой ССЭ, так как в ней реализуются дополнительные свойства сети, налагаемые на эту систему электросвязи.

2. Структура транспортной подсистемы ССЭ

Совмещенная система электросвязи функционирует как система фиксированной связи. Это обусловлено спецификой решаемой ею задачи. В то же время в зависимости от условий развертывания этой системы она превращается в элемент сотовой связи (например, когда система развёртывается на большой территории с широкомасштабными разрушениями, которые возникли из-за крупных чрезвычайных ситуаций). В этом случае ССЭ охватывает всю территорию и без изменения своей топологии превращается из системы фиксированной радиосвязи в элемент системы сотовой связи. Исходя из этого, транспортная подсистема ССЭ не только обеспечивает транспортировку информации от различных датчиков и систем, но также и сама участвует в формировании сигналов контроля. Для решения такой задачи необходимо, чтобы базовые станции, формирующие широкополосные линии передачи информации, обеспечивали радиолокационный контроль в пределах радиогоризонта, осветляемого данной станцией, обладали повышенной мобильностью и обеспечивали радиосвязь с аппаратом подвижного абонента. Такие дополнительные требования к транспортной подсистеме ССЭ существенно повышают эффективность исследуемой

системы в целом [5]. Элемент структуры такой транспортной подсистемы ССЭ показан на рис.

2.

На рис. 2 представлена двухинтервальная широкополосная линия связи, построенная с использованием радиорелейных средств прямой видимости или станций тропосферного рассеяния. Во втором случае изменяется только зона радиолокационного контроля. Причем если в первом случае зона радиолокационного контроля определяется в основном наблюдением за наземными подвижными объектами, то во втором появляется возможность в определенной степени контролировать и воздушные подвижные объекты.

Оконечные и промежуточные станции радиорелейной линии являются базовыми станциями, через которые осуществляется радиолокационный контроль и связь с подвижным абонентом. На радиорелейной линии (в зависимости от её протяжённости) предполагается развёртывание как промежуточных ретрансляционных пунктов, так и пунктов выделения каналов. Эти каналы должны удовлетворять рекомендациям Международного союза по электросвязи (МСЭ) и обеспечивать передачу цифровых потоков информации различного назначения. В зоне действий базовых станций обеспечивается радиосвязь с подвижным абонентом. В зависимости от требуемой глубины радиолокационного контроля базовые станции (или часть из них) снабжаются дополнительными приёмниками определения параметров подвижных объектов.

Анализ различных систем передачи показывает, что в такой транспортной подсистеме в качестве переносчика информации необходимо использовать шумоподобные сигналы (ШПС), а их приём осуществлять оптимальным приёмником. В этом случае система согласуется с зоновым принципом построения Всероссийской системы

Рис. 2. Элемент структуры транспортной подсистемы ССЭ СН, где 1 - оконечные базовые станции; 2 - промежуточные базовые станции; 3 - станция подвижного абонента; 4 - зондирующая антенна; 5 - направленная антенна радиорелейной линии; 6 - приемная антенна кругового обзора; 7 - границы радиолокационного контроля и радиосвязи с подвижным абонентом

связи (ВСС), когда все станции одной зоны работают в едином спектре частот и на одной центральной частоте ШПС. При таком подходе реализуется стандарт радиосвязи с CDMA (IS-95).

3. Требования к шумоподобному сигналу

В ССЭ структура шумоподобного сигнала должна одновременно удовлетворять как требованиям по обнаружению подвижных объектов, так и требованиям по передаче информации.

В тракте обнаружения подвижных объектов эхо-сигнал всегда обнаруживается, когда мощность его на входе приемника больше порога, установленного в зависимости от выбранного критерия оптимальности обнаружения. При этих условиях надежность обнаружения сигнала не зависит от его формы, а определяется только отношением эхо-сигнала к помехе и к спектральной плотности шума приёмника.

Предельная точность, с которой может быть измерено время прихода сигнала при самом лучшем методе обработки эхо-сигнала y(t), определяется выражением [6]

*** )-тфк • (|)

где F3 - эффективная ширина спектра сигнала, E - энергия сигнала, N0 - односторонняя спектральная плотность мощности шума, с(-) — среднеквадратическое отклонение.

При этом ошибка в измерении дальности имеет вид c(R) = 0.5сс(хr). Выражение (1) показывает, что точность измерения дальности не связана с длительностью зондирующего сигнала, а определяется длительностью сигнала на выходе приемника. Отсюда следует, что необходимо распределить энергию сигнала по частоте так, чтобы максимизировать его эффективную ширину спектра.

Ошибки измерения времени прихода сигнала и его частоты удовлетворяют неравенству [4]

С<!r )С<F) < 1 n . (2)

TyFy<2А /Nо)

Из (2) следует, что чем выше произведение эффективной длительности сигнала на его эффективную ширину спектра, т.е. чем больше база сигнала Тэ F3 = В, тем больше точность одновременного измерения дальности и скорости.

Для тракта передачи информации требования к сигналу передачи определяем через вероятность правильного его обнаружения Pid .

Расчеты, выполненные в [2, 6], показывают, что эта вероятность будет равна

Zo — <n — qi)

£>й = J W (q)dq = 1 — О

zo

(2n + 4q1)

(3)

где q и q1 - случайные величины, определяе мые выражениями соответственно:

2

q =— x vo

х |[.у(У) + п($')fdt - отношение энергии наблю-

0

даемой на интервале Тё смеси сигнала и шума к двухсторонней спектральной плотности мощ-2

ности шума Vо; ql =— I"п2(^)dt - то же при V о 0

отсутствии сигнала; W (q) - плотность распределения вероятностей случайной величины q; г 0 - порог решающего устройства, обеспечивающий максимальное значение вероятности Р правильного обнаружения сигнала при заданной вероятности Рё6 ложной тревоги; п = В - число независимых отсчётов наблюдаемой на интервале Тё реализации (его база);

ф(2 ) =

" 1 " z Г ( 2 Л —t

_л/ 2 z _ J exP — ТО 2 VJ

dt - интеграл веро-

ятности.

Из приведенных зависимостей следует, что увеличение базы сигнала В, при прочих равных условиях, приводит к уменьшению вероятности обнаружения сигнала. Это значит, что скрытность сложных сигналов (В >> 1) значительно выше, чем простых сигналов (В = 1).

Вывод. Проведенный анализ требований к форме сигнала передачи показывает, что как для тракта обнаружения, так и для трактов управления и связи необходимо использовать один и тот же сигнал, что существенно упрощает физическую реализуемость данной системы. Однако при этом должна учитываться и форма передаваемого сигнала.

4. Определение формы сигнала в ССЭ

Вопрос выбора формы сигналов является одним из самых ответственных при проектировании различных радиоэлектронных устройств, так как определяет операции кодирования и модуляции. Последние, в свою очередь, определяют структуру передающего устройства и, в определенной мере, принцип преобразования

сигнала в приёмном устройстве. Для выбора формы сигнала, обладающего большой базой, были рассмотрены функции неопределенности различных форм сигналов. При этом из нескольких форм сигналов, имеющих одинаковые формы функции неопределенности, выбирали ту форму сигнала, которая содержит равномерный энергетический спектр и относительно просто физически реализуется. Этому условию соответствуют шумоподобные сигналы.

Одним из оптимальных видов шумоподобных сигналов являются сигналы, образованные из М-последовательности максимального периода. Данные сигналы имеют коэффициент взаимной корреляции, равный 1/М, т.е. удовлетворяют теоретическому пределу. Эти сигналы оптимальны в смысле В.А. Котельникова, а коды, образованные из М-последовательностей, оптимальны в системах с посимвольным методом приёма. Исходя из вышесказанного, мы остановили наш выбор на фазоманипулирован-ных (ФМ) сигналах. Эти сигналы, в соответствии с выбранной М-последовательностью, скачкообразно изменяют фазы на величину 0 - п. При этом они принимают два значения фазы в импульсе и позволяют получить хорошие функции автокорреляции (ФАК). Эти сигналы имеют постоянные амплитуды, что обеспечивает высокую вероятность правильного приема в системах обнаружения и передачи информации.

Следует иметь в виду, что не все М-после-довательности удовлетворяют требуемой ФАК. Поэтому при построении генераторов псевдослучайных сигналов на основе М-последова-тельностей данное замечание необходимо учитывать.

Вывод. Основное преимуществом М-после-довательностей перед другими оптимальными последовательностями заключается в простоте аппаратной реализации генераторов сигналов и корреляционных приёмников. Эти последовательности способны обеспечить практически наилучшую функцию неопределённости, и поэтому они наиболее перспективны для систем обнаружения и передачи информации. Однако эти преимущества играют решающую роль только в том случае, когда в приёмном устройстве выбран оптимальный способ их обработки.

5. Способ оптимальной обработки принимаемого сигнала

Как отечественными, так и зарубежными авторами для обработки ШПС предлагаются различные конструкции согласованных фильтров и корреляторов.

Проведённые авторами исследования показывают, что для обработки принимаемого сигнала целесообразно применять спиновой эхо-процессор. При подаче на его вход информационного и опорного импульсов на его выходе формируется сигнал спинового эха, который пропорционален автокорреляционной функции входных сигналов.

Работа спинового эхо-процессора осуществляется на основе использования электронного или ядерного спинового эха. Для спинового эхо-процессора наиболее перспективными веществами, обладающими явлением ядерного спинового эха (ЯСЭ), считаются магнитоупорядоченные вещества. В них на ядрах существуют локальные магнитные поля, индукция которых достигает десятков и даже сотен тесла. Поэтому для наблюдения в них ЯСЭ не требуется наличия внешнего магнитного поля, что значительно упрощает конструкцию, уменьшает габариты и массу устройства. Другим важным свойством этих веществ является взаимодействие ядерной и электронной спиновых систем. Это взаимодействие описывается коэффициентом усиления П . В результате этого в таких материалах пере-

2

ходное затухание уменьшается в п раз и при комнатной температуре может быть менее 6070 дБ. Наличие большого коэффициента усиления позволяет уменьшить мощность обрабатываемых сигналов и управляющих радиоимпульсов, а также мощность, потребляемую устройством обработки в целом.

Проведенные исследования показывают, что спиновые эхо-процессоры обеспечивают оптимальную обработку многолучевого шумоподобного сигнала и существенно улучшают характеристики таких устройств, как устройства поиска, слежения за задержкой, синхронизации и определения параметров многолучевого сигнала.

Вывод. На наш взгляд, применение в системах обнаружения и передачи информации спинового эхо-процессора позволит реализовать в полном объёме принцип оптимальной обработки многолучевого сигнала. Это существенно улучшит помехоустойчивость и скрытность систем электросвязи.

6. Структура базовой станции транспортной подсистемы ССЭ

Особенностью работы спинового эхо-процессора является то, что он обеспечивает обработку входных сигналов только в том случае, когда они разделены интервалом свободной

Антенна кругового зондирования, также обеспечивающая связь с аппаратом подвижного абонента

Направленная антенна, формирующая сигналы первдачн и

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

приема ю радиорелейной линии

Свгтарнан антЕнна,

обеспечивающая' прием эхо-сигналов

от подвижных и

НЕПОДВІІЖНЬІА

объектов

Рис. 3. Структурная схема базовой станции совмещенной системы электросвязи со спиновым эхо-процессором

прецессии. Поэтому ССЭ обеспечивает работу только дискретными сигналами. Исходя из этого, предполагаем, что в ней решается задача приема и обработки бинарной информации. Критерием качества для работы такой модели используем критерий идеального наблюдателя и критерий максимума правдоподобия. Эти критерии в работе [6] распространены и на многолучевые каналы. На основе выражений, приведённых в [6], замечаний из [7], а также разработок авторов составлена структурная схема совмещенной системы электросвязи со спиновым детектором (рис. 3)1.

В такой системе для передачи информации используются шумоподобные сигналы, прием и обработка которых осуществляются оптимальным приемником. В этом приемнике поиск, синхронизация, определение параметров многолучевого сигнала и его оптимальная обработка осуществляются в спиновом эхо-процессоре.

Работа базовой станции осуществляется следующим образом. Сигналы от разных источников информации поступают в формирователь группового информационного сигнала, где объединяются в группы и распределяются по временным окнам.

Сформированные таким образом потоки групповых сигналов в устройстве формирования ШПС передачи преобразуются в ШПС,

1 Схема доработана А.А. Страхолисом.

форма которого определяется устройством формирования ансамбля псевдослучайных последовательностей (ПСП), который, в свою очередь, управляется устройством формирования адресного пространства. Дополнительно устройство формирования адресного пространства определяет циклический процесс в работе устройства формирования ШПС передачи.

Сформированный поток ШПС сдвигается в разрешенный диапазон частот работы базовой станции, усиливается по мощности и через устройство, обеспечивающее совместную работу трактов на заданные антенны, передается в антенну кругового зондирования, которая дополнительно обеспечивает и связь с аппаратом подвижного абонента (А1), и в направленную антенну, которая формирует сигналы передачи и приема по радиорелейной линии (А2). Эта же антенна принимает сигнал от корреспондента, который через устройство, обеспечивающее совместную работу трактов на заданные антенны, передается в устройство сдвига принимаемого ШПС в полосу частот работы спинового эхо-процессора. С выхода этого устройства уже преобразованный сигнал распределяется по устройствам поиска и контроля задержки ШПС, определения параметров принимаемого ШПС и обработки принимаемого ШПС в спиновом эхо-процессоре. Устройство поиска и контроля задержки ШПС среди разнообразной смеси входных сигналов определяет принимаемый сигнал и по нему синхронизирует тактовой генератор приемного

устройства базовой станции, а также осуществляет постоянное слежение за его задержкой.

Устройство определения параметров принимаемого ШПС анализирует входной сигнал на наличие многолучевости, определяет амплитуду и относительную задержку отдельных лучей и полученные данные передает в устройство формирования копии принимаемого ШПС. Это устройство управляется псевдослучайной последовательностью, сформированной устройством формирования ансамблей ПСП. Необходимый тип ПСП определяется устройством формирования адресного пространства. Устройство формирования адресного пространства осуществляет контроль всех входящих и исходящих сигналов, анализирует их и для каждого из них формирует соответствующую ПСП. При этом весь ансамбль формируемых ПСП должен удовлетворять условию взаимной ортогональности, что минимизирует вероятность межка-нальных переходов в одном временном окне.

Межканальные переходы из одного временного окна в другое, при соответствующем выборе защитного временного интервала, маловероятны. Поэтому ПСП одного временного окна могут повторяться и во втором окне.

Сгенерированная копия принимаемого ШПС записывается в устройство обработки принимаемого ШПС, где в спиновых эхо-процессорах осуществляется оптимальная обработка принимаемого сигнала. Обработанный таким образом принимаемый многолучевой сигнал анализируется в формирователе группового информационного сигнала и передается соответствующим приемникам информации.

Эхо-сигналы от подвижных и неподвижных объектов в соответствующее время принимаются секторной антенной А3. Они обрабатываются в устройстве приема, где усиливаются и спектр их сдвигается в полосу частот работы спинового эхо-процессора. В дальнейшем преобразованные эхо-сигналы передаются в устройство обработки принимаемых эхо-сигналов и определения параметров подвижных объектов. На это же устройство из формирователя ШПС передачи поступает копия зондирующего сигнала. В результате обработки этих сигналов формируются данные о параметрах подвижных объектов, которые передаются в устройство, в котором принимается решение: «Внимание! Цель: азимут**; дальность**; скорость**».

Для обеспечения жесткой синхронизации между базовыми станциями, базовыми станциями и аппаратом подвижного абонента в системе применяется пилот-сигнал, что позволяет:

- упростить поиск принимаемого ШПС и поддерживать синхронизм во времени между

принимаемыми и опорными сигналами в приемнике;

- облегчить выделение напряжения в блоке ФАПЧ для когерентного детектирования сигналов;

- задать цикловую синхронизацию всем абонентским станциям (АС).

Помимо кодового разделения осуществляется и временное разделение каналов. Имеются четыре временных окна, которые распределяются между направлениями связи. Во всех четырех временных окнах применяются одни и те же ансамбли ортогональных и псевдослучайных сигналов, так как временное разделение является само по себе ортогональным. Это значительно облегчает построение передающих и приемных устройств базовых станций (БС) и АС, поскольку они получаются однотипными. Комбинация временного и кодового разделений обеспечивает значительное увеличение ёмкости сети при ограниченном количестве кодовых ПСП. В этом случае реализуется система CTDMA.

Алгоритм передачи и приема ШПС на одном интервале транспортной подсистемы ССЭ следующий.

Шаг 1. В тракте передачи Пер1 базовой (оконечной) станции БС1 под действием информационного сигнала осуществляется формирование шумоподобных сигналов, спектры которых сдвигаются в диапазон частот работы станции и излучаются в сторону корреспондентов антеннами А1 и А2.

Шаг 2. Облучение окружающего пространства антенной А1. В результате этого от подвижных и неподвижных объектов формируются эхо-сигналы и осуществляется многоадресная радиосвязь с подвижными абонентами.

Шаг 3. Прием эхо-сигналов антенной А2, которая осуществляет электронное сканирование по азимуту и углу места.

Шаг 4. Обработка принятого эхо-сигнала обеспечивается спиновым эхо-процессором приемника Прк1. По результатам обработки определяются параметры подвижного объекта по дальности, скорости и азимуту.

Шаг 5. Прием сигналов аппаратом подвижного абонента и их анализ. По результатам анализа в тракте передачи аппарата подвижного абонента формируется сигнал передачи, который принимается антенной А1 базовой станции БС1.

Шаг 6. Прием сигнала антенной А3 базовой станции БС2.

Шаг 7. Анализ этого сигнала приемником Прм2, вхождение в синхронизм с передатчиком Пер1 и обратная передача пилот-сигнала о готовности его к работе.

Шаг 8. Прием антенной А3 пилот-сигнала корреспондента и обработка его приемником Прм1. По этому сигналу осуществляется синхронизация данного приемника и перевод тракта передачи Пер1 в рабочий режим.

Вывод

Рассматриваемая система электросвязи специального назначения является системой подвижной радиосвязи, развертывается в любом регионе и используется как система электросвязи двойного применения. Однако она должна не подменять систему подвижной радиосвязи общего пользования, а существенно дополнять ее, придавая ей определенные особенности, которые отсутствуют в ней или имеются в ограниченном варианте. Она существенно повышает эффективность соответствующих систем управления и позволяет решить ряд частных задач:

• существенно сократить в подвижных объектах должностных лиц количество средств прямой радиосвязи, необходимых для организации нескольких информационных направлений;

• повысить дальность связи за счет комплексного использования мобильных и стационарных средств;

• повысить устойчивость дальней связи за счет высокого потенциала каналов радиодоступа и возможности их организации в гигагерцовом диапазоне частот;

• повысить эффективность использования частотного ресурса путем повторения частот в нескольких зонах радиодоступа;

• снизить массогабаритные характеристики и энергопотребление абонентских радиосредств ввиду малой протяженности участка радиодоступа в общем информационном тракте;

• обеспечить возможность определения местоположения мобильных пользователей и решить задачу доведения до них малообъемных формализованных сообщений (персонального вызова);

• расширить сферу услуг, предоставляемых системой связи мобильному пользователю;

• относительно легко решить задачи управления при организации взаимодействия формирований различной ведомственной принадлежности при их совместных действиях в пределах ограниченной территории.

Список литературы

1. Porzitky S. Altitude Reporting on the ATCRBS -An Impatient Appraisal // IRE Trans. 1961. V. ANE-8.

2. Wise K. ATCRBS Experimental Altitude Reporting Subsystem and Developments // Proc. IRE. 1961. V. ANE-8. P. 139-144.

3. Справочник по радиолокации / Под ред. М. Скольника. Нью-Йорк, 1970: Пер. с англ. (в четырех томах) / Под общ. ред. К.Н. Трофимова. Том 3. Радиолокационные устройства и системы / Под ред. А.С. Винницкого. М.: Сов. радио, 1978. 528 с.

4. Страхолис А.А. Мультисервисные системы связи дальнего наблюдения // Материалы Московской отраслевой научно-технической конференции «Технологии информационного общества» 23-25 апреля 2007 г. М.: МТУСИ, 2007. 36-37 с.

5. Страхолис А.А. Особенности транспортной подсистемы МСДН // Материалы Московской отраслевой научно-технической конференции «Технологии информационного общества» 23-25 апреля 2007 г. М.: МТУСИ, 2007. 37-39 с.

6. Помехозащищённость радиосистем со сложными сигналами/ Г.И. Тузов, В.А. Сивов, В.И. Прыт-ков и др.; Под ред. Г.И. Тузова. М.: Радио и связь, 1985. 264 с.

7. Поляков П.Ф. Прием сигналов в многолучевых каналах. М.: Радио и связь, 1986. 286 с.

THE PRINCIPLE OF COMBINATION OF FUNCTIONS FOR THE DEFINITION OF MOVING OBJECTS' PARAMETERS AND INFORMATION TRANSFER IN THE INTEGRATED SYSTEM OF ELECTRIC COMMUNICATION

A. A. Strakholis, V.I. Esipenko

An approach has been presented to reduce frequency resource deficiency and to improve electromagnetic compatibility by multipurpose use of the same radioelectronic equipment for moving object detection and information transfer. The problem can be solved by using pseudonoise signals at transmission with their following processing by a spin echo processor at the receiving end. The structure of a transport subsystem of the integrated system of electric communication and its base station has been developed.

Keywords: deficiency of a frequency resource; electromagnetic compatibility; integrated system of electric communication; pseudonoise signals, spin echo processor.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.