Патент на изобретение №2208910

(54) СПОСОБ ДУПЛЕКСНОГО РАДИООБМЕНА ТЕЛЕФОННЫМИ СИГНАЛАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться при построении телефонных дуплексных радиолиний, например в КВ диапазоне частот, в том числе с работой на одной частоте. Способ дуплексного радиообмена телефонными сигналами основан на формировании телефонного сигнала, а также последовательно выполняемых модуляции несущей и передаче сигнала в прямом направлении, а также в обратном направлении последовательно выполняемых приеме сигнала и демодуляции, а также получении телефонного сигнала, причем после формирования телефонный сигнал делят на одинаковые временные интервалы длительностью Т, каждый из которых с задержкой Т_ЗАД, определяемой как T_ЗАД(T/2+_p+_з), где _p – время распространения сигнала в одном направлении, _з – защитный интервал, сжимают во времени по определенному закону до длительности, равной Т_ПРД, где Т_ПРД – время передачи сигнала в каждом направлении, а Т_ЗАД+Т_ПРД=Т, и используют сжатый телефонный сигнал для модуляции несущей, а также приема сжатых по времени до длительности Т_ПРД телефонных сигналов, передаваемых в обратном направлении в интервалы задержки Т_ЗАД, с задержкой, равной ₂, по отношению к началу интервала передачи сжатого телефонного сигнала в обратном направлении, их демодуляции и расширении по времени по закону, обратному тому, что используют при сжатии телефонного сигнала, до длительности временного интервала, равного Т, и последующем получении телефонного сигнала. Сжатие временных интервалов длительностью Т телефонного сигнала, передаваемого в прямом направлении, производят параллельно с приемом сжатого телефонного сигнала, передаваемого в обратном направлении. Для обеспечения совмещения периодически в каждом из направлений в начале каждого N-го интервала передачи Т_ПРД формируют синхросигнал, которым модулируют несущую и передают в прямом направлении, при приеме синхросигнал демодулируют и используют для совмещения положения смежных временных интервалов Т принятого телефонного сигнала. Технический результат достигается при реализации изобретения, состоит в осуществлении режима полного дуплексного телефонного радиообмена на одной рабочей частоте. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться при построений телефонных дуплексных радиолиний, например, в KB диапазоне частот, в том числе с работой на одной частоте.

Известен способ радиообмена телефонными сигналами, основанный на формировании низкочастотного телефонного сигнала, модуляции несущей низкочастотным сигналом и последующей передаче сигнала в прямом направлении, а также после переключения направления радиообмена из состояния “передача” в состояние “прием”, приеме сигнала, его демодуляции и получении низкочастотного телефонного сигнала [1].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ, описанный в [2]. Данный способ радиообмена сигналами, основанный на формировании сигнала, модуляции несущей низкочастотным сигналом и последующей передаче сигнала в прямом направлении, а также в обратном направлении, приеме сигнала, его демодуляции, а также получении сигнала, при этом производится периодическая автоматическая коммутация направления передачи информации, взаимосвязанная с необходимостью передачи информации.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является осуществление режима полного дуплексного телефонного радиообмена на одной рабочей частоте.

Решение задачи достигается тем, что в известном способе дуплексного радиообмена телефонными сигналами, основанном на формировании низкочастотного телефонного сигнала, модуляции несущей телефонным низкочастотным сигналом и последующей передаче сигнала в прямом направлении, а также в обратном направлении, приеме сигнала, его демодуляции, а также получении низкочастотного телефонного сигнала, при этом производится периодическая автоматическая коммутация направления передачи сигналов, дополнительно выполняют следующие взаимосвязанные действия: передаваемый телефонный сигнал в прямом направлении делится на одинаковые временные интервалы длительностью Т (Т – выбирается в основном исходя из возможностей применяемых приемопередающих средств, параметров радиоканала связи и др.), каждый из которых с задержкой Т_зад, определяемой как T_зад(T/2+_p+_з), (_p – время распространения сигнала в одном направлении, _з – защитный интервал, включающий в себя время перестройки радиосредств с режима “прием” на режим “передача” или наоборот, а также другие факторы), сжимается во времени по определенному закону до длительности, равной Т_прд (Т_прд – время передачи сигнала в каждом из направлений, соответствующее длительности Т передаваемой телефонной информации), причем Т_зад+Т_прд=Т, и используется затем в качестве низкочастотного кусочного телефонного сигнала для упомянутых выше модуляции и передачи сигнала, а также приеме сжатых по времени до длительности Т_прд, как сказано выше, кусочных телефонных сигналов, передаваемых в обратном направлении в упомянутые выше интервалы задержки Т_зад, с задержкой, равной _p, по отношению к началу интервала передачи кусочного телефонного сигнал в обратном направлении, их демодуляции и расширении по времени по закону, обратному тому, что используется при упомянутом выше сжатии телефонного сигнала, до длительности временного интервала, равного Т, и последующем получении упомянутого выше телефонного сигнала, при этом периодически в каждом из направлений в начале каждого N-гo интервала передачи Т_прд (N выбирается в основном исходя из параметров используемого канала радиосвязи и стабильности приемопередающих устройств) формируется синхросигнал, который вместо начальной части низкочастотного кусочного телефонного сигнала модулирует несущую и передается, при приеме такого синхросигнала производится его демодуляция, далее синхросигнал подстраивает расширение кусочных телефонных сигналов до длительности Т и положение их во времени таким образом, чтобы совместить начала и концы смежных расширенных интервалов принимаемого телефонного сигнала, при этом синхросигнал является служебным и не участвует в формировании информации выходного телефонного сигнала.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что введение существенных отличительных признаков составляет новизну и позволяет, как будет показано ниже, решить поставленную задачу.

На фиг.1 и фиг.2 приведены временные диаграммы и алгоритм работы предлагаемого способа дуплексного радиообмена телефонными сигналами, поясняющие принцип действия и его работу, соответственно.

На чертеже фиг. 1а и 1б изображены временные диаграммы работы первой и второй радиостанций, работающих в прямом и обратном направлении соответственно. Сделаем пояснения принятым на фиг.1 обозначениям:
– Т – временной интервал, на которые распределяются передаваемые в прямом и обратном направлениях телефонные сигналы или период времени приема – передачи кванта телефонной информации в прямом и обратном направлениях; параметр Т выбирается исходя из параметров канала связи, его протяженности, а также быстродействия применяемых приемопередающих устройств и удобства ведения телефонного разговора;
– Т_прд1 и Т_прд2 – время передачи кванта телефонной информации первой и второй радиостанциями соответственно, причем
Т_прд1= Т_прд2=Т_прд – интервал времени, до которого сжимаются передаваемые отрезки телефонных сигналов длительностью Т;
– Т_прм1 и Т_прм2 – время приема кванта телефонной информации первой и второй радиостанциями соответственно, причем Т_прм1= Т_прм2=Т_прм; здесь же заметим, что кванты принимаемой информации Т_прм при их обработке расширяются до отрезков телефонных сигналов длительностью Т;
– _p – время распространения сигнала от передатчика одной радиостанции к приемнику другой радиостанций;
– ₃ – защитный интервал, включающий в себя время перестройки _п радиосредств с режима “прием” на режим “передача” или наоборот, а также другие факторы;
– T_зад = T_прд+2(_p+_з) – время задержки передачи очередного кванта телефонной информации;
заметим также, что
Т_прд=Т_прм;
Т=Т_зад+Т_прд;
T = T_прд+T_прм+2(_p+_з).
Сделаем также некоторые пояснения к алгоритму работы, приведенному на чертеже фиг.2:
– для подсчета временных интервалов длительностью Т вводится счетчик n емкостью N;
– направление потока обработки сигналов, обозначенного двойной линией со стрелкой, характеризует параллельный процесс обработки сигналов, т.е. параллельно с задержкой временных интервалов производится прием и обработка сжатых кусочных ТЛФ сигналов, переданных в обратном направлении, параллельно процессу сжатия во времени интервалов ТЛФ сигналов производится подсчет временных интервалов длительностью Т и формирование синхросигналов, параллельно демодуляции кусочных ТЛФ сигналов производится также демодуляция синхросигналов;
– для обеспечения совмещения смежных интервалов принимаемых телефонных сигналов в каждом из направлений периодически с интервалом NT передается синхросигнал. В качестве синхросигнала, например, можно использовать одну – три посылки сигнала частотной телеграфии. Синхросигнал несет в себе служебную информацию и используется исключительно для обеспечения синхронизации принимаемых квантов телефонной информации. Число N выбирается в основном исходя из параметров канала радиосвязи и стабильности применяемых приемопередающих устройств;
– процесс сжатия временных интервалов длительностью Т передаваемого в прямом направлении телефонного сигнала производится параллельно с приемом кванта телефонной информации, передаваемой в обратном направлении;
– закон сжатия временных интервалов передаваемого телефонного сигнала длительностью Т и обратный закону сжатия закон расширения квантов телефонной информации длительностью Т_прм могут быть произвольными и определяться необходимостью простоты их реализации аппаратными средствами или приданием специальных свойств сигналу, передаваемому по каналу связи, например, его закрытию.

Для КБ радиоканала протяженностью до 3 тыс км, стабильности приемопередающих устройств 10^-7 и времени переключения с режима “прием” на режим “передача” и наоборот, равного 0,005 с, можно рекомендовать следующие параметры для реализации предлагаемого способа дуплексного радиообмена телефонными сигналами:
– Т=0,2 с,
– Т_прд=Т_прм=0,08с;
– Т_зад= 0,12с;
– N=10;
– в качестве синхросигнала предлагается передавать три посылки сигналов частотной телеграфии F1B-500, 300 Бод;
– закон сжатия – линейный, расширения – обратный линейному. Реализовать данные законы можно с использованием цифровых методов обработки сигналов. Так, например, сжатие можно выполнить по схеме: АЦП с частотой дискретизации F₁ (F₁) должна удовлетворять требованиям теоремы Котельникова по отношении к входному ТЛФ сигналу) с накоплением временного интервала Т в ОЗУ, считывание сигнала из ОЗУ с задержкой Т_зад через буферный регистр с частотой F₂ (F₂= F₁Т/Т_прд) и далее ЦАП; расширение – АЦП с частотой дискретизации F₂ с накоплением временного интервала Т_прм в ОЗУ, считывание сигнала из ОЗУ через буферный регистр с частотой F₁ и далее ЦАП.

В заключение заметим, что использование предлагаемого способа позволит практически реализовать режим полного дуплексного телефонного радиообмена на одной рабочей частоте.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет решить поставленную задачу.

Источники информации
1. Устройство двусторонней связи, сб. Лучшие конструкции выставки радиолюбителей, М.: ДОСААФ, 1975, с. 79-87.

2. А.с. 1769366 Н 04 В, 7/20, 1989 г.

Формула изобретения

Способ дуплексного радиообмена телефонными сигналами, основанный на формировании телефонного сигнала, а также последовательно выполняемых модуляции несущей и передаче сигнала в прямом направлении, а также в обратном направлении последовательно выполняемых приеме сигнала и демодуляции, а также получении телефонного сигнала, отличающийся тем, что дополнительно выполняют следующие взаимосвязанные действия: после формирования телефонный сигнал делят на одинаковые временные интервалы длительностью Т, каждый из которых с задержкой Т_ЗАД, определяемой как
T_ЗАД(T/2+_p+_з),
где _p – время распространения сигнала в одном направлении;
_з – защитный интервал, сжимают во времени по определенному закону до длительности, равной Т_ПРД, где Т_ПРД – время передачи сигнала в каждом направлении;
Т_ЗАД+Т_ПРД=Т,
затем используют сжатый телефонный сигнал для модуляции несущей, а также приема сжатых по времени до длительности Т_ПРД телефонных сигналов, передаваемых в обратном направлении в интервалы задержки Т_ЗАД, с задержкой, равной _p, по отношению к началу интервала передачи сжатого телефонного сигнала в обратном направлении, их демодуляции и расширении по времени по закону, обратному тому, что используют при сжатии телефонного сигнала, до длительности временного интервала, равного Т, и последующем получении телефонного сигнала, сжатие временных интервалов длительностью Т телефонного сигнала, передаваемого в прямом направлении, производят параллельно с приемом сжатого телефонного сигнала, передаваемого в обратном направлении, при этом для обеспечения совмещения периодически в каждом из направлений в начале каждого N-го интервала передачи Т_ПРД сжатого телефонного сигнала формируют синхросигнал, которым модулируют несущую и передают в прямом направлении, при приеме синхросигнал демодулируют и используют для совмещения положения смежных временных интервалов Т принятого телефонного сигнала.

РИСУНКИ