Разработка принципов использования радиопередающих устройств СДВ диапазона для организации дополнительных каналов передачи цифровой информации

• Автор: Лукин, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛОВ СВЕРХДЛИННОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
1Л Распространение сверхдлинных волн
1.2 Энергетические показатели радиопередающих устройств
1.3 Частотные и временные характеристики
1.4 Дальность передачи цифровой информации
1.5 Зоны обслуживания
1.6 Выводы
Приложения к разделу
2. СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ СДВ ДИАПАЗОНА
2.1 Основные режимы работы
2.2 Алфавит сигналов
2.3 Частотная модуляция
2.4 Фазовая модуляция
2.5 Линейная частотная модуляция
2.6 Двойная угловая модуляция
2.7 Выводы
Приложения к разделу
3. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ
3.1 Формирование сигналов с двойной угловой модуляцией
3.2 Методы приема сигналов
3.2.1 Когерентный метод приёма
3.2.2 Корреляционный метод приёма
3.2.3 Разностно - когерентный метод приема
3.3 Оценка размера выборки принимаемого сигнала
3.3.1 ДПФ и интерполяция обобщенными полиномами
3.3.2 Оценка требуемой частоты дискретизации
3.4 Структурная схема алгоритма приема сигнала с ОДУМ
4. АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ
4.1 Элементная база для построения приемников СДВ диапазона
4.1.1 Операционные усилители
4.1.2 Аналога - цифровые преобразователи
4.1.3 Цифровые сигнальные процессоры
4.2 Преселекторы приемных устройств СДВ диапазона
ОГЛАВЛЕНИЕ
4.3 Преселекторы с изменяемой полосой пропускания
4.4 ARLC преселектор с изменяемой полосой пропускания
4.5 ARC - преселектор с имитацией индуктивности
4.5.1 ARC -индуктивность
4.5.2 ARC - структура
4.6 Низкодобротный ARC - полосовой фильтр с изменяемой полосой пропускания для преселекторов приемных устройств СДВ диапазона
4.7 Высокодобротный ARC - полосовой фильтр с изменяемой полосой пропускания для преселекторов приемных устройств СДВ диапазона
4.8 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Сверхдлинноволновый диапазон (диапазон ОНЧ) - 10 - 30 кГц в настоящее время используется для специальной радиосвязи, прежде всего для связи с подвижными объектами, а также для дальней радионавигации и передачи сигналов единого времени. Это объясняется большими дальностями и высокой стабильностью распространения сверх-длинных волн.
Для передачи информации различного назначения в этом диапазоне используются СДВ передающие радиостанции мощностью от сотен до тысяч киловатт. На территории бывшего Советского Союза расположено шесть мощных СДВ радиостанций, осуществляющих передачу информации в радиолиниях дальней магистральной связи и передачу сигналов единого времени. Четыре из них находятся на территории России - радиостанция УТР - 3 (г. Нижний Новгород), УШЦ - 3 (г. Хабаровск), УПД - 8 (г. Архангельск), и радиостанция в районе г. Краснодара. Радиостанция УНЦ - 3 находится в районе г. Моло-дечно (Белоруссия), радиостанция УСБ - 2 - в районе города Бишкек. Излучаемая мощность всех радиостанций при передаче сигналов единого времени установлена 300 кВт.
Кроме связных радиостанций в СДВ диапазоне непрерывно работают и опорные станции фазовых радионавигационных систем. На территории СНГ расположены пять таких радиостанций, расположенных вблизи городов Мурманск, Краснодар, Новосибирск, Комсомольск-на-Амуре и Чарджоу. Мощность излучения этих станций составляет 50 ... 80 кВт; суточная нестабильность частоты не превышает 510“13. На станциях фазовых РНС предусмотрен связной режим работы радиопередающих устройств.
Экономические реформы в Российской Федерации и других странах СНГ, сокращение расходов на оборону, жесткая экономия госбюджета находятся в противоречии с необходимостью больших финансовых затрат на эксплуатацию существующих передающих центров СДВ диапазона.
Актуальной представляется задача дополнительной загрузки имеющегося оборудования с целью получения финансовых ресурсов для эффективной эксплуатации и дальнейшего развития указанной техники.
Одним из возможных направлений использования радиопередающих устройств СДВ диапазона является дополнительная передача ими цифровой информации ограниченных объемов практически в любую точку Земли, аналогично обычным системам пейджинговой связи, работающих в крупных населенных пунктах. Глобальная пейджинговая связь может представлять интерес для государственных и коммерческих предприятий, заинтересованных в оперативной и прямой доставке цифровой информации непосредственно потребителю минуя междугородные и международные средства телекоммуникаций и не требующие знания местонахождения потребителя, который может находиться на суше, в воздухе, на воде, и даже под водой.
Как отмечалось выше, не малую роль в необходимости такой разработки играет экономическая сторона вопроса, но еще несколько лет назад не существовало элементной базы, которая позволяла бы реализовать алгоритмы обработки сигналов, необходимые для решения данной задачи. В первую очередь это касается аналого-цифровых преобразователей и цифровых сигнальных процессоров.
Целью настоящей диссертационной работы является подготовка технических предложений использования наземного оборудования СДВ радиопередающих устройств для передачи дополнительной цифровой информации.
Отправной точкой в решении данной задачи являются параметры того оборудования, которое предоставляется фазовой радионавигационной системой и связными станциями, а именно СДВ передающие устройства.
СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ СДВ ДИАПАЗОНА

2. СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ СДВ ДИАПАЗОНА
2Л Основные режимы работы
Возможные режимы передачи цифровой информации с использованием навигационных и связных радиопередающих устройств СДВ диапазона можно разделить на следующие типы:
1. Связной режим использования РПУ; этот режим работы предусмотрен техническими решениями наземного оборудования как связных станций, так и фазовых РНС. В разделе 1 указывается на возможность подключения к РПУ РНС “связного возбудителя” обеспечивающего исходный сигнал, который после необходимого усиления излучается в эфир на соответствующих несущих частотах. В настоящее время наземное оборудование фазовых РНС допускает передачу связной информации со скоростью 50 дв. ед./сек при использовании частотной модуляции с разносом частот 75 ... 90 Гц. В этом режиме все ресурсы РПУ, как связных так и навигационных станций, отдаются для передачи цифровой информации.
2. Совместный режим передачи, при котором кроме обеспечения частотновременной диаграммы работы фазовой РНС в “пустых” сегментах осуществляется передача дополнительной цифровой информации на выбранных несущих частотах (см. Приложение 2.1). Так передатчик “А” может передавать дополнительную цифровую информацию в 5 и 6 сегментах частотно-временной диаграммы в течение 1,2 сек; передатчик "Б" в 2,5 и 6 сегментах (1,8 сек); передатчик “В” в 1, 5 и 6 сегментах. Менее удобно использование передающих устройств “Г” и “Д”, временная диаграмма которых предусматривает лишь одно “временное окно” для каждого передатчика. Связные станции в этом режиме, на частотах не связанных с передачей навигационной информации, могут постоянно передавать цифровую информацию.
3. Одновременный режим передачи, при котором передача цифровой информации осуществляется на вторичной основе во всех сегментах частотно-временной диаграммы РНС за счёт части энергии сигнала, представляемых навигационной системой. В этом режиме связные станции, на частотах не связанных с передачей навигационной информации, также могут постоянно передавать цифровую информацию.
Каждый из трёх рассмотренных режимов работы может быть, в свою очередь, разделен на подрежимы. Кроме этого, организационно возможна независимая (автономная) работа РПУ, передающих каждый свою информацию, или работа РПУ в сети, где информация распределяется по всем станциям, каждая из которых передаёт определенную часть информации.
Учитывая многообразие всевозможных способов использования наземных комплексов в автономных или сетевых режимах передачи цифровой информации, необходимо, прежде всего, сформулировать основные (общие) условия использования РПУ навигационных и связных систем.
- Первое условие: имеющиеся РПУ способны передавать лишь узкополосные сигналы, соответствующие по своим энергетическим спектрам полосам пропускания колебательных систем и связанным с ними мощностями излучаемых колебаний.