Корабельная система переносной подвижной радиосвязи
Корабельная система переносной подвижной радиосвязи относится к области электрорадиотехники и может быть использована для организации переносной подвижной радиосвязи на кораблях, судах и других объектах. Достигаемым техническим результатом является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей системы за счет введения дополнительных элементов: блока управления, устройства сканирования, штатной корабельной АТС и портативных радиотелефонов, причем переносные радиостанции являются базовыми корабельными радиостанциями и подключены двухпроводными линиями связи к блоку управления и к корабельной АТС, а устройство сканирования соединено с блоком управления и с базовой радиостанцией, при этом сеть базовых радиостанций рассредоточена по кораблю на n радиостанций, где n изменяется от 2 до m, а m - общее максимальное число радиостанций, представляющих данную внутрикорабельную систему радиосвязи, причем портативные радиотелефоны совмещают два стандарта - внутреннюю связь и доступ к корабельной АТС, а также режим внешней связи - к береговым сетям сотовой связи. Ил.3.
Полезная модель относится к области электрорадиотехники и может быть использована для организации переносной подвижной радиосвязи на кораблях, судах, плавучих платформах и др.
Известно радиопередающее устройство для связи, используемое в транспортном средстве (патент ФРГ №3537107, Н 04 В 7/155, 1987). Устройство состоит из радиопередатчика, внешней антенны, соединительного фидера, внутренней антенны, усилителя и приемника. На транспортном средстве установлена внешняя антенна, принимающая посылаемые радиопередатчиком сигналы. Соединительный фидер антенны введен в транспортное средство, где принятый сигнал усиливается усилителем и посредством внутренней антенны излучается в пределах транспортного средства.
Недостатками аналога является невозможность установления гарантированной связи на кораблях, судах и других объектах, где имеется большое количество помещений, оборудования и других систем связи.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является [Система внутрикорабельной аварийной связи. Патент РФ №2108671, кл. 6 Н 04 В 7/155, 1995].
Система состоит из передающих корабельных радиостанций, размещенных в каждом отсеке корабля, и проводных линий связи. Однако, эта
система обладает низкой эффективностью - не обеспечивает совместную работу с береговыми сетями сотовой радиосвязи, не обеспечивает радиодоступ к корабельной автоматической телефонной станции (АТС) и др.
Целью полезной модели является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей такой системы.
Поставленная цель достигается за счет того, что в систему, состоящую из корабельных переносных подвижных радиостанций, размещенных в каждом отсеке корабля, и проводных линий связи, дополнительно введены блок управления, устройство сканирования, корабельная АТС и портативные радиотелефоны, причем переносные радиостанции являются базовыми корабельными радиостанциями и подключены двухпроводными линиями связи к блоку управления и к корабельной АТС, а устройство сканирования соединено с блоком управления и с базовой радиостанцией, при этом сеть базовых станций рассредоточена по кораблю на n радиостанций, где n изменяется от 2 до m, а m - общее максимальное число радиостанций, представляющих данную внутрикорабельную систему радиосвязи, причем портативные радиотелефоны совмещают два стандарта - внутреннюю связь и доступ к АТС, а также режим внешней связи - к береговым сетям сотовой связи.
Блок-схема системы приведена на Фиг.1. Она содержит: блок управления 1, устройство сканирования 2, базовые корабельные радиостанции 3, портативные радиотелефоны 4 и корабельную АТС 5.
Блок управления 1 обеспечивает обработку радиосигналов (управляет процессами первоначального управления вызова и передачи вызова между базовыми станциями), а также соединение между базовыми радиостанциями и корабельной АТС. Кроме того, он управляет процессами изменения конфигурации и диагностирования (поиск неисправностей) системы. Для управления, конфигурирования и вывода статистики о работающих в сети абонентах в блоке управления имеется разъем для подключения компьютера и принтера (на Фиг.1 не показано).
Устройство сканирования 2 осуществляет непрерывную перестройку в пределах диапазона частот, выделенного для работы наземных систем сотовой связи, определяет и маркирует частоты, не задействованные для передачи в этих системах в целях дальнейшего их использования для обеспечения связи внутри корабля.
Базовые корабельные радиостанции 3 представляют собой маломощные приемопередатчики (выходная мощность излучения 1-10 мВт) которые с помощью двухпроводного многожильного экранированного кабеля подключены к блоку управления 1 и обеспечивают радиотелефонную связь. Диапазон частот составляет несколько сот мегагерц. Для обеспечения защиты от механических повреждений (ударов) каждая базовая корабельная радиостанция вместе с антенной закрыта защитным радиопрозрачным кожухом, изготовленным из стеклопластика.
Портативные радиотелефоны 4 выполнены в виде микротелефонной трубки с жидкокристаллическим дисплеем и клавиатурой. В портативном радиотелефоне совмещены два стандарта, которые позволяют использовать его для обеспечения переносной связи на корабле (режим внутренней связи и режим, обеспечивающий радиодоступ к корабельной АТС), а вне его - как стандартный сотовый (режим внешней связи, обеспечивающий доступ к береговым сетям сотовой связи на территории страны).
Штатная корабельная АТС 5 предназначена для обеспечения повседневной внутренней и внешней телефонной связи.
Переключение радиотелефона для работы в береговой сети сотовой связи производится автоматически в случае, когда абонент покидает зону действия корабельной системы персональной подвижной радиосвязи (в дальнейшем - система).
На Фиг.2 показана структурно-функциональная схема коммутационной системы блока управления 1.
Схема состоит из: абонентов Aб1, абонентских комплектов AK 1, коммутационного поля КП, шнурового комплекта ШК, маркера М и регистра Р.
Процесс соединения абонентов Aб 1 и Аб2 с соответствующими абонентскими комплектами АК1 и АК2 содержит ряд последовательных операций, что соответственно обозначено на Фиг.2 стрелками 1-7:
1) при включении радиостанции абонентом Aб1 замыкается шлейф абонентской линии, и к нему подключается регистр Р, который подает сигнал готовности к набору номера;
2) получив сигнал, абонент Aб 1 набирает номер абонента Aб2, который фиксируется регистром;
3) регистр соединяется с маркером М и передает ему номер абонента Аб2;
4) маркер определяет вызванную линию абонента Aб 1, которая является входом в КП, и маркирует ее;
5) по полученному из регистра номеру маркер находит линию абонента Аб2, являющуюся выходом из КП, пробует ее на занятость и маркирует, если она свободна;
6) маркер находит свободные ШК и записывает их, определяя точки пересечения КП для замыкания вызывающего входа с вызываемым выходом через данный ШК;
7) маркер выдает команду на срабатывание ранее определенных точек пересечения КП.
После указанных операций происходит соединение абонентов Aб1 и Аб 2 через ШК и КП АТС, а затем маркер и регистр освобождаются.
При создании системы определена минимально необходимая зона для обеспечения услуг персональной радиотелефонной связи. Так, например, для большого десантного корабля (БДК) это грузовая палуба, вертолетные ангары, полетная палуба, трюма и т.д.
Поскольку принцип построения системы представляет собой сеть базовых корабельных радиостанций, места установки и количество базовых радиостанций определяются размерами требуемой зоны обслуживания, количеством абонентов в системе, а также условиями распространения радиоволн.
В связи с этим для определения оптимального количества и мест расположения базовых корабельных радиостанций для сплошного перекрытия определенной зоны обслуживания в соответствующих помещениях были проведены экспериментальные работы по оценке условий распространения радиоволн и уровня электромагнитных помех, создаваемых другими бортовыми радиоэлектронными средствами (РЭС).
Результаты испытаний показали, что базовая корабельная радиостанция в зависимости от места ее установки обеспечивает зону действия диаметром до нескольких десятков метров (от 25 до 120 м), которая охватывает несколько палуб ниже и выше уровня ее установки.
Теоретические расчеты и практические работы по измерению уровня электромагнитных помех на корабле показали, что для перекрытия всей зоны, определенной для предоставления услуг персональной связи, необходимо установить восемь базовых корабельных радиостанций. При этом зоны действия базовых радиостанций (соты) должны частично перекрывать друг друга таким образом, чтобы абонент мог осуществить вызов из любой соты и передвигаться через них во время установления вызова. Такое построение системы обеспечивает непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одной базовой корабельной радиостанции в другую за счет автоматического переключения связи на другую базовую корабельную радиостанцию. Из-за небольших размеров зоны действия базовых корабельных радиостанций таких переходов во время одного разговора может быть несколько.
На Фиг.3 показана зона действия трех базовых корабельных радиостанций на верхней палубе.
При определении необходимого количества базовых радиостанций в одной соте учитывалось количество одновременно обслуживаемых абонентов одной базовой корабельной радиостанцией (один) и количество одновременно осуществляемых вызовов. Расчеты показали, что нагрузка на сеть, состоящую из восьми сот и двенадцати абонентов, составляет 2 Эрл. Таким образом,
при равномерном распределении нагрузки в соте и допустимости 2% вероятности отказа в обслуживании (блокировании вызова) для обеспечения высокого уровня обслуживания в ней необходимо иметь три базовые корабельные радиостанции, т.е. для восьми сот - 24 базовые корабельные радиостанции.
Анализ спектра излучаемых сигналов в диапазоне работы системы в помещениях показал, что существуют узкие полосы спектра, где отмечаются случайные помехи, создаваемые другими бортовыми РЭС корабля. Однако, эти помехи не оказывают существенного влияния на работу системы, так как устройство сканирования осуществляет непрерывный контроль уровня помех на частотах, задействованных для связи, и выбирает наилучший из доступных каналов для связи (осуществляет динамический выбор каналов).
Испытания показали, что использование в системе базовых корабельных радиостанций с низким уровнем излучаемой мощности (1-10 мВт) и радиотелефонов, работающих в диапазоне частот береговых сетей сотовой связи, позволяет задействовать данную систему без ограничений в пределах корабля, поскольку она не создает помех другим бортовым РЭС (отвечает нормам электромагнитной совместимости) и по уровню излучаемой мощности соответствует международным требованиям к биозащите человека от СВЧ-излучения.
Кроме того, низкий уровень излучаемой мощности обеспечивает защиту от перехвата сигналов системы средствами радиоразведки противника.
Особенность заявляемой системы заключается и в том, что станция сканирования размещается в первой соте и обеспечивает уверенный прием сигналов для точного определения доступных для связи каналов.
Таким образом, расширение функциональных и эксплуатационных возможностей системы заключается в том, что она обеспечивает возможность совместной работы в одном районе с береговыми сетями сотовой радиосвязи (за счет применения маломощных передатчиков и других частот).
При этом повышается эффективность управления на корабле при решении различных боевых и вспомогательных задач, то есть управления повседневной деятельностью личного состава, обеспечения работ на полетной палубе, ремонтно-восстановительных работ, при погрузке техники и др., посредством обеспечения личного состава персональной подвижной связью в любое время и в любом месте на корабле.
Корабельная система переносной подвижной радиосвязи, состоящая из переносных корабельных радиостанций, размещаемых в каждом отсеке корабля, и проводных линий связи, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных и эксплуатационных возможностей, дополнительно введены блок управления, устройство сканирования, корабельная автоматическая телефонная станция (АТС) и портативные радиотелефоны, причем переносные радиостанции являются базовыми корабельными радиостанциями и подключены двухпроводными линиями связи к блоку управления и к корабельной АТС, а устройство сканирования соединено с блоком управления и с базовой радиостанцией, при этом сеть базовых радиостанций рассредоточена по кораблю на n радиостанций, где n изменяется от 2 до m, а m - общее максимальное число радиостанций, представляющих данную внутрикорабельную систему радиосвязи, причем портативные радиотелефоны совмещают два стандарта - внутреннюю связь и доступ к корабельной АТС, а также режим внешней связи - к береговым сетям сотовой связи.
