Корабельный комплекс ультракоротковолновой радиосвязи
Корабельный комплекс ультракоротковолновой радиосвязи относится к области электрорадиотехники и может быть использован для организации УКВ радиосвязи в ближней тактической связи группировки разнородных сил ВМФ.
Достигаемым техническим решением является повышение эффективности УКВ радиосвязи путем создания цифровой сети с интеграцией обслуживания и динамическим управлением канальным ресурсом. За счет того, что комплекс выполнен в виде модулей - антенного модуля, приемопередающего модуля и группового пульта управления, причем в антенный модуль входит передающий антенный модуль, приемный антенный модуль и коммутируемый усилитель-разветвитель, в приемо-передающий модуль входит набор (1-n) усилителей мощности, (1-n) радиоприемных устройств и (1-n) возбудителей, а в групповой пульт управления входит АРМ оператора, сетевой коммутатор, управляемый коммутатор, блок формирования и обработки информации, блок модемов, блок питания, вычислительная система центрального процессора и шина сопряжения, при этом все устройства комплекса объединены в единую схему унифицированной шиной управления (сопряжения).
Полезная модель относится к области электрорадиотехники и может быть использована для организации ультракоротковолновой (УКВ) радиосвязи в ближней тактической связи (БТС) группировки разнородных сил (ГРС) ВМФ.
Существующая система УКВ связи в ВМФ ориентирована на автономное использование и функционирование радиосетей (радиостанций). Данный принцип функционирования сетей, ориентированных только на один из видов обмена, не обеспечивает эффективное использование остродефицитных ресурсов сети и оптимизацию ресурсов обслуживания для совокупности всех видов графика.
Динамическое управление выделенным канальным ресурсом допускает свободное случайное использование выделенных радиосредств в совокупности, независимо от количества функционирующих корреспондентов (абонентов) системы БТС (СБТС) потребителей этого ресурса.
Известна корабельная радиостанция УКВ диапазона Р-669. Техническое описание и руководство по эксплуатации ИГЛМ.464414.001 РЭ 1994 г. Радиостанция предназначена для ведения симплексной телефонной связи между объектами ВМФ, судами и береговыми объектами на международных частотах морской подвижной службы, а также с летательными аппаратами на общих частотах.
В состав станции входит: приемопередатчик, микротелефон, громкоговоритель, блоки сопряжения, пульт дистанционного управления и антенно-развязывающие устройства.
Наиболее близкой к заявляемому комплексу по технической сущности решения вопроса является радиостанция МВ-ДМВ диапазона частот Р-612. Технические условия ИТНЯ.464511.192 2003 г. Радиостанция предназначена для обеспечения открытой и закрытой радиосвязи между подвижными и стационарными объектами в тактическом звене управления ВМФ при использовании на надводных кораблях и подводных лодках всех рангов, береговых объектах, для ведения радиообмена с судами на международных частотах морской подвижной службы и с летательными аппаратами на общих частотах, а также для обеспечения взаимодействия с другими родами войск.
Радиостанция работает в диапазоне частот 100-149,9; 150-173,9; 220-400 М Гц и обеспечивает:
- радиотелефонную связь с амплитудной и частотной модуляцией;
- цифровую широкополосную радиотелефонную связь с амплитудной модуляцией на скорости 25000 бит/с;
- частотную телеграфию на скоростях 50, 100, 300, 500, 1200, 2400, 3000, 3800 Бод;
- частотную телеграфию на скоростях до 19200 Бод. Радиостанция содержит приемопередатчик, в который входят усилитель мощности, возбудитель, антенное устройство, интерфейс, автоматизированное рабочее место (АРМ) и другие элементы. Радиостанция спроектирована как одиночная самостоятельная единица, походящая для установки на столе или на подставке.
Недостатками как аналога, так и прототипа является то, что не обеспечивается эффективное использование ресурса УКВ радиосети, а также оптимизация ресурсов обслуживания для совокупности всех видов графика.
Целью полезной модели является повышение эффективности УКВ радиосвязи путем создания цифровой сети с интеграцией обслуживания и динамическим управлением канальным ресурсом.
Поставленная цель достигается тем, что корабельный комплекс УКВ радиосвязи, содержащий в своем составе отдельные приемо-передающие радиостанции и аксессуары к ним, выполнен в виде модулей - антенного модуля, приемо-передающего модуля и группового пульта управления, причем в антенный модуль входит передающий антенный модуль, приемный антенный модуль и коммутируемый усилитель-разветвитель; в приемо-передающий модуль входит набор (1-n) усилителей мощности, (1-n) радиоприемных устройств и (1-n) возбудителей, а в групповой пульт управления входит АРМ оператора, сетевой коммутатор, управляемый коммутатор, блок формирования и обработки информации, блок модемов, блок питания, вычислительная система центрального процессора и шина сопряжения, причем передающий антенный модуль через коммутируемый усилитель-разветвитель, усилитель мощности и возбудитель соединен с управляемым коммутатором и с унифицированной шиной управления, при этом унифицированная шина управления через радиоприемные устройства соединена с приемным антенным модулем, а также с блоком формирования и обработки информации, и с вычислительной системой центрального процессора, которая через шину сопряжения соединена с комплексом связи, с системой управления и блоком формирования и обработки информации, который в свою очередь соединен с шиной управления и шиной сопряжения через блок модемов.
На Фиг. представлена структурная схема предлагаемого корабельного комплекса УКВ радиосвязи.
Комплекс содержит:
1 - антенный модуль, в который входит передающий антенный модуль 2, приемный (адаптивный) антенный модуль 3 и коммутируемый усилитель-разветвитель 4,
5 - приемо-передающий модуль, включающий набор (1-n) усилителей мощности, (1-n) радиоприемных устройств и (1-n) возбудителей, 6 - групповой пульт управления, представляет собой аппаратно-программный комплекс, состоящий из автоматизированного рабочего места оператора 7 на базе ПЭВМ и сетевого коммутатора 8. В состав этих устройств входят: управляемый коммутатор 9, блок формирования и обработки информации 10, блок модемов 11, блок питания 12, вычислительная система центрального процессора 13, шина сопряжения 14.
Все устройства комплекса объединены в единую схему унифицированной шиной управления (сопряжения) 15.
Передающий антенный модуль 2 и коммутируемый усилитель-разветвитель 4 адаптированы по отношению к количеству передающих трактов, энергии потерь в антенно-фидерном тракте, а также к параметрам электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами корабля.
Приемный антенный модуль 3 обеспечивает управление диаграммой направленности в направлении действия помех, а также компенсацию этих помех.
Приемо-передающий модуль 5 преобразует передаваемое сообщение в радиосигнал и осуществляет обратное преобразование радиосигналов, пришедших в точку приема, в исходное сообщение.
Групповой пульт управления 6 предназначен для обеспечения группового управления приемо-передающими устройствами и для организации УКВ сети прямой радиосвязи. При этом он осуществляет в телефонных сетях системы динамическое управление канальным ресурсом системы БТС, а в сетях передачи данных (ПД) использует управление при «жестком» закреплении радиосредств за аппаратурой передачи данных (АПД). АПД сама осуществляет управление потоками данных.
Групповой пульт управления 6 выполняет следующие функции: динамическое управление радиосредствами при их коллективном использовании,
управление функциями изменения состояния радиосредств (частота, род работы и т.д.), проведение операций контроля и диагностики.
Автоматизированное рабочее место 7 обеспечивает формирование справочной и управляющей информации для технических средств поста УКВ связи и системы управления автоматизированным комплексом связи (АКС).
Сетевой коммутатор 8 построен на основе принципов и технологии коммутаторов для локальных вычислительных сетей. Он обеспечивает доступ к каналу связи любого абонента на момент передачи сообщения по протоколу свободного случайного доступа с контролем занятости каналов и абонентов. Его основные задачи: обеспечение доставки поступившего пакета сообщений до радиосредства (канала); выбор для каждого пакета сообщений оптимального маршрута; организация равномерного распределения нагрузки между каналами; обход занятых и поврежденных каналов.
Управляемый коммутатор 9 выполняет следующие функции: распределение информации по каналам связи; коммутацию принятой служебной информации в блок формирования и обработки информации; коммутацию принятой информации по команде от блока формирования и обработки информации в декодер.
Блок формирования и обработки информации 10 включает в себя устройства синхронизации и кодер-декодер. Он обеспечивает: формирование пакетов по требуемой структуре; управление синтезаторами частот и приемниками в соответствии с протоколом выбранных режимов работы; управление модуляторами возбудителей в режимах информационной модуляции и формирование синхронизирующих блоков; кодирование и декодирование информации в соответствии с выбранным кодом; синхронизацию каналов радиосвязи; анализ и формирование служебной информации; передачу информации о каналах в вычислительную систему центрального процессора;
управление блоками коммутируемого усилителя-разветвителя.
Блок модемов 11 осуществляет: формирование информационного поля пакетов из накапливаемой информации, получаемой от оконечной аппаратуры;
сбор принятой информации, адресованной абоненту, и пересылку ее к оконечной аппаратуре; анализ и обработку запросов от оконечной аппаратуры; сопряжение и синхронизацию оконечной аппаратуры.
Блок питания 12 предназначен для питания всех блоков комплекса.
Вычислительная система центрального процессора 13 обеспечивает:
управление всеми комплексами технических средств с АРМ группового пульта управления; анализ и обработку запросов от оконечной аппаратуры;
управление блоком формирования и обработки информации в реальном масштабе времени в соответствии с оперативной обстановкой в сети; анализ и обработку информации о помеховой обстановке и синхронизацию единого времени системы связи.
Шина сопряжения с комплексами связи 14 служит для сопряжения с источниками информации.
Унифицированная шина управления 15 представляет собой стандартный интерфейс комплекса. Под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для осуществления взаимодействия различных функциональных компонентов в системах при условиях, предписанных стандартом. Эти средства предназначены для обеспечения информационной, электрической и конструктивной совместимости компонентов.
В общем виде работа комплекса осуществляется следующим образом.
Наведенная ЭДС в антенне антенного модуля поступает на вход приемо-передающего модуля. В приемном тракте принятый сигнал преобразуется в напряжение звуковой частоты и далее поступает в групповой пульт управления, где он коммутируется и через унифицированную шину управления и сетевой коммутатор поступает на микротелефонную трубку АРМ.
В тракте передачи на АРМ производится формирование высокочастотного сигнала передачи, модуляция, усиление до требуемой мощности. Сформированный сигнал поступает через шину сопряжения, вычислительную систему
центрального процессора, шину управления, приемо-передающий модуль и антенный модуль в антенну.
Основой взаимодействия оператора с АРМ в части программных средств является база данных (БД) АРМ и система интерфейса с оператором, а в части аппаратных средств - клавиатура, манипулятор (указывающее устройство) и экран монитора.
БД АРМ включает в свой состав несколько логических баз данных, которые содержат:
- управляющую информацию;
- нормативно-эксплуатационные документы по связи;
- постоянную или редко изменяющуюся информацию о характеристиках СБТС;
- радиосети и радионаправления;
- состав и структуру СБТС;
- состав трактов связи;
- описание технических средств (ТС);
- параметры ТС и их режимы работы;
- схемы включения и контроля;
- инструкции по эксплуатации ТС, руководство оператора и т.д.;
- оперативную информацию (оперативное состояние ТС, трактов, их состав и параметры, распределение частот и т.д.).
БД системы оперативного управления ТС АКС при каждом изменения ее состояния в части, используемой в БД АРМ АКС, автоматически дублируются в эту БД. БД АРМ АКС при изменении ее состояния в части, используемой в БД системы оперативного управления АКС, формирует заявки на корректировку информации в БД системы оперативного управления АКС.
Отличительной особенностью группового пульта управления (ГПУ) по функциональному назначению от существующих в настоящее время устройств дистанционного управления является выполнение функций управления
телефонной сетью в динамическом режиме. При этом в системе управления ГПУ телефонной сетью могут быть использованы:
- децентрализованный принцип управления сетью. Он предполагает наличие на каждом объекте устройства динамического управления (УДУ - условное наименование аппаратно-программных средств), входящего в состав системы управления СБТС, отвечающего за распределение каналов связи, общих для всех абонентов сети на объекте;
- централизованный принцип построения системы управления телефонной сетью. Он предполагает наличие на каждом объекте локального УДУ, подчиненного одному центральному УДУ, находящемуся на любом из объектов.
Использование АКС позволяет повысить эффективность системы БТС ГРС по ряду показателей, в частности, снижает массогабаритные характеристики, что обеспечивает, соответственно, аппаратурный выигрыш.
Корабельный комплекс УКВ радиосвязи, содержащий в своем составе групповой пульт управления, шину сопряжения и антенно-развязывающие устройства, отличающийся тем, что комплекс связи выполнен в виде модулей - антенного модуля, приемопередающего модуля и группового пульта управления, причем в антенный модуль входит передающий антенный модуль, приемный антенный модуль и коммутируемый усилитель-разветвитель, в приемопередающий модуль входит набор усилитель мощности, радиоприемное устройство и возбудитель, а в групповой пульт управления входит автоматизированное рабочее место оператора, сетевой коммутатор, управляемый коммутатор, блок формирования и обработки информации, блок модемов, блок питания, вычислительная система центрального процессора и шина сопряжения, причем передающий антенный модуль через коммутируемый усилитель-разветвитель, усилитель мощности и возбудитель соединен с управляемым коммутатором и с шиной управления, при этом шина управления через радиоприемные устройства соединена с приемным антенным модулем, а также с блоком формирования и обработки информации и с вычислительной системой центрального процессора, которая через шину сопряжения соединена с комплексом связи с системой управления и блоком формирования и обработки информации, который, в свою очередь, соединен с шиной управления и шиной сопряжения через блок модемов.
