Устройство селекции и обработки сигналов земной приемной станции спутниковой связи

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике спутниковой связи, и, в частности, предназначена для использования в устройствах мониторинга электромагнитных излучений систем спутниковой связи или в составе земных приемных станций спутниковой связи. Техническим результатом при использовании заявленного устройства является расширение области его применения за счет реализации возможности равной доступности к транспондерам ИСЗ и возможности выделения и анализа широкого класса сигналов: телевидения, системы GSM и сигналов Интернет. Устройство состоит из каналообразующего оборудования, содержащего ВЧ 1, ПЧ 3 и выходного 5 коммутаторов, блока конверторов 2, блока демодуляторов 4. Также устройство содержит блок приема мультиплексированных сигналов (БПМПС) 7, блок АРМ 8 и анализатор спектра 9. Устройство обеспечивает оперативную и автоматическую коммутацию соответствующих потоков информации сигналов, принятых станцией, их дальнейшую обработку, анализ в соответствии с используемым программным обеспечением и последующую их передачу потребителям для углубленного анализа. Ф.п.м 1 н.п., Илл.4

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике спутниковой связи и, в частности, может быть использована в составе мобильных приемных земных станций спутниковой связи или в системах мониторинга для выделения и обработки принятых сигналов от различных искусственных спутников (ИСЗ) и их транспондентов ^* (^*Транспондер - выделенная полоса частот для спутника ретранслятора).

Известны устройства в составе земных приемных станций, обеспечивающие селекцию и предварительную обработку принятых от ИСЗ сигналов.

Так, известное устройство селекции и обработки сигналов, входящее в состав спутникового телевизионного приемника ППСТ1-78, описанное в книге: Аскинази Г.В., Быков В.Л. и др. «Справочник по спутниковой связи и вещанию» / Под ред. Л.Я.Кантора. - М.: Радио и связь, 1983 г., с.265-266, состоит из преобразователя в стандартный сигнал промежуточной частоты (ПЧ), разделительного фильтра, блока контроля и коммутатора. Устройство обеспечивает разделение сигнала на видео и звуковой сигналы, их коррекцию и передачу в каналы потребителей.

Недостатком известного аналога является его ограниченная пропускная способность.

Известно также устройство селекции и обработки принятых сигналов, входящее в состав наземной приемной станции коллективного приема программ

телевидения «Экран-КР-10», описанной в указанном выше «Справочнике...» на с.268-271.

Известное устройство состоит из преобразователя сигнала на ПЧ, фазового корректора, частотного демодулятора, блока фильтров и разделения каналов, с выхода которого сигнал передают потребителю.

Устройство обеспечивает коллективный прием телевизионных сигналов от ИСЗ.

Недостатком известного устройства является ограниченная область использования, т.к. его функционирование возможно только с телевизионными сигналами.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному является известное устройство селекции и обработки сигналов, принятых от ИСЗ, входящее в состав земной станции спутниковой связи, описанной в указанном выше «Справочнике...» на с.12-14. Ближайший аналог состоит из преобразователя на ПЧ, демодулятора, выделяющего принятый сигнал и каналообразующего оборудования, с выхода которого по наземным линиям связи сигнал передают потребителю.

Устройство-прототип в сравнении с описанными выше аналогами обладает большей пропускной способностью.

Однако ближайший аналог имеет недостатки:

не обеспечивает равнодоступность к транспондерам ИСЗ;

выделение и обработка ограничена только телевизионными сигналами;

относительно низкая скорость ввода информации в устройство.

Отмеченные недостатки определяют относительно узкую область применения и функциональные возможности устройства.

Техническим результатом, достигаемым при построении и использовании заявленного устройства, является расширение области его применения за счет реализации равнодоступности к транспондерам ИСЗ; возможности селекции сигналов телевидения (ТВ), сигналов системы GSM и сигналов, передаваемых сетью Интернет, а также за счет повышения скорости ввода.

Заявленное устройство расширяет арсенал средств данного назначения.

Сформулированный технический результат достигается тем, что в известном устройстве селекции и обработки сигналов земной приемной станции спутниковой связи, содержащем преобразователь промежуточной частоты, демодулятор и каналообразующее оборудование, каналообразующее оборудование выполнено в составе высокочастотного коммутатора (ВЧК), коммутатора по промежуточной частоте (ПЧК) и выходного коммутатора (ВК). Дополнительно введены блок обработки сообщений (БОС), блок приема мультиплексированных сигналов (БПМПС), блок автоматизированного рабочего места обнаружения, анализа и управления (АРМ ОАУ) и анализатор спектра (АС). Преобразователь промежуточной частоты выполнен в виде блока из m2 конверторов, а демодулятор выполнен в виде блока из m демодуляторов.

В ВЧК его i-й выход, где i=1, 2, ..., m, подключен к i-му входу блока конверторов (БК), i-й выход которого подключен к i-му входу ПЧК, i-и выход которого подключен к i-му входу БД, i-й выход которого подключен к i-му входу ВК, n1 информационных выходов которого подключены к соответствующим n информационным входам БОС. Первый и второй управляющие выходы ВК подключены к первому и второму входам соответственно БОС и блока АРМ ОАУ. Первый вход блока АРМ ОАУ подключен к первому информационному выходу ПЧК. Второй информационный выход ПЧК подключен к входу АС. Сигнальный выход ВЧК подключен к сигнальному входу БОС. Первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой выходы БОС подключены соответственно к первому и второму, третьему и четвертому входам БПМПС и третьему и четвертому входам блока АРМ ОАУ. Управляющие выходы блока АРМ ОАУ и БОС являются соответственно первым и вторым управляющими выходами устройства. Причем m-разрядные информационные вход и выход ВЧК являются m-разрядными информационными входом и выходом устройства.

БОС состоит из первого и второго анализаторов протоколов (АП), первого и второго сетевых коммутаторов (СК), первого и второго радиоприемников (РПМ), первой и второй ЭВМ. Входы первого и второго РПМ объединены и являются сигнальным входом БОС. Выходы первого и второго РПМ подключены соответственно к первому и второму входам второй ЭВМ. Первые входы первого и второго АП подключены к первым выходам соответственно первого и второго СК. Вторые входы СК подключены к управляющим выходам соответственно первой и второй ЭВМ. Вторые выходы первого и второго АП и первые выходы первой и второй ЭВМ являются соответственно первым, третьим, вторым и четвертым выходами БОС. Первый и второй управляющие выходы первого СК являются соответственно пятым и шестым выходами БОС. Третий выход первого СК подключен к третьему входу второго СК. Сигнальный вход первой ЭВМ является первым входом БОС. У первого АП его n информационных входов являются n информационными входами БОС. Управляющий выход первого СК является вторым управляющим выходом БОС.

БПМПС состоит из первого и второго коммутаторов консоли (КК), первого и второго мониторов, каждый из которых снабжен клавиатурой. Выходы первого и второго КК подключены к входам соответственно первого и второго мониторов. Первый и второй входы первого КК и первый и второй входы второго КК являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами БПМПС.

Блок АРМ ОАУ состоит из ЭВМ обнаружения (ЭВМ-O), ЭВМ анализа (ЭВМ-А), первого и второго мониторов, каждый из которых снабжен клавиатурой. Выходы ЭВМ-O и ЭВМ-А подключены к входам соответственно первого и второго мониторов. Первый и второй входы ЭВМ-O, первый и второй входы ЭВМ-А являются, соответственно третьим и четвертым, первым и вторым входами блока АРМ ОАУ. Управляющий выход ЭВМ-O является управляющим выходом блока АРМ ОАУ.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков за счет введения ВЧК, ВК, ПЧК, БОС, БПМПС, блока АРМ ОАУ и AC, a также соответствующих связей между ними оказывается возможным одновременный ввод и обработка сигналов от m ИСЗ и их транспондеров, а также равнодоступность к их графикам, путем выработки соответствующих управляющих сигналов на переключение потоков информации для анализа и выделения из них различных видов сигналов: ТВ, GSM и Интернета, что обеспечивает расширение области применения устройства, в том числе и для целей мониторинга сигналов системы спутниковой связи.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг.1 - общая структурная схема устройства;

на фиг.2 - структурная схема блока обработки общений (БОС);

на фиг.3 - структурная схема блока приема мультиплексированных сигналов (БПМПС);

на фиг.4 - структурная схема блока АРМ обнаружения, анализа и управления (АРМ ОАУ).

Устройство селекции и обработки сигналов земной приемной станции спутниковой связи, схема которого показана на фиг.1, состоит из: ВЧК 1, БК 2, включающего m конверторов 2.1₁-2.1 _m, ПЧК 3, БД 4, включающего m демодуляторов 4.1 ₁-4.1_m, ВК 5, БОС 6, БПМПС 7, блока АРМ ОАУ 8 и АС 9.

ВЧК 1 снабжен m-разрядными информационными входом и выходом, являющимися m-разрядными информационными соответственно входом и выходом устройства. Входы и выходы m конвекторов 2.1 ₁-2.1_m являются соответствующими m входами и m выходами БК 2 и подключены соответственно к m выходам ВЧК 1 и m входам ПЧК 3. Входы и выходы m демодуляторов 4.1 ₁-4.1_m являются соответствующими m входами и m выходами БД 4 и подключены соответственно к m выходам ПЧК 3 и входам ВК 5. Информационные n выходов ВК 5 подключены к соответствующим n информационным входам БОС 6. Первый и второй управляющие выходы ВК 5 подключены соответственно к первому входу БОС 6 и второму входу блока АРМ ОАУ

8, первый вход которого подключен к первому информационному выходу ПЧК 3. Второй информационный выход ПЧК 3. подключен к входу АС 9. Сигнальный выход ВЧК 1, подключен к сигнальному входу БОС 6. Первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой выходы БОС 6 подключены соответственно к первому и второму, третьему и четвертому входам БПМПС 7 и третьему и четвертому входам блока АРМ ОАУ 8. Управляющие выходы блока АРМ ОАУ 8 и БОС 6 являются соответственно первым и вторым управляющими выходами устройства.

БОС 6, предназначен для выделения, регистрации сигналов с последующим анализом структуры сигналов, протоколов и особенностей их построения.

Вариант построения структурной схемы БОС 6, показанный на фиг.2, состоит из первого 6.1 и второго 6.2 АП, первой 6.5 и второй 6.6 ЭВМ, первого 6.7 и второго 6.8 РПМ, первого 6.3 и второго 6.4 СК. Входы первого 6.7 и второго 6.8 РПМ объединены и являются сигнальным входом БОС 6. Выходы РПМ 6.7 и 6.8 подключены соответственно к первому и второму входам второй ЭВМ 6.6. Первые входы первого 6.1 и второго 6.2 АП подключены к первым выходам соответственно первого 6.3 и второго 6.4 СК. Вторые входы первого 6.3 и второго 6.4 СК подключены к управляющим входам соответственно первой 6.5 и второй 6.6 ЭВМ. Вторые выходы первого 6.1 и второго 6.2 АП и первые выходы первой 6.5 и второй 6.6 ЭВМ являются соответственно первым, третьим, вторым и четвертым выходами БОС 6. Первый и второй управляющие выходы первого СК 6.3 являются соответственно пятым и шестым выходами БОС 6. Третий выход первого СК 6.3 подключен к третьему входу второго СК 6.4. Сигнальный вход первой ЭВМ 6.5 является первым входом БОС 3.6.

У первого АП 6.1 его n информационных входов являются n информационными входами БОС 6. Управляющий выход первого СК 6.3 является вторым управляющим выходом БОС 6.

БПМПС 7 предназначен для приема и обработки двух или четырех цифровых сигналов, отбора, обработки и преобразования сообщений в унифицированные форматы.

Вариант структурной схемы БПМПС 7, показанный на фиг.3, состоит из первого 7.1 и второго 7.2 КК, первого 7.3 и второго 7.4 мониторов и первой 7.5 и второй 7.6 клавиатур, подключенных к входам соответственного первого 7.3 и второго 7.4 мониторов, входы которых подключены к выходам соответственно первого 7.1 и второго 7.2 КК. Первый и второй входы первого 7.1 и первый и второй входы второго 7.2 КК являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами БПМПС 7.

Блок АРМ ОАУ предназначен для визуального просмотра в реальном времени временной структуры цифровых потоков и их файловой записи. Вариант структурной схемы блока АРМ ОАУ 3.8, показанный на фиг.4, состоит из ЭВМ-O 8.1, ЭВМ-А 8.2, первого 8.3 и второго 8.5 мониторов, к входам которых подключены соответственно первая 8.4 и вторая 8.6 клавиатуры. Первый и второй входы ЭВМ-O 8.1, первый и второй входы ЭВМ-А 8.2 являются соответственно третьим, четвертым, первым и вторым входами блока АРМ ОАУ 8. Управляющий выход ЭВМ-O 8.1 является управляющим выходом блока АРМ ОАУ 8.

Все элементы, входящие в состав устройства и его блоков, известны и выпускаются промышленностью

ВЧК 1 предназначен для коммутации сигналов, поступающих от AM 1 и AM 2 на любой из входов БК 2.

ВЧК 1 выполнен в виде штыревого коммутатора, работа которого осуществляется вручную оператором.

БК 2 предназначен для преобразовании сигналов с L-диапазона (0,95-2,05 ГТц) в промежуточную частоту 70 МГц. В качестве БК 2 может использоваться любой выпускаемый промышленностью конвертор, обеспечивающий указанное преобразование частот сигналов.

ПЧК 3 предназначен для коммутации сигналов с выходов БК 2 на соответствующие входы демодуляторов. ПЧК 3 может быть выполнен в виде штыревого коммутатора, перекоммутацию которого выполняют вручную операторы.

БД 4 предназначен для демодуляции сигналов промежуточной частоты и выделения их информационной компоненты.

В качестве БД 4 могут использоваться выпускаемые промышленностью демодуляторы, например, типа DMD 20 фирмы Radyne Comstream.

ВК 5 предназначен для коммутации информационных сигналов на информационные входы БОС 6.

АС 9 предназначен для на панорамного обзора полосы частот для облегчения наведения антенн на ИСЗ. В качестве АС 9 может использоваться выпускаемый промышленностью анализатор типа AS Hewlet Packard.

АП 6.1 и 6.2 предназначены для предварительного анализа протоколов принятых сигналов и представляет собой ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.

СК 6.3 и 6.4 предназначен для коммутации выделенных сообщений на соответствующие АРМ с подключением соответствующих аппаратно-программных средств локальной сети.

В качестве СК может использоваться выпускаемый промышленностью сетевой коммутатор, например, типа «D-Link».

КК 7.1, 7.2 предназначены для подключения консоли оператора (консоль - это совокупность монитора, клавиатуры и мышки) к любому из системных блоков ЭВМ 6.5, 6.6, входящих в состав БОС 6. В качестве КК может быть использован выпускаемый промышленностью коммутатор типа «Signamax».

Заявленное устройство работает следующим образом. Информационные потоки цифровых сигналов поступают через информационный вход устройства на m-разрядный информационный вход ВЧК 1. Поток цифровых сигналов поступает на частотах L-диапазона (0,95-1,45 ГГц). С выхода ВЧК

сигналы поступают на БК 2, где над ними выполняют преобразование частоты с L-диапазона на промежуточную частоту F _ПЧ=70 МГц. Преобразованные сигналы с выхода БК 2 через ПЧК 3 поступают на БД 4, где выполняется их демодуляция. Демодулированные сигналы через ВК 5 поступают в БОС 6, а затем в БПМПС 7 и блок АРМ ОАУ 8, где с помощью программного обеспечения происходит их автоматическая обработка.

ВЧК 1 и ПЧК 3 осуществляют независимую перекоммутацию сигналов в частотном L-диапазоне с m входных каналов на m выходов, транзитную трансляцию этих сигналов и сопряжение m выходных каналов с БД 4 и с устройствами внешних сигнальных шин. Также в блоке АРМ ОАУ 8 обеспечивается выработка управляющих сигналов для их дальнейшей передачи на систему ориентации антенн.

В БПМПС 7 обеспечивается обработка и выделение телефонных и факсимильных сообщений и их преобразование в унифицированные форматы и передача для долговременного хранения. Также БПМПС 7 выполняет обработку сигналов передачи данных (ПД), распознавание и обработку сигналов вида: ATM, DVB, DMXB а также обработку протоколов: LAPB, X.25, Х.224, РРР, IP-4 и др. В БПМПС 7 распознавание и обработку указанных сигналов осуществляют в автоматическом режиме с возможностью автоматического изменения процедур обработки по результатам распознавания.

В РПМ 6.7 и 6.8 происходит селекция, усиление и перенос сигналов в область низких частот.

Перечисленные функции элементов устройства реализуют с помощью соответствующего программного обеспечения.

Таким образом, благодаря одновременному анализу и обработке различных видов сигналов, возможности перекоммутации потоков сигналов с помощью коммутационного оборудования и возможности изменения процедуры анализа и обработки широкого класса сигналов в процессе работы устройства, достигается повышение скорости ввода и обработки принятых станцией сигналов и, следовательно, расширение области применения устройства,

т.е. обеспечивается при его использовании достижение сформулированного технического результата.

1. Устройство селекции и обработки сигналов земной приемной станции спутниковой связи, содержащее преобразователь промежуточной частоты, демодулятор и каналообразующее оборудование, отличающееся тем, что каналообразующее оборудование состоит из высокочастотного коммутатора, коммутатора по промежуточной частоте и выходного коммутатора, дополнительно введены блок обработки сообщений, блок приема мультиплексированных сигналов, блок автоматизированного рабочего места обнаружения, анализа и управления и анализатор спектра, преобразователь промежуточной частоты выполнен в виде блока из m2 конверторов, а демодулятор выполнен в виде блока из m демодуляторов, i-й выход высокочастотного коммутатора, где i=1, 2, ..., m, подключен к i-му входу блока конверторов, i-й выход которого подключен к i-му входу коммутатора по промежуточной частоте, i-й выход которого подключен к i-му входу блока демодуляторов, i-й выход которого подключен к i-му входу выходного коммутатора, n1 информационных выходов которого подключены к соответствующим n информационным входам блока обработки сообщений, первый и второй управляющие выходы выходного коммутатора подключены к первому и второму входам соответственно блока обработки сообщений и блока автоматизированного рабочего места обнаружения, анализа и управления, первый вход которого подключен к первому информационному выходу коммутатора по промежуточной частоте, второй информационный выход которого подключен к входу анализатора спектра, сигнальный выход высокочастотного коммутатора подключен к сигнальному входу блока обработки сообщений, первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к первому и второму, третьему и четвертому входам блока приема мультиплексированных сигналов и третьему и четвертому входам блока автоматизированного рабочего места обнаружения, анализа и управления, управляющий выход которого, а также управляющий выход блока обработки сообщений являются соответственно первым и вторым управляющим выходами устройства, причем m-разрядные информационные вход и выход высокочастотного коммутатора являются m-разрядными информационными входом и выходом устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок обработки сообщений состоит из первого и второго анализаторов протоколов, первого и второго сетевых коммутаторов, первого и второго радиоприемников, первой и второй электронно-вычислительных машин (ЭВМ), входы первого и второго радиоприемников объединены и являются сигнальным входом блока, выходы первого и второго радиоприемников подключены к соответственно первому и второму входам второй ЭВМ, первые входы первого и второго анализаторов протоколов подключены к первым выходам соответственно первого и второго сетевых коммутаторов, вторые входы которых подключены к управляющим выходам соответственно первой и второй ЭВМ, вторые выходы первого и второго анализаторов протоколов и первые выходы первой и второй ЭВМ являются соответственно первым, третьим, вторым и четвертым выходами блока, а первый и второй управляющие выходы первого сетевого коммутатора являются соответственно пятым и шестым выходами блока, третий выход первого сетевого коммутатора подключен к третьему входу второго сетевого коммутатора, сигнальный вход первой ЭВМ является первым входом блока, причем n информационных входов первого анализатора протоколов являются n информационными входами блока, а управляющий выход первого сетевого коммутатора является вторым управляющим выходом блока.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок приема мультиплексированных сигналов состоит из первого и второго коммутаторов консоли, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго мониторов, каждый из которых снабжен клавиатурой, причем первый и второй входы первого коммутатора консоли и первый и второй входы второго коммутатора консоли являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами блока.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок автоматизированного рабочего места обнаружения, анализа и управления состоит из ЭВМ обнаружения, ЭВМ анализа, первого и второго мониторов, каждый из которых снабжен клавиатурой, выходы ЭВМ обнаружения и ЭВМ анализа подключены к входам соответственно первого и второго мониторов, причем первый и второй входы ЭВМ обнаружения являются соответственно третьим и четвертым входами блока, первый и второй входы ЭВМ анализа являются соответственно первым и вторым входами блока, а управляющий выход ЭВМ обнаружения является управляющим выходом блока.