Комплекс автоматического контроля каналов станции спутниковой связи

Полезная модель относится к области электрорадиотехники и может быть использована в системах спутниковой связи на кораблях, судах и береговых объектах. Целью полезной модели является повышение эксплуатационной надежности контроля занятости и качества спутниковых каналов связи. Техническим результатом является то, в систему контроля дополнительно введен имитатор буйковой станции, который состоит из передающего устройства соединенного первым входом через фидерные линии с двумя антеннами, вторым входом с устройством контроля излучения, третьим входом с блоком управления и контроля, причем блок управления и контроля соединен с устройством управления имитатора в составе управляющей ЭВМ. Ил.2.

Полезная модель относится к области электрорадиотехники и может быть использована в системах спутниковой связи на кораблях и береговых объектах.

Морская спутниковая система связи призвана улучшить связь с судами в случае бедствия. Проведения поисковых и спасательных операций на море. Повысить надежность определения местоположения судов и безопасность мореплавания в Мировом океане, обеспечить дальнейшее совершенствование управления флотом и повышение его экономической эффективности. Это достигается за счет резкого повышения качества каналов связи, обеспечивающих надежную и оперативную глобальную систему связи с судами в мировом океане независимо от погодных условий и ионосферных возмущений. А качество каналов связи, как известно, зависит от надежности контроля каналов и своевременного их восстановления.

Известно устройство для телеуправления и телесигнализации о состоянии радиопередатчика. А.С. СССР 406217. Оно состоит из: формирователя команд телеуправления, шифратора, дешифратора, передатчика и приемника, а также коммутатора, модулятора и релейного блока.

В этом устройстве фазирование приемника телеуправления по циклу, потеренное при использовании канала телеуправления для модуляции вне сеанса управления, можно осуществить только учитывая разницу между вероятностями появления ошибок в кодовых комбинациях команд телеуправления при синфазной и не синфазной работе.

Недостатком аналога является низкая надежность и большое время восстановления синхронизма и возможность его применения только в системах телеуправления и телесигнализации, использующих избыточные коды.

Известна типовая береговая станция спутниковой связи. Л.И.Новик, И.Д.Морозов, В.И.Соловьев. Спутниковая связь на море. Л.: Судостроение, 1987, стр.111-112.

Типовая береговая станция спутниковой связи состоит из приемопередающей аппаратуры, устройства управления ею, аппаратуры контроля режима работы станции и прохождения сигналов, а также соединительных линий с абонентами.

Недостатком этой станции также является низкая эксплуатационная надежность контроля занятости и качества спутниковых каналов связи.

Прототипом заявляемого устройства является радиостанция «Центавр-Н» Техническое описание. СПИК.464422.001ТО, 2009 г. Радиостанция состоит из приемопередающего тракта, антенного блока, системы управления и комплекса контроля каналов дециметровых волн (ДМВ) состоящего из стойки контроля ДМВ, управляющей ЭВМ, стойки интерфейсов сопряжения и автоматизированного рабочего места оператора.

В состав станции спутниковой связи также входит комплекс контроля ДМВ каналов станции. Комплекс контроля каналов (ККК) ДМВ предназначен для обеспечения решения во взаимодействии со станциями «Центавр-Н» и др. станциями.

Недостатками этой радиостанции является низкая надежность контроля занятости и качества спутниковых каналов связи.

Целью полезной модели является повышение эксплуатационной надежности контроля занятости и качества спутниковых каналов связи.

Поставленная цель достигается тем, что в приемопередающий тракт спутниковой радиостанции, имеющей в своем составе приемопередающий тракт, антенный блок, систему управления и комплекс контроля каналов ДМВ состоящий из стойки контроля ДМВ, управляющей ЭВМ, стойки интерфейсов сопряжения и автоматизированного рабочего места оператора, дополнительно введен имитатор буйковой станции, который состоит из передающего устройства соединенного первым входом через фидерные линии с двумя антеннами, вторым входом с устройством контроля излучения, третьим входом с блоком управления и контроля, причем блок управления и контроля соединен с устройством управления имитатора в составе управляющей ЭВМ.

Структурная схема комплекса контроля ДМВ каналов станции спутниковой связи приведен на Фиг.1.

Она содержит:

1 - стойку контроля ДМВ;

2 - управляющую электронно-вычислительную машину (УЭВМ) в которую входит и устройство преобразования сигналов (УПС);

3 - автоматизированное рабочее место оператора (АРМ);

4 - стойку интерфейсов сопряжения;

5 - имитатор буйковой станции.

На Фиг.2 приведен имитатор буйковой станции. Он содержит:

6 - две антенны;

7 - две фидерные линии;

8 - передающее устройство (ПРД) с двумя переключателями;

9 - блок управления и контроля (БУК) имитатора;

10 - устройство контроля излучения (УКИ);

11 - устройство управления имитатора (УУИ) в составе управляющей ЭВМ;

12 - металлическая сетка.

Программное обеспечение для устройства управления имитатора (в составе программного обеспечения управляющей ЭВМ).

Управляющая ЭВМ ККК ДМВ 2 и АРМ 3 оператора контроля взаимодействуют с подсистемой автоматизированного управления (ПАУ) и спутниковыми каналами двух станций «Центавр», а также с АРМ 3 контроля изделий «Квант Н2» (по каналу служебной телефонной или громкоговорящей связи напрямую или через оператора).

Управляющая ЭВМ 2 предназначена для обеспечения управления процессами контроля состояния спутниковых каналов ДМВ в автоматизированном и автоматическом режиме и, в частности, для автоматического выбора и переключения антенны (1 или 2 имитатора путем управления антенным коммутатором) в зависимости от того, с каким каналом работает «Центавр-Н».

АРМ оператора 3 предназначено для обеспечения управления процессами контроля состояния спутниковых каналов ДМВ в автоматизированном и автоматическом режимах и, в частности, для автоматизированного формирования тестовых сигналов радиолинии на скорости передачи 1200 бит/с и тестовым сигналом на скорости 500 бит/с и т.д.

Стойка интерфейсов сопряжения 4 предназначена для сопряжения ККК ДМВ с внешними по отношению к ККК ДМВ комплексами и средствами системы станции спутниковой связи.

Имитатор буйковой станции 5 предназначен для формирования и излучения тестовых радиосигналов диапазона ДМВ, имитирующих радиосигналы морских радиобуев различного назначения для проверки достоверности прохождения через бортовой ретранслятор (БРТР) (по перекрестным связям ДМВ-СМВ) тестовых сообщений в имитируемых условиях волнения моря.

Он обеспечивает преобразование тестовых сообщений, сформированных устройством управления Имитатора, в тестовые радиосигналы и их излучение в диапазоне ДМВ.

Обеспечивает возможность формирования и излучения в эфир одного радиосигнала на частоте, устанавливаемой по команде ПАУ станции «Центавр-Н» или с АРМ оператора ККК ДМВ.

Обеспечивает возможность имитации случайного изменения во времени амплитуды несущей излучаемого тестового радиосигнала в контролируемых пределах по заданной программе и т.д.

Имитатор имеет два входа для подключения испытательных сигналов. Продолжительность излучения радиосигналов в эфир определяется командами, поступающими с АРМ оператора 3 или ПАУ станции спутниковой связи и может находиться в пределах от 20 с до десятков минут.

Мощность передатчика имитатора автоматически управляется, для чего излучаемый радиосигнал дополнительно промодулирован в имитаторе по амплитуде квазислучайной функцией времени с глубиной модуляции до 100%. Модулирующая квазислучайная функция (за исключением случаев имитации полного штиля) имеет интервал корреляции быстрых замираний 0,1 с, при этом глубина быстрых замираний находится в пределах до 2-3 дБ и зависит от типа буя и угла места КА в районе расположения буя.

Имитатор имеет три режима управления: МУ - местное с лицевой панели блока управления и контроля имитатора (используется в технологических целях при наладке ККК ДМВ); ДУ-1 дистанционное с АРМ оператора; ДУ-2 - дистанционное от ПАУ станции. На лицевой панели БУК 9 и на АРМ 3 имеется индикация: включения и выключения, исправности, отказа режимы работы и т.д. Передатчик 8 допускает работу на несогласованную нагрузку и не выходит из строя в случае обрыва или короткого замыкания антенного фидера 7. В качестве антенн 6 использованы два вертикальных несимметричных вибратора (штыря) длиной 0,30 м (полуволновой вибратор вблизи параллельного резонанса). Каждая из двух антенн имитатора 6 установлена неподвижно вертикально над горизонтально натянутой заземленной металлической сеткой 12 в ее центре. Антенна 1 используется для работы с космическим аппаратом (КА), находящихся под углом места до 30°

Антенна 2 используется для работы с КА, находящихся под углом места от 50 до 60°т (высокоэллиптические спутники на основном витке). Электропитание Имитатора обеспечивается от сети переменного напряжения 220 В частотой 50 Гц.

Алгоритм организации и проведения контроля

Периодический выборочный контроль в специальных радиолиниях осуществляется на радиолиниях тех космических аппаратов интегрированной системы спутниковой связи (КА ИССС), с которыми в данный момент работают станции «Центавр-Н».

Периодический выборочный контроль в радиолиниях организуется и проводится с АРМ 3.

Например, тестирование канала радиолинии «Центавр» осуществляется путем передачи по каналу тестового сигнала в виде последовательности двоичных символов. Его прием и сравнения с задержанной копией переданного тестового сигнала.

Управляя устройством формирования тестовых сигналов (в составе программного обеспечения УЭВМ), оператор выбирает:

- номер тестируемого КА 9 номер станции «Центавр Н» - 1 или 2);

- тип тестируемой радиолинии («Центавр»);

- номер программы тестирования (длительность тестирования зависит от ожидаемой вероятности ошибки в тестируемом канале).

При указании типа радиолинии «Центавр» автоматически подключается устройство преобразования скорости (УПС) 9600 бит/с в каналы 500 бит/с, 4000 бит/с и 3 канала по 1200 бит/с.

Реализованное программно в УЭВМ устройством коммутации каналов формирует тракт передачи канала 4000 бит/с через контрольную станцию ДМВ по выбранному каналу ретрансляции. Выбранный канал передачи подключается на соответствующий стык стойки интерфейсов сопряжения 4.

Реализованное программно в УЭВМ устройство формирования тестовых сигналов формирует тестовый сигнал для передачи по спутниковому каналу контрольной станции ДМВ «Центавр КМ2».

Контрольная станция ДМВ «Центавр КМ2» включается на передачу сигнала 4000 бит/с для приемника ствола радиолинии «Центавр» выбранного КА.

Перед началом передачи контрольной станции ДМВ на соответствующей станции «Центавр Н» выбирается нужный канал приема 9600 бит/с.

Выбранный канал приема поступает на соответствующий стык стойки интерфейсов сопряжения 4.

Реализованное программно в управляющей электронно-вычислительной машине (УЭВМ) устройство анализа принятых тестовых сигналов осуществляет грубую задержку копии переданного тестового сигнала 4000 бит/с на время распространения по спутниковому каналу, побитное сравнение задержанной копии сигнала с сигналом, поступающим по каналу приема 4000 бит/с, выделенному УПС из канала приема 9600 бит/с, осуществляет поиск по задержке с точностью до 1 бита и обнаружение тестового сигнала в принимаемом канале приема 4000 бит/с станции спутниковой связи сантиметровых волн (СМВ), формирует оценку качества тестируемого канала путем регистрации и подсчета ошибок.

Таким образом ККК ДМВ во взаимодействии с ПАУ станции спутниковой связи (СтСС) СМВ «Центавр Н» обеспечивает:

- выборочное периодическое автоматическое и автоматизированное проведение контроля качества спутниковых каналов передачи первичной сети (аппаратными и программными средствами);

- выборочное автоматическое и автоматизированное проведение контроля занятости спутниковых каналов передачи первичной сети;

- автоматическое проведение контроля функционирования каналов связи;

- взаимодействие оператора ККК ДМВ с оператором местной и удаленной СтСС СМВ «Центавр Н» по служебной связи, организуемой по каналу привязки (аппаратными средствами);

- анализ, автоматическое документирование и выдачу результатов контроля для отображения на мониторе АРМ оператора (программными средствами);

- автоматизированное формирование и доведение управляющих команд на установку требуемых режимов работы и схем коммутации каналов до составных частей ККК ДМВ и выдачу оператору подтверждений об их исполнении (программными средствами);

- контроль и отображение состояния изделия и его составных частей (аппаратными и программными средствами);

- контроль и отображение качества функционирования спутниковых каналов передачи (аппаратными и программными средствами);

- документирование: исходных данных по организации связи; схем коммутации каналов; результатов контроля качества спутниковых каналов передачи; времени начала и окончания сеансов тестирования каналов радиолиний каждого типа; время отказа и восстановления элементов ККК ДМВ (аппаратными и программными средствами) и др.

Комплекс контроля каналов станции спутниковой связи, состоящий из приемопередающего тракта, антенного блока, системы управления и контроля каналов дециметровых волн (ДМВ), управляющей ЭВМ, стойки интерфейсов сопряжения и автоматизированного рабочего места оператора, отличающийся тем, что в него дополнительно введен имитатор буйковой станции, который состоит из передающего устройства, соединенного первым входом через фидерные линии с двумя антеннами, вторым входом с устройством контроля излучения, третьим входом с блоком управления и контроля, причем блок управления и контроля соединен с устройством управления имитатора в составе управляющей ЭВМ.