способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи
Классы МПК: | H04B7/22 системы, основанные на распространении радиоволн со вторичным излучением при отражении (например тропосферное распространение радиоволн) |
Автор(ы): | Колесников А.В., Сергеев И.В., Сопин С.П., Сухоруков А.Н., Шомников М.А. |
Патентообладатель(и): | Военный университет связи |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-05-21 публикация патента:
27.08.2003 |
Изобретение относится к системам метеорной связи и может использоваться при построении пакетной сети сбора данных от удаленных терминалов или обмене формализованной информацией. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости без снижения пропускной способности сети. Для этого осуществляется помехоустойчивое кодирование систематическим блочным кодом определенной длины на передающей стороне, оценка качества принятых информационных символов кода, прием проверочной части кода и декодирование или передача сигнала подтверждения в зависимости от качества приема. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, заключающийся в том, что на центральной станции формируют и излучают сигнал запроса длительностью t3 на получение информации, на периферийной станции принимают сигнал запроса, измеряют уровни сигнала запроса в моменты начала приема U1 и окончания интервала t3 его приема U2, рассчитывают оставшуюся часть интервала to существования метеорного следа по формуле to= t3 ln(U0/U2)/(U2/ U1), где U0 - предварительно заданное пороговое значение амплитуды принимаемого сигнала запроса, вычисляют требуемую длительность tun информационной части пакета данных tип= t0-tcn, где tcn - предварительно заданная длительность служебной части пакета данных, вычисляют объем С (бит) информационной части пакета данных С= Vtun, где V (бит/с) - скорость передачи информации, формируют пакет данных с объемом информационной части С, передают пакет данных в течение времени to, а в течение длительности интервала времени tc передают кодовую комбинацию, соответствующую объему информационной части пакета, отличающийся тем, что после окончания передачи информационной части пакета передают от периферийной станции N проверочных символов, предварительно рассчитанных из условия N= V/1000![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211015/8226.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211035/247.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211013/8805.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике передачи данных и может быть использовано при построении пакетной сети сбора данных от удаленных терминалов или обмена формализованной информацией по каналам метеорной радиосвязи. Заявленное техническое решение расширяет арсенал средств данного назначения. Известен способ управления передачей информации от удаленных станций в сети метеорной связи со звездообразной структурой, при котором на каждой удаленной станции контролируют наличие пробного сигнала главной станции, идентифицируют принадлежность к группе опрашиваемых станций и при установлении совпадения адреса и наличии информации, подлежащей передаче, формируют разрешение на передачу ответного сигнала [1]. Недостатком данного способа является низкая пропускная способность сети, так как во время опроса одной группы станций происходит ожидание появления метеорного следа с требуемой пространственной ориентацией, хотя при этом могут существовать условия для прохождения информации от других станций, не входящих в опрашиваемую группу. Известен также способ передачи данных от удаленной станции на главную станцию метеорной связи, заключающийся в том, что на удаленной станции контролируют появление зондирующего сигнала от главной станции, при его приеме определяют, что это запрос на получение информации и при наличии данных, предназначенных для передачи на главную станцию, формируют сигнал разрешения передачи [2]. Недостатком указанного способа также является низкая пропускная способность сети, так как после приема зондирующего сигнала главной станции удаленная станция начинает передачу данных, а по окончании приема пакета данных, главная станция передает подтверждение. Если подтверждение удаленной станцией не принято, пакет будет передаваться повторно. Поэтому в полудуплексных пакетных метеорных системах целесообразно использование только тех следов, длительность существования которых достаточна для реализации протокола зондирующий сигнал - передача пакета данных - подтверждение. В результате диссипации следа момент окончания связи может наступить до приема подтверждения, что приведет к необходимости повторной передачи пакета данных. Очевидно, что в таких случаях попытки осуществить обмен информацией приводят к созданию помех удаленными станциями и неоправданному занятию приемного оборудования главной станции, снижающего пропускную способность сети, и бесполезному расходованию энергии аккумуляторов или солнечных батарей удаленных станций. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, заключающийся в том, что на центральной станции формируют и излучают сигнал запроса длительностью t3, на получение информации, на периферийной станции принимают сигнал запроса, измеряют уровни сигнала запроса в моменты начала приема U1 и окончания интервала t3, его приема U2, рассчитывают оставшуюся часть интервала t0 существования метеорного следа по формулеt0=t3ln(U0/U2)/ln(U2/U1),
где U0 - предварительно заданное пороговое значение амплитуды принимаемого сигнала запроса, вычисляют требуемую длительность tun информационной части пакета данных tun=t0-tcn, где tcn - предварительно заданная длительность служебной части пакета данных, вычисляют объем С [бит] информационной части пакета данных С=Vtun, где V [бит/с] - скорость передачи информации, формируют пакет данных с объемом информационной части С, передают пакет данных в течение времени t0, а в течение длительности интервала времени tcn передают кодовую комбинацию, соответствующую объему информационной части пакета [3]. Недостатком известного способа является относительно низкая помехоустойчивость, так как при ухудшении качества принимаемого центральной станцией сигнала возникающие ошибки во время приема информационной части вызывают потерю части информации или повторную передачу. Устранение указанного недостатка известным способом, состоящим во введении избыточности в передаваемое сообщение, т.е. в помехоустойчивом кодировании на передающей стороне и в декодировании на приемной стороне, приводит к неоправданному снижению пропускной способности сети, так как в ряде случаев качество принимаемого сигнала оказывается высоким и введенная избыточность не используется. Целью настоящего изобретения является разработка способа передачи данных в пакетной сети метеорной связи, обеспечивающего более высокую помехоустойчивость без снижения пропускной способности сети за счет помехоустойчивого кодирования систематическим блочным кодом определенной длины на передающей стороне, оценки качества принятых информационных символов кода и приема проверочной части кода и декодирования или передачи сигнала подтверждения в зависимости от качества приема. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе передачи данных в пакетной сети метеорной связи, заключающемся в формировании и излучении центральной станцией сигнала запроса длительностью t3 на получение информации, приеме периферийной станцией сигнала запроса, измерении уровней сигнала запроса в моменты начала приема U1 и окончания интервала t3, его приема U2, расчете оставшейся части интервала t0 существования метеорного следа по формуле
t0=t3ln(U0/U2)ln(U2/U1),
где U0 - предварительно заданное пороговое значение амплитуды принимаемого сигнала запроса, вычислении требуемой длительности tun информационной части пакета данных tun=t0-tcn, где tcn предварительно заданная длительность служебной части пакета данных, вычислении объема С [бит] информационной части пакета данных С=Vtun, где V [бит/с]-скорость передачи информации, формировании пакета данных с объемом информационной части С, передаче пакета данных в течение времени t0, передаче в течение длительности интервала времени tcn кодовой комбинации, соответствующей объему информационной части пакета, дополнительно после окончания передачи информационной части пакета передают от периферийной станция N проверочных символов, рассчитанных из условия
N=V/1000
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211015/8226.gif)
где R - расстояние между периферийной и центральной станцией [км]. На центральной станции по принятой информационной части пакета оценивают качество К принятых символов, причем, если К
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211021/8804.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211035/247.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211013/8805.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211013/8805.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211021/8804.gif)
Pбо = (1-p)C,
где p=рош вероятность ошибки символа; С длина информационной части пакета. Пример расчета:
- пусть информационная часть пакета имеет длину С=240 бит; вероятность ошибки в канале рош=10-2. Тогда вероятность безошибочного приема информационной части пакета
Рбо=(1-0,01)240=0,09
При использовании помехоустойчивого кодирования вероятность безошибочного приема пакета определяется в виде
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211533/2211533-2t.gif)
где р - вероятность ошибочного приема символа;
n - длина информационной части кода;
Cn i - число сочетаний;
t - число исправляемых кодом ошибок. Пример расчета:
- информационная часть пакета имеет длину С=240 бит;
- дальность связи (расстояние между центральной и периферийной станцией) R=900 км;
- скорость передачи V=16000 бит/с;
- вероятность ошибки в канале рош=10-2. Из выражения (1) получаем N=16(2
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211015/8226.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211015/8226.gif)
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211015/8226.gif)
t=(dmin-1)/2=(17-1)/2=8. Таким образом, вероятность безошибочного приема информационной части пакета
![способ передачи данных в пакетной сети метеорной связи, патент № 2211533](/images/patents/259/2211533/2211533-3t.gif)
Откуда следует, что благодаря введению избыточности на передаче и декодированию на приеме помехоустойчивость увеличивается в 0,9996/0,09=11 раз по сравнению с передачей без кодирования. Источники информации
1. Патент США 4277845, кл. 455/52, опубл. в 1981 г. 2. Патент США 4630314, кл. 455/52, опубл. в 1986 г. 3. А.с. СССР 1832392, кл. Н 04 В 7/22, опубл. в 1993 г., БИ 29. 4. Передача дискретных сообщений. /Под ред. В.П. Шувалова. - М.: Радио и связь, 1990. - 464 с.
Класс H04B7/22 системы, основанные на распространении радиоволн со вторичным излучением при отражении (например тропосферное распространение радиоволн)