Способ формирования цифрового радиоканала от подвижного объекта к неподвижному пункту управления

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО РАДИОКАНАЛА ОТ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА К НЕПОДВИЖНОМУ ПУНКТУ УПРАВЛЕНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Филипченко Игорь Викторович Комоско Сергей Анатольевич Макаров Всеволод Львович Случак Александр Вячеславович Левчук Виктор Викторович(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Способ формирования цифрового радиоканала от подвижного объекта к неподвижному пункту управления, при котором формируют групповой цифровой радиосигнал, содержащий информационный канал и канал телеметрии, посредством квадратурного модулятора,в синфазное и квадратурное плечи которого подают сигналы с различными характеристиками достоверности в синфазное плечо - информационный канал в виде высокоскоростного первого цифрового потока, а в квадратурное плечо - канал телеметрии в виде низкоскоростного второго цифрового потока или в квадратурное плечо - информационный канал в виде высокоскоростного первого цифрового потока, а в синфазное плечо - канал телеметрии в виде низкоскоростного второго цифрового потока, причем второй цифровой поток предварительно пропускают через блок помехоустойчивого кодирования с обеспечением выравнивания или невыравнивания его скорости со значением скорости первого цифрового потока, подают первый и второй цифровые потоки в соответствующие блоки формирования 16629 1 2012.12.30 импульсов требуемой длительности, кратной периоду следования потоков битов, и формируют групповой цифровой радиосигнал при модулировании несущих частот первого и второго цифровых потоков в соответствующих перемножителях с их последующим объединением в сумматоре квадратурного модулятора. Изобретение относится к области цифровой радиосвязи и предназначено для формирования группового цифрового радиосигнала, содержащего два исходных канала с различными характеристиками достоверности при их объединении в квадратурном модуляторе. Изобретение может быть преимущественно использовано для дистанционного управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА). Известен способ формирования цифрового группового радиосигнала 1, аналогичный заявляемому изобретению, который основан на принципе функционирования квадратурного модулятора. В процессе цифровой модуляции последовательность исходных данных в виде цифрового потока бит разделяется по времени на дибиты. Разделение на дибиты необходимо для формирования двух раздельных входных каналов модулятора с целью одновременного поступления данных соответственно на два ортогональных плеча модулятора. Первый бит дибита подается в синфазное плечо модулятора (первая ортогональная составляющая), а в квадратурное плечо модулятора подается второй бит дибита(вторая ортогональная составляющая). На приемной стороне после демодуляции получают групповой сигнал, состоящий из разделенных слагаемых сигналов с изначально равнозначными характеристиками, что и является целью. Ближайшим прототипом к предлагаемому изобретению является способ, приведенный в 2, где осуществляется формирование выходного группового сигнала, состоящего из двух исходных каналов, раздельно поступающих на ортогональные плечи цифрового квадратурного модулятора, что в совокупности является общим признаком. В прототипе 2 исходное сообщение делится во времени на две следующие подряд части сообщения,где каждая часть представляет собой отдельный канал для одновременной подачи соответственно на первое и второе ортогональные плечи модулятора. При этом два канала данных, связанных с соответствующими плечами квадратурного модулятора и полученных путем разделения по времени единственного канала исходного сообщения, обладают одинаковыми характеристиками. Поэтому способ формирования и передачи группового сигнала 2 не позволяет реализовать передачу данных с асимметричными характеристиками достоверности разделенных каналов, его составляющих, что оказывается необходимым при выполнении требований по управлению БЛА в сложных помеховых условиях. Задачей изобретения является совершенствование способа формирования группового цифрового радиосигнала, состоящего из двух независимых каналов - информационного канала и канала телеметрии, с ассиметричными характеристиками достоверности каналов. Предлагаемый способ направлен на решение технической задачи устойчивого дистанционного радиоуправления БЛА в сложных помеховых условиях при использовании одного приемо-передающего устройства с целью снижения массо-габаритных характеристик БЛА. Сложные помеховые условия могут возникнуть в различных ситуациях, например при нахождении БЛА на границе зоны своего действия, определяемой исправной работой информационного канала, или частичном выходе за границы зоны своего действия преднамеренном или непреднамеренном повышении уровня шумов группового радиосигнала БЛА, находящегося в зоне своего действия. Техническая задача считается решенной, если в перечисленных условиях обеспечивается устойчивое управление БЛА и наблюдается безошибочная передача данных по каналу телеметрии, при одновременном нахождении информационного канала в состоянии неуверенной работы или временного прекращения своего функционирования. 2 16629 1 2012.12.30 Результатом использования предлагаемого способа является получение повышенного значения достоверности информации, передаваемой по каналу телеметрии на величину,обеспечиваемую введенным устройством помехоустойчивого кодирования, по отношению к информационному каналу при формировании группового цифрового радиосигнала. Указанный результат достигается тем, что в способе формирования группового цифрового радиосигнала с использованием квадратурного модулятора, в соответствии с изобретением, в каждое из ортогональных плеч модулятора (синфазное и квадратурное) изначально подают сигналы с различными характеристиками достоверности в синфазное плечо - информационный канал в виде высокоскоростного первого цифрового потока, в квадратурное плечо - канал телеметрии в виде низкоскоростного второго цифрового потока, прошедшего через введенный блок помехоустойчивого кодирования предпочтительно с выравниванием его скорости до значения скорости первого цифрового потока. При данном способе формирования группового цифрового радиоканала достоверность информационного канала будет определяться достоверностью, обеспечиваемой выбранным типом цифровой модуляции, а достоверность канала телеметрии будет складываться из двух достоверностей достоверности используемого типа цифровой модуляции и достоверности, обеспечиваемой характеристиками введенного блока помехоустойчивого кодирования. Недостатком предлагаемого способа является снижение скорости передачи цифрового потока информационного канала предположительно в два раза, обусловленное передачей информационного потока только одним синфазным (или квадратурным) плечом квадратурного модулятора. Способ отличается от известных способов введением блока помехоустойчивого кодирования в одно из ортогональных плеч квадратурного модулятора в соответствии с изобретением. На фигуре приведена блок-схема усовершенствованного квадратурного модулятора,реализующего способ формирования группового цифрового радиосигнала на выходе квадратурного модулятора с ассиметричными характеристиками достоверности информации составляющих его двух исходных каналов согласно предполагаемому изобретению. Сущность предполагаемого изобретения поясняется на примере выполнения последовательности действий, которые проиллюстрированы на фигуре. Высокоскоростной цифровой поток данных информационного канала 1 поступает на вход кодера синфазной составляющей 2. Низкоскоростной цифровой поток данных канала телеметрии 3 поступает на вход блока помехоустойчивого кодирования 4. В блоке помехоустойчивого кодирования 4 на данные телеметрии накладываются данные помехоустойчивого кода, предназначенного для обнаружения и исправления ошибок на приемной стороне и таким образом повышающего достоверность данных канала телеметрии. С выхода блока помехоустойчивого кодирования 4 поток данных поступает на вход кодера квадратурнойсоставляющей 5. Кодер синфазной составляющей 2 и кодер квадратурной составляющей 5 выравнивают начальные фазы переходов потоков битов в соответствующих плечах и обеспечивают их временную расстановку на места первого и второго бита дибитов. После этого формирователи импульсов 6 синфазного плечаи 7 квадратурного плечав зависимости от задаваемого типа цифровой модуляции формируют требуемую длительность импульсов,кратную периоду следования потоков битов. Далее, происходит процесс формирования итогового группового радиосигнала 11 при модулировании несущей частотыв синфазном 8 и квадратурном 9 перемножителях с их последующим объединением на сумматоре 10. В идеальном случае выбор помехоустойчивого кода подбирается таким, чтобы обеспечить выравнивание скоростей и начальных фаз цифровых потоков, поступающих в плечи квадратурного модулятора в сечении А-А 16629 1 2012.12.30 Усовершенствование квадратурного модулятора заключается во введении блока помехоустойчивого кодирования 4, за счет которого достигается повышение значения достоверности информации канала телеметрии по отношению к значению достоверности информационного канала на приемной стороне в соответствии с предлагаемым изобретением. Источники информации 1. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр. Пер с англ. - М. Издательский дом Вильямс, 2003. - С. 585-587. 2. Патент Российской Федерации 2143179 1. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4