RU2350024C1 - Method of allocation of time intervals in radio communication network channels - Google Patents
Method of allocation of time intervals in radio communication network channels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350024C1 RU2350024C1 RU2007126194/09A RU2007126194A RU2350024C1 RU 2350024 C1 RU2350024 C1 RU 2350024C1 RU 2007126194/09 A RU2007126194/09 A RU 2007126194/09A RU 2007126194 A RU2007126194 A RU 2007126194A RU 2350024 C1 RU2350024 C1 RU 2350024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central station
- subscriber
- station
- packets
- stations
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 56
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах передачи информации, составленных из нескольких беспроводных сетей.The invention relates to the field of radio engineering and may find application in information transmission systems composed of several wireless networks.
Известен способ распределения радиоресурсов в системе из нескольких беспроводных сетей, описанный в патенте США №6650655; 370/468 "Allocation of data transmission resources between different networks" (Распределение ресурсов передачи данных между разными сетями), 2005 г., в котором эффективность использования ресурсов системы обеспечивают динамическим распределением ресурсов отдельным сетям системы на основе оценки (измерения) статистики загрузки в отдельных сетях системы. При этом сетям с низкой активностью абонентов распределяют частично перекрывающиеся ресурсы. Недостатком данного способа является вероятность столкновений вызовов и передач из-за повторного использования частот разными сетями системы. Поскольку оценка загрузки и соответствующие команды распределения ресурса всегда отстают от текущего момента, вероятность столкновений может достигать больших значений, что допустимо в обычной компьютерной сети, но является нежелательным в системах обмена специальной информацией, критичной к временным задержкам.A known method of distributing radio resources in a system of multiple wireless networks, described in US patent No. 6650655; 370/468 "Allocation of data transmission resources between different networks", 2005, in which the efficiency of the use of system resources is provided by the dynamic allocation of resources to individual networks of the system based on the assessment (measurement) of download statistics in individual network systems. At the same time, partially overlapping resources are allocated to networks with low subscriber activity. The disadvantage of this method is the probability of collisions of calls and transmissions due to the reuse of frequencies by different networks of the system. Since the load estimate and the corresponding resource allocation commands are always behind the current moment, the probability of collisions can reach large values, which is acceptable in a conventional computer network, but is undesirable in systems for the exchange of special information critical for time delays.
Известен способ распределения временных слотов в системе с динамической схемой множественного доступа с временным разделением (МДВР), описанный в патенте США №6445701; 370/368 "Channel access scheme for use in network communications" (Схема доступа в канал для использования в сетевых коммуникациях), 2002 г., в котором канал связи делят на кадры, каждый кадр делят на слоты и далее слоты делят на мини-слоты. При этом первый слот делят на множество мини-слотов для передачи запросов соединений от источников связи. Второй слот делят на два подмножества мини-слотов, где первое подмножество мини-слотов отводят для наращивания ресурсов существующих видеосоединений, а второе подмножество мини-слотов отводят для запросов соединений от источников связи. Объем первого подмножества мини-слотов может изменяться в зависимости от числа установленных видеосоединений; алгоритм этого изменения собственно является предметом изобретения по данному патенту. Третий слот отводят для приема маршрутизатором (базовой станцией) служебных сообщений от источников, имеющих установленные соединения.A known method of allocating time slots in a system with a dynamic time division multiple access (TDMA) system, as described in US Pat. No. 6,445,701; 370/368 "Channel access scheme for use in network communications", 2002, in which the communication channel is divided into frames, each frame is divided into slots and then the slots are divided into mini-slots . In this case, the first slot is divided into many mini-slots for transmitting connection requests from communication sources. The second slot is divided into two subsets of mini-slots, where the first subset of mini-slots is allocated to increase the resources of existing video connections, and the second subset of mini-slots is reserved for connection requests from communication sources. The volume of the first subset of mini-slots may vary depending on the number of installed video connections; the algorithm for this change is, in fact, the subject of the invention of this patent. The third slot is reserved for reception by the router (base station) of service messages from sources having established connections.
Недостатком данного способа является то, что временные интервалы (мини-слоты), выделяемые для передачи запросов об установлении соединения от источников связи в направлении маршрутизатора, используются источниками связи по принципу случайного доступа. При большой активности источников связи нарастает число столкновений передач, что приводит к трудностям или даже невозможности установления новых соединений.The disadvantage of this method is that the time intervals (mini-slots) allocated for transmitting requests for establishing a connection from communication sources in the direction of the router are used by random communication sources of communication. With a high activity of communication sources, the number of collisions of transmissions increases, which leads to difficulties or even the inability to establish new connections.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, описанный в патенте США №5371734, Н04В 007/216: Н04В 007/26 "Medium access control protocol for wireless network" (Протокол доступа в среду для беспроводной сети), 1994 г., принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed method is the method described in US patent No. 5371734, H04B 007/216: H04B 007/26 "Medium access control protocol for wireless network" (1994, adopted as a prototype.
Способ-прототип заключается в следующем. Одну из радиостанций в сети назначают работать в качестве центральной (базовой) станции. С помощью базовой станции осуществляют управление доступом в канал для остальных радиостанций сети, являющихся абонентскими станциями. В базовой станции происходит формирование временного кадра для регулирования интервалов выхода в эфир абонентских станций. Структуру временного кадра устанавливают следующим образом. В начале временного кадра выделяют первый интервал для передачи сигнала синхронизации и служебной информации от базовой станции к абонентским станциям. Затем выделяют второй интервал для передачи вещательной информации от базовой станции к абонентским станциям (направленной всем абонентским станциям сети). Затем выделяют третий интервал для адресной передачи информации от базовой станции к одной или нескольким абонентским станциям. Затем выделяют четвертый интервал для повторной передачи служебной информации от базовой станции к абонентским станциям. Затем выделяют пятый интервал для приема базовой станцией информации от абонентских станций. При этом пятый интервал разбивают на слоты, которые распределяют абонентским станциям. Команды распределения передают абонентским станциям в первом и пятом интервалах в составе служебной информации. Затем выделяют шестой интервал для приема базовой станцией запросов распределений от абонентских станций. В конце кадра выделяют седьмой интервал для обмена информацией с соседними сетями.The prototype method is as follows. One of the radio stations on the network is assigned to operate as a central (base) station. Using the base station, access control to the channel is carried out for the remaining radio stations of the network, which are subscriber stations. In the base station, a temporary frame is formed to regulate the broadcasting intervals of subscriber stations. The structure of the time frame is set as follows. At the beginning of the time frame, a first interval is allocated for transmitting the synchronization signal and overhead information from the base station to the subscriber stations. Then, a second interval is allocated for transmitting broadcast information from the base station to the subscriber stations (sent to all subscriber stations of the network). Then, a third interval is allocated for the targeted transmission of information from the base station to one or more subscriber stations. Then, a fourth interval is allocated for retransmission of overhead information from the base station to the subscriber stations. Then, a fifth interval is allocated for receiving by the base station information from subscriber stations. In this case, the fifth interval is divided into slots that are distributed to subscriber stations. Distribution commands are transmitted to subscriber stations in the first and fifth intervals as part of overhead information. Then, a sixth slot is allocated for the base station to receive distribution requests from subscriber stations. At the end of the frame, a seventh interval is allocated for exchanging information with neighboring networks.
На физическом уровне передачу информации в способе-прототипе осуществляют сигналами с расширением спектра прямыми последовательностями (direct-sequence spread spectrum), при этом используют бинарную или квадратурную фазовую манипуляцию.At the physical level, information in the prototype method is transmitted using direct-sequence spread spectrum signals, using binary or quadrature phase shift keying.
В течение первого интервала временного кадра в базовой станции происходит формирование и передача в эфир сигнала синхронизации, следом за ним передают служебную информацию для абонентских станций. Эта служебная информация включает информацию о разбиении кадра на интервалы, распределение интервалов для приема и передачи информации тем абонентским станциям, которые направили запросы в предыдущем кадре, а также положение в кадре интервала для передачи запросов абонентскими станциями, не имеющими распределения. Абонентские станции принимают сигнал базовой станции, синхронизируют свои приемники и выделяют служебную информацию о распределении каждой абонентской станции интервалов для приема и передачи. В дальнейшем абонентские станции могут выключать питание своих приемников и передатчиков на интервалах, где данной абонентской станции не разрешено, соответственно, принимать или передавать информацию. Абонентские станции, не имеющие распределения, синхронизируют свои приемники, выделяют служебную информацию, в частности временное положение интервала запросов и ожидают начала интервала запросов для передачи запросов распределения в направлении базовой станции.During the first time frame interval in the base station, the synchronization signal is generated and broadcast, followed by service information for the subscriber stations. This overhead information includes information on dividing the frame into intervals, allocation of intervals for receiving and transmitting information to those subscriber stations that sent requests in the previous frame, and also the position in the frame of the interval for transmitting requests to subscriber stations that do not have a distribution. The subscriber stations receive the signal of the base station, synchronize their receivers and allocate service information about the distribution of each subscriber station intervals for reception and transmission. In the future, subscriber stations can turn off the power of their receivers and transmitters at intervals where this subscriber station is not allowed, respectively, to receive or transmit information. Subscriber stations that do not have a distribution synchronize their receivers, extract service information, in particular, the temporary position of the request interval, and wait for the start of the request interval to transmit distribution requests in the direction of the base station.
В течение второго интервала временного кадра все абонентские станции принимают вещательную информацию от базовой станции.During the second time frame interval, all subscriber stations receive broadcast information from the base station.
В течение третьего временного интервала принимают информацию только те абонентские станции, которые получили распределение для приема информации в течение первого интервала в данном временном кадре.During the third time interval, information is received only by subscriber stations that have received a distribution for receiving information during the first interval in a given time frame.
В течение четвертого временного интервала базовая станция повторно передает служебную информацию, и абонентские станции уточняют соответствующие им распределения.During the fourth time interval, the base station retransmits overhead information, and the subscriber stations specify their respective distributions.
В течение пятого интервала абонентские станции формируют соответствующим образом сигналы для передачи и передают их в направлении базовой станции в распределенных им слотах. Поскольку распределение слотов для конкретной абонентской станции может действовать в течение нескольких кадров в соответствии с запросом, базовая станция отслеживает использование абонентскими станциями распределенных им слотов. Если абонентская станция не использует распределенные ей слоты, то в следующем кадре базовая станция отменяет распределение данной абонентской станции в пользу станции, направившей запрос распределения.During the fifth interval, the subscriber stations accordingly generate signals for transmission and transmit them in the direction of the base station in the slots allocated to them. Since the distribution of slots for a particular subscriber station can operate for several frames in accordance with the request, the base station monitors the use of subscriber stations allocated slots. If the subscriber station does not use the slots allocated to it, then in the next frame, the base station cancels the distribution of this subscriber station in favor of the station that sent the distribution request.
В течение шестого интервала времени абонентские станции, которые установили синхронизацию с базовой станцией, но не имеют распределения, передают запросы распределения в направлении базовой станции. Базовая станция принимает сигналы запросов от абонентских станций и при наличии свободного ресурса передает новое распределение в составе служебной информации в первом интервале следующего временного кадра.During the sixth time interval, subscriber stations that have established synchronization with the base station but do not have a distribution transmit distribution requests in the direction of the base station. The base station receives request signals from subscriber stations and, if there is a free resource, transmits a new distribution as part of overhead information in the first interval of the next time frame.
В течение седьмого интервала базовая станция данной сети передает сигнал-маяк для базовой станции соседней сети. Данный сигнал-маяк содержит информацию о характеристиках базовой станции. Базовая станция соседней сети принимает сигнал от первой базовой станции и передает первой базовой станции кадр ответа на сигнал-маяк в течение седьмого интервала. Кадр ответа на сигнал-маяк содержит информацию о характеристиках базовой станции соседней сети. Причем, базовые станции соседних сетей осуществляют обмен передачами в одном предопределенном радиочастотном канале, который отличается от радиочастотных каналов, которые первая и вторая базовые станции используют для радиообмена со своими абонентскими станциями.During the seventh interval, the base station of the network transmits a beacon for the base station of the neighboring network. This beacon contains information about the characteristics of the base station. The base station of the neighboring network receives a signal from the first base station and transmits a response frame to the beacon signal to the first base station during the seventh interval. The beacon response frame contains information about the characteristics of the base station of the neighboring network. Moreover, the base stations of neighboring networks exchange transmissions in one predetermined radio frequency channel, which differs from the radio frequency channels that the first and second base stations use for radio communication with their subscriber stations.
Базовые станции соседних сетей осуществляют обмен передачами с помощью сигналов с расширением спектра прямыми последовательностями (direct-sequence spread spectrum), при этом используют кодовые последовательности, которые отличаются от кодовых последовательностей, используемых для обмена внутри сети между базовой станцией и абонентскими станциями.Base stations of neighboring networks exchange transmissions using direct-sequence spread spectrum signals, using code sequences that are different from code sequences used for exchanging within a network between a base station and subscriber stations.
Несмотря на использование отдельного радиочастотного канала и отдельных кодовых последовательностей для обмена между базовыми станциями, базовые станции соседних сетей подстраивают относительно друг друга свои циклы передачи и обмениваются пакетами в течение седьмого интервала цикла связи.Despite the use of a separate radio frequency channel and separate code sequences for exchange between base stations, base stations of neighboring networks adjust their transmission cycles relative to each other and exchange packets during the seventh interval of the communication cycle.
При передаче запроса распределения каждая абонентская станция сообщает базовой станции информацию о своих физических характеристиках. Базовая станция сравнивает эту информацию со своими характеристиками и, если новая абонентская станция в сети оказывается лучше оснащенной, то базовая и абонентская станции начинают процедуры передачи управления в сети от базовой станции к абонентской. Примером такой характеристики может быть питание станции от сети или от батарей.When transmitting a distribution request, each subscriber station reports information about its physical characteristics to the base station. The base station compares this information with its characteristics and, if the new subscriber station in the network is better equipped, the base and subscriber stations begin the transfer of control in the network from the base station to the subscriber. An example of such a characteristic can be the power supply of the station from the mains or from batteries.
Абонентские станции в сети осуществляют передачи модулями, содержащими множество кадров, при этом в заголовке модуля имеется хотя бы одно поле, содержащее информацию о хотя бы одном кадре, который не был успешно принят в течение предыдущего модуля передачи. В ответ на это центральная станция повторяет упомянутые кадры в следующем модуле передачи.Subscriber stations in the network transmit with modules containing many frames, while in the module header there is at least one field containing information about at least one frame that was not successfully received during the previous transmission module. In response to this, the central station repeats said frames in the next transmission unit.
Но в способе-прототипе имеется существенный недостаток, заключающийся в том, что временные интервалы для запросов об установлении соединений используются абонентскими станциями по принципу случайного доступа, что приводит при большой активности абонентов к большому числу столкновений передач и затрудняет установление новых соединений. Кроме того, способ-прототип не позволяет гарантировать абоненту распределение требуемого ресурса в течение длительного промежутка времени, так как центральная станция отменяет распределение по результатам слежения за активностью использования канала абонентской станцией и может отменить распределение до окончания передачи.But the prototype method has a significant drawback, namely, that time intervals for connection establishment requests are used by subscriber stations according to the random access principle, which leads to a large number of transmission collisions with large activity of subscribers and makes it difficult to establish new connections. In addition, the prototype method does not guarantee the subscriber the distribution of the required resource for a long period of time, since the central station cancels the distribution according to the results of monitoring the channel usage by the subscriber station and can cancel the distribution before the end of the transmission.
Таким образом, недостатками способа-прототипа являются низкая помехоустойчивость установления соединений и отсутствие возможности гарантированного предоставления канала требуемого качества в течение длительного промежутка времени.Thus, the disadvantages of the prototype method are the low noise immunity of the establishment of connections and the inability to guarantee the provision of a channel of the required quality for a long period of time.
Для устранения указанных недостатков в способе распределения временных интервалов в сетевых каналах радиосвязи, включающем назначение одной из станций сети центральной станцией, на стороне центральной станции деление канала связи на временные кадры, передачу сигнала синхронизации, деление временных кадров на временные интервалы, где станциям сети разрешается передавать и принимать информацию, распределение абонентским станциям временных подынтервалов (слотов), где каждая абонентская станция может передавать и принимать информацию, обмен передачами с центральной станцией другой сети данной системы в полосе частот, отличающейся от полосы частот, в которой работают абонентские станции данной сети, а на стороне абонентской станции - установление синхронизации с центральной станцией, прием и выделение служебной информации о распределении временных интервалов для передачи и приема пакетов пользовательской информации, прием пакетов пользовательской информации в соответствии с распределением временных интервалов и передачу пакетов пользовательской информации в соответствии с распределением временных интервалов, согласно изобретению, во временном кадре центральной станции после передачи сигнала синхронизации выделяют временной интервал для передачи пакетов служебной информации от центральной станции к абонентским станциям, затем выделяют временной интервал, поделенный на временные слоты, для передачи пакетов пользовательской информации от центральной станции к абонентским станциям, затем выделяют временной интервал для регистрации абонентских станций, затем выделяют временной интервал, поделенный на временные слоты, для приема пакетов служебной и пользовательской информации от абонентских станций в соответствии с распределенными им слотами, при этом на стороне абонентской станции устанавливают синхронизацию с центральной станцией, принимают пакеты служебной информации от центральной станции в течение всего интервала передачи служебной информации и выделяют адресованные им команды на открытие служебных каналов; на стороне абонентской станции, впервые выходящей в эфир, после установления синхронизации с сигналом центральной станции, в течение интервала регистрации передают пакет с идентификатором в направлении центральной станции и ожидают прихода команд на открытие служебного канала от центральной станции; на стороне центральной станции принимают пакет с идентификатором от абонентской станции в течение интервала регистрации и в интервале для передачи пакетов служебной информации в последующих кадрах передают команды на открытие служебного канала абонентской станции, идентификатор которой был успешно принят; на стороне абонентской станции, получившей команды на открытие служебного канала, осуществляют передачу пакетов служебной информации в распределенных ей временных слотах; на стороне абонентской станции, передавшей идентификатор, но не получившей команд на открытие служебного канала, повторяют передачу идентификатора в интервале регистрации следующих случайно выбранных кадров; на стороне центральной станции периодически передают служебные пакеты опроса в направлении зарегистрированных абонентских станций, открывая служебные каналы для передачи ответов на пакеты опроса и, при необходимости, запросов распределения от зарегистрированных абонентских станций; на стороне центральной станции передают пакеты служебной информации с командами на открытие каналов для передачи пакетов пользовательской информации от абонентских станций, запросивших распределения; на стороне центральной станции принимают пакеты пользовательской информации от абонентских станций в распределенных им временных слотах в течение одного или нескольких кадров; на стороне центральной станции периодически проводят оптимизацию использования временных интервалов в кадре, при этом активной абонентской станции выделяют новое распределение и продолжают прием сигналов на старом распределении до установления связи на новом распределении, после чего закрывают канал на старом распределении; на стороне центральной станции закрывают канал для передачи пакетов пользовательской информации по соответствующему сообщению от абонентской станции или при отсутствии ответа от абонентской станции на заданное число опросов; на стороне центральной станции анализируют ошибочно принятые пакеты информации по степени важности сообщений (речь, видео, данные) и осуществляет передачу адресату безошибочных и испорченных пакетов с информацией низшей степени важности (речь, видео) и только безошибочных пакетов информации высшей степени важности (данные); кроме того, из центральной станции осуществляют радиообмен с центральной станцией другой сети, входящей в состав системы, независимо от временных кадров своей сети.To eliminate these shortcomings in the method for allocating time intervals in radio communication network channels, including assigning one of the network stations as a central station, on the central station side, dividing the communication channel into time frames, transmitting a synchronization signal, dividing time frames into time intervals, where network stations are allowed to transmit and receive information, distribution to subscriber stations of temporary sub-intervals (slots), where each subscriber station can transmit and receive information, exchange of transmissions with the central station of another network of this system in a frequency band different from the frequency band in which the subscriber stations of this network operate, and on the side of the subscriber station, establishment of synchronization with the central station, reception and allocation of service information on the distribution of time intervals for transmission and receiving packets of user information, receiving packets of user information in accordance with the distribution of time intervals and transmitting packets of user information in According to the invention, according to the invention, in the time frame of the central station, after transmitting the synchronization signal, a time interval is allocated for transmitting service information packets from the central station to subscriber stations, then a time interval divided into time slots is allocated for transmitting user information packets from the central stations to subscriber stations, then allocate a time interval for registration of subscriber stations, then allocate a time interval, under divided into temporary slots for receiving service and user information packets from subscriber stations in accordance with the slots allocated to them, while on the subscriber station side, synchronization with the central station is established, service information packets are received from the central station during the entire transmission interval of service information and allocate commands addressed to them to open service channels; on the side of the subscriber station, which is broadcasting for the first time, after establishing synchronization with the signal of the central station, during the registration interval a packet with the identifier is sent in the direction of the central station and waiting for commands to open the service channel from the central station; on the side of the central station, a packet with an identifier is received from the subscriber station during the registration interval and, in the interval for transmission of service information packets, in subsequent frames, commands are sent to open the service channel of the subscriber station, the identifier of which was successfully received; on the side of the subscriber station that has received commands to open the service channel, service information packets are transmitted in the time slots allocated to it; on the side of the subscriber station that transmitted the identifier but did not receive commands to open the service channel, the identifier is repeated in the registration interval of the next randomly selected frames; on the side of the central station, service polling packets are periodically transmitted in the direction of registered subscriber stations, opening service channels for transmitting responses to polling packets and, if necessary, distribution requests from registered subscriber stations; on the side of the central station transmit service information packets with commands to open channels for transmitting packets of user information from subscriber stations requesting distribution; on the side of the central station, packets of user information are received from subscriber stations in the time slots allocated to them for one or more frames; on the side of the central station, periodically optimize the use of time intervals in the frame, while the active subscriber station allocates a new distribution and continues to receive signals on the old distribution until communication is established on the new distribution, after which the channel is closed on the old distribution; on the side of the central station, close the channel for transmitting user information packets by the corresponding message from the subscriber station or in the absence of a response from the subscriber station to a given number of polls; on the side of the central station, they analyze erroneously received information packets according to the importance of messages (speech, video, data) and transmit to the addressee error-free and spoiled packets with information of the lowest degree of importance (speech, video) and only error-free packets of information of the highest degree of importance (data); in addition, from the central station, radio is exchanged with the central station of another network that is part of the system, regardless of the time frames of its network.
Предлагаемый способ распределения временных интервалов в сетевых каналах радиосвязи заключается в следующем.The proposed method for the distribution of time intervals in the radio communication network channels is as follows.
Одну из радиостанций в сети назначают работать в качестве центральной (базовой) станции. С помощью центральной станции осуществляют управление доступом в канал для остальных радиостанций сети, являющихся абонентскими станциями. При этом радиообмен между абонентскими станциями ведется через центральную станцию по способу множественного доступа с временным разделением (МДВР): канал связи делят на временные кадры, которые делят на временные интервалы (слоты), где станциям сети разрешается передавать и принимать информацию. Формирование временного кадра происходит в центральной станции.One of the radio stations on the network is assigned to operate as a central (base) station. With the help of the central station, access control to the channel is carried out for the remaining radio stations of the network, which are subscriber stations. In this case, the radio exchange between subscriber stations is conducted through the central station using the time division multiple access (TDMA) method: the communication channel is divided into time frames, which are divided into time intervals (slots), where network stations are allowed to transmit and receive information. The formation of a temporary frame occurs in the central station.
Структуру временного кадра устанавливают в соответствии с временной диаграммой, представленной на фиг.1. В начале временного кадра выделяют интервал Т1 для передачи сигнала синхронизации и идентификатора сети.The structure of the time frame is set in accordance with the time chart presented in figure 1. At the beginning of the time frame, the T1 interval is allocated for transmitting the synchronization signal and the network identifier.
Затем выделяют временной интервал Т2 для передачи пакетов служебной и пользовательской информации от центральной станции к абонентским. Интервал Т2 разделяют на два подынтервала: T21 - для передачи "вниз" пакетов служебной информации всем зарегистрированным станциям и Т22 - для передачи "вниз" пакетов пользовательской информации активным абонентским станциям.Then, a time interval T2 is allocated for transmission of service and user information packets from the central station to the subscriber. Interval T2 is divided into two sub-intervals: T2 1 - for transmitting “down” packets of service information to all registered stations and T2 2 - for transmitting “down” packets of user information to active subscriber stations.
Затем выделяют временной интервал Т3 для регистрации абонентских станций.Then allocate a time interval T3 for registration of subscriber stations.
Затем выделяют временной интервал Т4 для передачи "вверх" пакетов служебной и пользовательской информации от абонентских станций к центральной станции. Интервал Т4 разделяют на подынтервалы T4k, которые распределяются отдельным абонентским станциям. Между подынтервалами T4k предусматриваются небольшие защитные интервалы для предотвращения наложения передач из-за разного времени распространения сигналов от разных абонентских станций.Then, the time interval T4 is allocated for upstream transmission of service and user information packets from subscriber stations to the central station. Interval T4 is divided into sub-intervals T4 k , which are allocated to individual subscriber stations. Between the subintervals T4 k , small guard intervals are provided to prevent transmission overlay due to different propagation times of signals from different subscriber stations.
В течение интервала Т1 центральная станция передает сигнал синхронизации и идентификатор сети. Эти сигналы могут, например, передаваться с помощью помехоустойчивой широкополосной модуляции. Длительность и кодовая структура сигнала синхронизации выбираются в соответствии с требованиями обеспечения помехоустойчивости работы сети связи.During T1, the central station transmits a synchronization signal and a network identifier. These signals can, for example, be transmitted using noise-tolerant broadband modulation. The duration and code structure of the synchronization signal are selected in accordance with the requirements of ensuring noise immunity of the communication network.
Абонентские станции принимают сигнал синхронизации, осуществляют синхронизацию своих приемников и ожидают прихода служебных пакетов от центральной станции. В течение временного интервала Т21 абонентские станции выделяют из общего потока адресованные им пакеты служебной информации по заголовкам.Subscriber stations receive a synchronization signal, synchronize their receivers and wait for the arrival of service packets from the central station. During the time interval T2 1, subscriber stations extract headers of service information addressed to them from the general stream.
В течение интервала Т22 абонентские станции, имеющие открытые информационные каналы, принимают пакеты пользовательской информации в распределенных им интервалах T22.k.During T2 2, subscriber stations having open information channels receive user information packets in the T2 2.k intervals allocated to them.
В течение интервала Т3 абонентские станции, впервые выходящие в эфир, передают короткий служебный пакет регистрации, который содержит только идентификатор этой абонентской станции. Причем, абонентская станция начинает процедуру регистрации в сети вне зависимости от наличия у нее очереди пакетов для передачи. Если центральная станция успешно приняла пакет с идентификатором, то начинается процедура регистрации абонентской станции. Центральная станция сравнивает принятый идентификатор со списком возможных абонентов сети и списком зарегистрированных абонентов сети. Если абонентская станция опознается нормально, то в ее адрес направляются соответствующие команды на открытие служебного канала: в интервале Т4 выделяется короткий временной интервал для передачи пакетов служебной информации от абонентской станции к центральной.During T3, the first-time subscriber stations broadcast a short service registration packet, which contains only the identifier of this subscriber station. Moreover, the subscriber station begins the registration procedure in the network, regardless of whether it has a packet queue for transmission. If the central station has successfully received the packet with the identifier, the registration procedure of the subscriber station begins. The central station compares the received identifier with a list of possible network subscribers and a list of registered network subscribers. If the subscriber station is recognized normally, then the corresponding commands for opening the service channel are sent to its address: in the T4 interval, a short time interval is allocated for the transmission of service information packets from the subscriber station to the central one.
Если при опознавании абонентской станции возникли проблемы, центральная станция отправляет отказ регистрации. Причиной отказа регистрации может быть неправильный идентификатор абонентской станции или наличие уже зарегистрированной станции с данным идентификатором. Обе ситуации принимают как попытку несанкционированного доступа в сеть.If there is a problem identifying the subscriber station, the central station sends a registration failure. The reason for registration failure may be an incorrect subscriber station identifier or the presence of an already registered station with this identifier. Both situations are taken as an attempt to unauthorized access to the network.
После приема команд об открытии служебного канала абонентская станция осуществляет передачу служебных пакетов, содержащих необходимые для регистрации в сети сведения. Такими сведениями могут являться данные аутентификации (коды доступа), виды подключенного к абонентской станции оборудования, абонентские номера этого оборудования. Например, номер телефона, факса и т.п.After receiving commands to open the service channel, the subscriber station transmits service packets containing the information necessary for registering on the network. Such information may be authentication data (access codes), types of equipment connected to the subscriber station, and subscriber numbers of this equipment. For example, phone, fax, etc.
После процедуры регистрации служебный канал закрывается, и абонентская станция продолжает ожидать направленных ей служебных пакетов от центральной станции. Данная абонентская станция больше не будет выходить в эфир по своей инициативе, кроме случая возможного пропадания сети и необходимости перерегистрации.After the registration procedure, the service channel is closed, and the subscriber station continues to wait for service packets sent to it from the central station. This subscriber station will no longer go on the air on its own initiative, except in the event of a possible loss of network and the need for re-registration.
Абонентская станция, которая передала пакет с идентификатором, но не получила ответа, повторяет передачу пакета с идентификатором в течение интервала регистрации Т3 одного из следующих кадров, причем выбор кадра определяется датчиком псевдослучайных чисел.The subscriber station that transmitted the packet with the identifier, but did not receive a response, repeats the transmission of the packet with the identifier during the registration interval T3 of one of the following frames, and the choice of the frame is determined by the pseudo random number sensor.
Центральная станция периодически опрашивает зарегистрированные абонентские станции. Процедура опроса состоит в том, что центральная станция открывает служебные каналы для зарегистрированных абонентских станций и ожидает ответов на служебные пакеты опроса. При наличии у абонентской станции информации для передачи (запросы на открытие канала от подключенного к абонентской станции оборудования и т.д.) она передает их в открытом служебном канале перед ответом на служебный пакет опроса. Если у абонентской станции нет информации для передачи, она передает центральной станции пакет ответа на опрос.The central station periodically polls registered subscriber stations. The interrogation procedure consists in the fact that the central station opens service channels for registered subscriber stations and awaits responses to interrogation service packets. If the subscriber station has information to transmit (requests to open the channel from equipment connected to the subscriber station, etc.), it transmits them in the open service channel before responding to the service survey packet. If the subscriber station does not have information to transmit, it transmits a polling response packet to the central station.
Если в процедуре опроса абонентская станция запросила у центральной станции открытие информационного канала, то центральная станция направляет в адрес абонентской станции служебные пакеты с распределенными ей интервалами T22.k (одним из подынтервалов T22.1.-T22.n) - для приема и T4k (одним из подынтервалов T41-Т4n) - для передачи. Абонентская станция подтверждает получение распределения началом работы в выделенном ей интервале T4k. При этом количество и длительность временных слотов, выделяемых абонентской станции для приема и передачи, определяет центральная станция в зависимости от запрошенной в процессе обмена служебными пакетами скорости передачи.If in the polling procedure the subscriber station requested the opening of the information channel from the central station, the central station sends service packets to the subscriber station address with the intervals T2 2.k allocated to it (one of the sub-intervals T2 2.1. -T2 2.n ) for reception and T4 k (one of the sub-intervals T4 1 -T4 n ) - for transmission. The subscriber station confirms the receipt of the distribution by the beginning of work in the interval T4 k allocated to it. The number and duration of time slots allocated to the subscriber station for reception and transmission is determined by the central station depending on the transmission speed requested during the exchange of service packets.
Периодичность опроса каждой абонентской станции зависит от числа зарегистрированных станций в сети: чем меньше станций зарегистрировано, тем чаще они опрашиваются.The polling frequency of each subscriber station depends on the number of registered stations in the network: the fewer stations are registered, the more often they are polled.
Таким образом, процедура установления соединения в предлагаемом способе проводится в два этапа: сначала регистрация абонентской станции в сети, затем периодический опрос зарегистрированных абонентских станций, по результатам которого происходит открытие канала для передачи информации, если абонентская станция имеет очередь пакетов для передачи. При этом в нерегулируемом интервале регистрации Т3 передается только идентификационный номер абонентской станции. Все остальные служебные сообщения, связанные с регистрацией абонентской станции и процедурами выделения канала для передачи информационных пакетов, передаются в специально выделяемых центральной станцией интервалах.Thus, the connection establishment procedure in the proposed method is carried out in two stages: first, registering the subscriber station in the network, then periodically polling the registered subscriber stations, the results of which open a channel for transmitting information if the subscriber station has a queue of packets for transmission. Moreover, in the unregulated registration interval T3, only the subscriber station identification number is transmitted. All other service messages related to the registration of the subscriber station and channel allocation procedures for transmitting information packets are transmitted at intervals specially allocated by the central station.
В течение интервала Т4 абонентские станции, имеющие открытые информационные каналы, передают пакеты служебной и пользовательской информации в выделенных им временных интервалах T4k. Каждая абонентская станция заполняет выделенный ей временной интервал Т4k следующим образом: сначала передают короткую синхропоследовательность, затем пакеты служебной информации, затем пакеты пользовательской информации до конца интервала T4k. Пакеты служебной информации могут содержать ответные сообщения на команды центральной станции, а также запросы дополнительного распределения или отмены существующего.During the interval T4, subscriber stations having open information channels transmit service and user information packets in the time intervals T4 k allocated to them. Each subscriber station fills out the time interval T4 k allocated to it as follows: first, a short synchronization sequence is transmitted, then service information packets, then user information packets until the end of the T4 k interval. Service information packets may contain response messages to commands of the central station, as well as requests for additional distribution or cancellation of the existing one.
Например, абонентская станция АС1 имеет открытый телефонный канал с абонентской станцией АС2 (через центральную станцию). Допустим, в ходе телефонных переговоров возникает необходимость передачи от АС1 видеоинформации или данных, поступающих в АС1 через порт RS-422. В этом случае АС1 направляет центральной станции соответствующий запрос и центральная станция начинает процедуру изменения распределения, которая заключается в следующем. Центральная станция направляет в сторону абонентской станции пакеты служебной информации с командами открыть канал на новом распределении и поддерживает канал на старом распределении до получения сигнала от данной абонентской станции на новом распределении.For example, a subscriber station AC1 has an open telephone channel with a subscriber station AC2 (through a central station). Suppose, during telephone conversations, it becomes necessary to transmit video information or data from AC1 to AC1 through the RS-422 port. In this case, AC1 sends a corresponding request to the central station and the central station starts the distribution change procedure, which is as follows. The central station sends service information packets towards the subscriber station with commands to open the channel on the new distribution and maintains the channel on the old distribution until a signal is received from this subscriber station on the new distribution.
Предусмотрена также процедура изменения распределения без расширения объема канала - оптимизация использования временных интервалов в кадре. Поскольку в ходе работы сети постоянно происходит открытие и закрытие каналов различным станциям, то интервалы Т22 и Т4 становятся фрагментированными: произвольное чередование заполненных передачами и свободных интервалов T22.k и T4k. Для повышения эффективности использования временных интервалов центральная станция периодически производит сдвиг к началу интервала Т4 подынтервалов T4k и сдвиг к началу интервала Т22 подынтервалов T22.k, распределенных абонентским станциям, т.е., для передающих и принимающих информацию абонентских станций запускаются процедуры изменения распределения. Каждая из таких абонентских станций получает в составе служебной информации новое распределение и перестраивается на передачу и прием в новых временных слотах в ближайший удобный для данной абонентской станции момент времени. При этом центральная станция поддерживает оба распределения до приема сигнала данной абонентской станции в новом временном слоте. Только после установления канала на новом распределении центральная станция закрывает старое распределение. Таким образом, при смене распределения соединение не прерывается, абонент не теряет данные.A procedure is also provided for changing the distribution without expanding the channel volume — optimizing the use of time intervals in the frame. Since the channel constantly opens and closes channels to various stations, the T2 2 and T4 intervals become fragmented: random alternation of the free intervals T2 2.k and T4 k filled with transmissions. To increase the efficiency of using time intervals, the central station periodically makes a shift to the beginning of the interval T4 of the sub-intervals T4 k and a shift to the beginning of the interval T2 of the 2 sub-intervals T2 2.k allocated to subscriber stations, i.e., change procedures are started for transmitting and receiving information of subscriber stations distribution. Each of these subscriber stations receives a new distribution as part of the service information and is tuned to transmit and receive in new time slots at the nearest point in time convenient for the given subscriber station. At the same time, the central station supports both distributions before receiving a signal of a given subscriber station in a new time slot. Only after establishing the channel on the new distribution, the central station closes the old distribution. Thus, when changing the distribution, the connection is not interrupted, the subscriber does not lose data.
Абонентская станция, получившая распределение, сохраняет за собой открытый канал выделенного объема до тех пор, пока сама не запросит процедуру закрытия канала. При этом центральная станция не сокращает объем выделенного данной абонентской станции распределения даже в случае слабой активности передач. Для закрытия канала абонентская станция передает соответствующий служебный пакет в начале своего интервала Т4k и продолжает передавать информацию до конца этого интервала.The subscriber station that has received the distribution retains the open channel of the allocated volume until it itself requests the procedure for closing the channel. At the same time, the central station does not reduce the volume allocated to this subscriber distribution station even in the case of weak transmission activity. To close the channel, the subscriber station transmits the corresponding service packet at the beginning of its T4 k interval and continues to transmit information until the end of this interval.
В предлагаемом способе предусмотрено только два случая отмены распределения по инициативе центральной станции, поскольку в реальных условиях бывают аппаратные поломки или преднамеренный вывод из строя абонента (в военных применениях). Когда центральная станция опрашивает свою группу зарегистрированных абонентских станций (пассивных и активных) и принимает ответные сообщения, то она тем самым собирает сведения о работоспособности своих абонентов. При этом допускается пропуск нескольких ответных сообщений. Например, абонентская станция заехала за какую-либо преграду и не слышит запросов. И только в случае превышения некоторого заданного интервала центральная станция закрывает канал, не отвечающей на запросы абонентской станции.In the proposed method, there are only two cases of canceling the distribution on the initiative of the central station, since in real conditions there are hardware failures or deliberate failure of the subscriber (in military applications). When the central station polls its group of registered subscriber stations (passive and active) and receives response messages, it thereby collects information about the health of its subscribers. At the same time, several reply messages are allowed to be skipped. For example, the subscriber station has stopped by for some obstacle and does not hear requests. And only if some predetermined interval is exceeded, the central station closes the channel that does not respond to subscriber station requests.
Предусмотрен также случай отмены распределения по инициативе центральной станции для предоставления канала абоненту с высоким приоритетом, например, предоставление скоростного канала командиру или для передачи сообщений, связанных с чрезвычайными ситуациями. В обычных условиях распределение, выделенное абонентской станции, не сокращается и не отменяется по инициативе центральной станции, т.е., абоненту гарантируется выделение канала требуемого качества.There is also a case of canceling the distribution at the initiative of the central station to provide a channel to a high-priority subscriber, for example, providing a high-speed channel to a commander or to transmit messages related to emergency situations. Under normal conditions, the allocation allocated to the subscriber station is not reduced or canceled at the initiative of the central station, i.e., the subscriber is guaranteed the allocation of a channel of the required quality.
Центральная станция анализирует принимаемые пакеты на предмет наличия ошибок и производит дальнейшую передачу испорченных пакетов в зависимости от важности передаваемой информации. Поскольку передача информации между абонентскими станциями происходит через центральную станцию, то при обнаружении ошибок во входящих пакетах информации центральная станция выполняет следующие действия:The central station analyzes the received packets for errors and further transmits the corrupted packets, depending on the importance of the transmitted information. Since the transfer of information between subscriber stations occurs through the central station, when errors are detected in the incoming information packets, the central station performs the following actions:
Если обнаружена ошибка в пакете мультимедийной информации (речь, видео), причем в информационной части пакета, то такой пакет передается адресату. Если ошибка локализована в заголовке пакета мультимедийной информации, то пакет снабжается новым заголовком и передается адресату. Если обнаружена ошибка в пакете информации наибольшей степени важности (данные), то центральная станция отказывается от передачи адресату такого пакета и такой пакет может быть передан повторно по решению вышестоящих протоколов, тем самым физический уровень освобождается от процедур повторной передачи. В результате не все испорченные пакеты передаются повторно, что обеспечивает дополнительную экономию пропускной способности сети.If an error is detected in the packet of multimedia information (speech, video), moreover, in the information part of the packet, then such a packet is transmitted to the addressee. If the error is localized in the header of the multimedia information packet, then the packet is supplied with a new header and transmitted to the addressee. If an error is detected in a packet of information of the most importance (data), then the central station refuses to transmit such a packet to the addressee and such a packet can be retransmitted by decision of higher protocols, thereby eliminating the physical layer from retransmission procedures. As a result, not all corrupted packets are retransmitted, which provides additional savings in network bandwidth.
Центральная станция данной сети может одновременно работать в качестве абонентской станции в сети более высокого уровня иерархии, которая, в свою очередь, состоит из множества аналогичных станций. Для обеспечения надежного взаимодействия с центральной станцией другой сети системы центральная станция осуществляет независимую от кадра данной сети передачу и прием информации центральной станции другой сети в отдельной полосе частот, отличающейся от полосы частот радиообмена в данной сети, при помощи другого высокочастотного тракта и другой антенны. Временной кадр обмена между центральными станциями соседних сетей, в отличие от способа-прототипа, никак не привязан к временному кадру обмена между центральной станцией и соответствующими абонентскими станциями.The central station of a given network can simultaneously operate as a subscriber station in a network of a higher hierarchy level, which, in turn, consists of many similar stations. To ensure reliable interaction with the central station of another network of the system, the central station transmits and receives information from the central station of another network in a separate frequency band, which differs from the radio frequency in this network, using another high-frequency path and another antenna. The time frame of the exchange between the central stations of neighboring networks, unlike the prototype method, is not tied to the temporary frame of the exchange between the central station and the corresponding subscriber stations.
Таким образом, в описанном способе распределения временных интервалов в сетевых каналах радиосвязи достигается повышение помехоустойчивости установления соединений путем сведения до минимума нерегулируемых выходов в эфир абонентскими станциями, а также предоставление канала требуемого качества в течение длительного промежутка времени.Thus, in the described method for the allocation of time intervals in the radio communication network channels, an increase in the noise immunity of the establishment of connections is achieved by minimizing unregulated broadcasts by subscriber stations, as well as providing a channel of the required quality for a long period of time.
В способе-прототипе в нерегулируемом интервале запросов абонентские станции передают достаточно длинный пакет запроса передачи, содержащий целый ряд полей со служебными данными, в том числе и идентификатор абонентской станции. Чем длиннее пакет, тем меньше вероятность безошибочного приема этого пакета; следовательно, выше вероятность повторных запросов и выше вероятность столкновений передач. Кроме того, время нерегулируемого интервала тратится на передачу служебных данных. В предлагаемом способе запрос передачи происходит в два этапа: процедура регистрации абонентской станции и опрос зарегистрированных абонентских станций. Пакет регистрации, который передает впервые выходящая в эфир абонентская станция, сокращен до минимума: содержит только идентификатор абонентской станции, а все остальные служебные данные передаются в ходе процедуры опроса в специально выделяемом служебном интервале, не создавая помех другим станциям, т.е., передача служебных сообщений, необходимых для установления соединений, вынесена из нерегулируемого интервала кадра в регулируемый, за счет чего повышается вероятность установления соединений.In the prototype method, in an unregulated request interval, subscriber stations transmit a rather long transmission request packet containing a number of fields with service data, including the subscriber station identifier. The longer the packet, the less likely it is to correctly receive this packet; therefore, higher probability of repeated requests and higher likelihood of transmission collisions. In addition, the time of the unregulated interval is spent on the transmission of service data. In the proposed method, the transmission request occurs in two stages: the registration procedure of the subscriber station and the survey of registered subscriber stations. The registration package, which is transmitted by the subscriber station for the first time on air, is reduced to a minimum: it contains only the subscriber station identifier, and all other service data is transmitted during the polling procedure in a specially allocated service interval, without interfering with other stations, i.e., transmission service messages necessary for establishing connections, taken out of the unregulated frame interval in adjustable, thereby increasing the likelihood of establishing connections.
Поскольку процедура регистрации проводится вне зависимости от того, есть ли у данной абонентской станции пакеты для передачи, авторы применили в формуле и описании термин «регистрация» в отличие от термина «запрос передачи», который используется в описании патента-прототипа и обозначает несколько другую функцию.Since the registration procedure is carried out regardless of whether the given subscriber station has packages for transmission, the authors used the term “registration” in the formula and description as opposed to the term “transfer request”, which is used in the description of the prototype patent and denotes a slightly different function .
Данные о зарегистрированных абонентах используются в протокольных функциях, а также могут быть полезны владельцу сети как сведения о сохранности абонентов сети, если это, например, система специального назначения или система сбора информации с каких-либо необслуживаемых объектов.Data on registered subscribers is used in protocol functions, and can also be useful to the network owner as information about the safety of network subscribers, if it is, for example, a special-purpose system or a system for collecting information from any unattended objects.
Кроме того, предложенный порядок предоставления и поддержания канала для передачи информации обеспечивает длительное использование абонентом канала запрошенного качества вне зависимости от активности передач, при необходимости смену канала без разрыва соединения и закрытие канала преимущественно по инициативе абонента.In addition, the proposed procedure for providing and maintaining a channel for transmitting information ensures long-term use by the subscriber of the channel of the requested quality regardless of the activity of the transmissions, if necessary, changing the channel without disconnecting the connection and closing the channel mainly at the subscriber’s initiative.
Взаимодействие между центральными станциями соседних сетей, в отличие от способа-прототипа, никак не привязано к временным кадрам работы каждой сети.The interaction between the central stations of neighboring networks, unlike the prototype method, is not tied to the time frames of each network.
Следовательно, предлагаемый способ распределения временных интервалов в сетевых каналах радиосвязи обеспечивает помехоустойчивость и надежность соединений в системе из нескольких сетей за счет отсутствия столкновений передач зарегистрированных абонентских станций, а также предоставление абоненту гарантированного канала требуемого качества в течение длительного промежутка времени.Therefore, the proposed method for the distribution of time intervals in network radio communication channels provides noise immunity and reliability of connections in a system of several networks due to the absence of collisions between transmissions of registered subscriber stations, as well as providing the subscriber with a guaranteed channel of the required quality for a long period of time.
Функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа представлена на фиг.2, где введены следующие обозначения:Functional diagram of a device for implementing the proposed method is presented in figure 2, where the following notation is introduced:
1 - блок индикации и управления;1 - display and control unit;
2 - первая антенна;2 - the first antenna;
3 - первый блок усилителя мощности и малошумящего усилителя;3 - the first block of a power amplifier and a low noise amplifier;
4 - первый блок приемовозбудителя;4 - the first block receptor exciter;
5 - первый программируемый логический блок;5 - the first programmable logic unit;
6 - блок интерфейсов с оконечным оборудованием;6 - terminal block with terminal equipment;
7 - контроллер;7 - controller;
8 - процессорный блок;8 - processor unit;
9 - вторая антенна;9 - the second antenna;
10 - второй блок усилителя мощности и малошумящего усилителя;10 - the second block of the power amplifier and low-noise amplifier;
11 - второй блок приемовозбудителя;11 - the second block receptor exciter;
12 - второй программируемый логический блок.12 is a second programmable logic unit.
Устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, содержит подключенные к общей шине блок интерфейсов с оконечным оборудованием 6, процессорный блок 8, первый 5 и второй 12 программируемые логические блоки, а также блок индикации и управления 1, первую 2 и вторую 9 антенны, первый 3 и второй 10 блоки усилителя мощности и малошумящего усилителя, первый 4 и второй 11 блоки приемовозбудителя и контроллер 7, первая группа входов-выходов которого соединена со второй группой входов-выходов процессорного блока 8, третья группа входов-выходов которого соединена с группой входов-выходов блока индикации и управления 1, вторая и третья группы входов-выходов контроллера 7 соединены соответственно с группами входов-выходов первого 3 и второго 10 блоков усилителя мощности и малошумящего усилителя, первые одиночные входы-выходы которых соединены соответственно с первой 2 и второй 9 антеннами, а вторые одиночные входы-выходы блоков усилителя мощности и малошумящего усилителя соединены соответственно с одиночными входами-выходами первого 4 и второго 11 блоков приемовозбудителя, группы входов-выходов которых соединены соответственно со вторыми группами входов-выходов первого 5 и второго 12 программируемых логических блоков, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами входов контроллера 7.The device with which the proposed method is implemented includes an interface unit 6 connected to a common bus, a processor unit 8, the first 5 and second 12 programmable logic units, as well as an indication and control unit 1, the first 2 and second 9 antennas, the first 3 and the second 10 blocks of the power amplifier and low-noise amplifier, the first 4 and second 11 blocks of the exciter and controller 7, the first group of inputs and outputs of which are connected to the second group of inputs and outputs of the processor unit 8, the third group of inputs and outputs in which it is connected to the group of inputs and outputs of the indication and control unit 1, the second and third groups of inputs and outputs of the controller 7 are connected respectively to the groups of inputs and outputs of the first 3 and second 10 blocks of the power amplifier and low-noise amplifier, the first single inputs and outputs of which are connected respectively with the first 2 and second 9 antennas, and the second single inputs and outputs of the power amplifier and low-noise amplifier blocks are connected respectively to the single inputs and outputs of the first 4 and second 11 exciter blocks, groups inputs-outputs of which are connected respectively to the second groups of outputs, the inputs of the first 5 and second 12 programmable logic blocks whose outputs are respectively connected to groups of the first and second inputs of the controller 7 groups.
Устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, работает следующим образом.The device with which the proposed method is implemented works as follows.
Блок индикации и управления 1 содержит клавиатуру для ввода команд управления станцией и жидкокристаллический дисплей для отображения команд управления и состояний станции. С помощью блока 1 осуществляется выбор режима работы станции (центральная или абонентская) и ряд других вспомогательных функций.The display and control unit 1 comprises a keyboard for entering station control commands and a liquid crystal display for displaying control commands and station conditions. With the help of block 1, a station operating mode is selected (central or subscriber) and a number of other auxiliary functions.
Блок интерфейсов с оконечным оборудованием 6 обеспечивает подключение устройства к стандартным стыкам, таким как, например, RS-232, RS-422, E1, телефон и т.п., причем обеспечивается одновременное обслуживание пользователей, подключенных к разным стыкам.The block of interfaces with
Процессорный блок 8 обеспечивает параллельное выполнение протоколов пользовательских приложений, подключенных к стыкам блока интерфейсов с оконечным оборудованием 6, и преобразует данные, поступающие из блока интерфейсов с оконечным оборудованием 6, в формат данных для передачи, то есть формирует пакеты служебной и пользовательской информации, а также производит обратное преобразование пакетов, приходящих из первого 5 и второго 12 программируемых логических блоков, в форматы пользовательских приложений. Кроме того, процессорный блок 8 обеспечивает выполнение программы, содержащей модули протоколов взаимодействия между абонентами сети канального уровня модели ВОС [1]: в режиме передачи процессорный блок 8 производит формирование пакетов, заполняет их служебной и пользовательской информацией и выдает эти пакеты в блоки 5 и 12. В режиме приема процессорный блок 8 извлекает служебную и пользовательскую информацию из пакетов, поступающих из блоков 5 и 12, преобразует их в соответствующие форматы и направляет в блок интерфейсов с оконечным оборудованием 6. Если данное устройство работает в качестве базовой станции, то часть пакетов направляется обратно в блоки 5 и 12 для передачи соответствующим абонентским станциям.The processor unit 8 provides parallel execution of user application protocols connected to the joints of the interface unit with
Если данное устройство работает в качестве базовой станции, то процессорный блок 8 обеспечивает функции протокола доступа в сеть, связанные с регистрацией абонентских станций в сети, управлением вызовами, распределением ресурсов и т.п.If this device operates as a base station, then the processor unit 8 provides the functions of the network access protocol related to the registration of subscriber stations in the network, call management, resource allocation, etc.
Если данное устройство работает в качестве абонентской станции, то в процессорном блоке 8 формируются пакеты с идентификатором станции со случайной задержкой для регистрации в сети данной абонентской станции.If this device operates as a subscriber station, then packets with an identifier of the station with a random delay for registration in the network of this subscriber station are formed in the processor unit 8.
Кроме того, процессорный блок управляет работой контроллера 7, который, в свою очередь, управляет блоками усилителя мощности и малошумящего усилителя 3 и 10. К управляющим функциям относятся: включение усилителя мощности, управление режимами работы усилителя мощности и малошумящего усилителя и т.п. Кроме того, контроллер 7 получает команды на переключение режимов прием-передача из первого и второго программируемых логических блоков 5 и 12.In addition, the processor unit controls the operation of the controller 7, which, in turn, controls the blocks of the power amplifier and low-noise amplifier 3 and 10. Control functions include: turning on the power amplifier, controlling the operation modes of the power amplifier and low-noise amplifier, etc. In addition, the controller 7 receives commands for switching the reception-transmission modes from the first and second programmable logic blocks 5 and 12.
Первый программируемый логический блок 5, первый блок приемовозбудителя 4, первый блок усилителя мощности и малошумящего усилителя 3 и первая антенна 2 выполняют функции физического и канального уровней модели ВОС для радиообмена между станциями данной сети [1]. В режиме передачи первый программируемый логический блок 5 по команде из процессорного блока 8 формирует сигнал синхронизации, осуществляет заданную расстановку по временным интервалам пакетов, поступающих из процессорного блока 8, выполняет цифровую модуляцию и выдает сигнал в первый блок приемовозбудителя 4, где выполняется перенос сигнала на несущую частоту, затем сигнал поступает в первый блок усилителя мощности и малошумящего усилителя 3 и далее - в первую антенну 2. При этом управление режимом работы блока 3 (прием или передача) осуществляют из первого программируемого блока 5.The first programmable logic block 5, the first exciter block 4, the first block of the power amplifier and low-noise amplifier 3, and the
В режиме приема сигнал из антенны 2 усиливается в первом блоке усилителя мощности и малошумящего усилителя 3. В первом блоке приемовозбудителя 4 выполняется перенос сигнала на видеочастоту, и аналоговый видеочастотный сигнал выдается в первый программируемый логический блок 5. В блоке 5 аналоговый сигнал из первого блока приемовозбудителя 4 преобразуется в цифровую форму, далее выполняется синхронизация, демодуляция и выделение служебных и информационных пакетов, которые выдаются для обработки в процессорный блок 8.In reception mode, the signal from
Последовательно соединенные второй программируемый логический блок 12, второй блок приемовозбудителя 11, второй блок усилителя мощности и малошумящего усилителя 10 и вторая антенна 9 работают аналогично блокам 5, 4, 3 и 2. Если данное устройство работает в качестве центральной станции, то блоки 12, 11, 10 и 9 используются для радиообмена с центральной станцией другой сети, при этом вторая антенна 9 преимущественно выбирается с узкой диаграммой направленности, тогда как первая антенна 2 обычно имеет круговую диаграмму. Если данное устройство работает в качестве абонентской станции, то блоки 12, 11, 10 и 9 используются для радиообмена со своей центральной станцией, а блоки 5, 4, 3 и 2 можно использовать для организации связи, например, с портативными станциями в окрестности данной абонентской станции. Конструктивно пары одноименных блоков 3 и 10,4 и 11, 5 и 12 могут быть идентичными. Пример архитектуры такой сети показан на фиг.3, где описанные выше станции условно изображены в виде прямоугольников с двумя антеннами (два тракта приемопередачи). Цифрой 2 обозначены антенны с круговой диаграммой, а цифрой 9 - антенны с узкой диаграммой направленности. Центральная станция ЦС1 осуществляет радиообмен с абонентскими станциями своей сети (AC11-ACN1) через антенну с круговой диаграммой 2, а абонентские станции AC11-ACN1 работают со своей центральной станцией ЦС1 через направленные антенны 9. При этом центральная станция ЦС1 работает с центральной станцией ЦС2 через направленную антенну 9.The second
Кроме того, каждая из абонентских станций AC11-ACN1 может управлять несколькими портативными станциями (на фиг.3 показаны портативные станции ПC112-ПСМ12 только вокруг абонентской станции АС21).In addition, each of the subscriber stations AC1 1 -ACN 1 can control several portable stations (Fig. 3 shows portable stations PS1 12 -PSM 12 only around the subscriber station AC2 1 ).
Из радиостанций, реализующих предлагаемый способ, можно создавать сети различной архитектуры. Например, на фиг.4 представлен вариант использования данного устройства для построения радиорелейных линий. В этом случае преимущественно используются направленные антенны 9. Этот вариант использования предлагаемого способа позволяет строить системы связи, покрывающие большие территории.From radio stations that implement the proposed method, you can create networks of various architectures. For example, figure 4 presents an embodiment of the use of this device for constructing microwave links. In this case,
Выполнение блоков 5 и 12 в виде программируемых логических блоков позволяет изменять виды цифровой модуляции, используемой для передачи и приема сигналов [5, 6, 7]. Например, можно использовать бинарную или квадратурную фазовую манипуляцию, как в прототипе, а также параллельные составные сигналы на базе функций Уолша (OCDM), ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM) и т.п. [2, 3].The execution of
Таким образом, устройство для реализации предлагаемого способа распределения временных интервалов в сетевых каналах радиосвязи позволяет выполнять все требования предлагаемого способа и обеспечивает помехоустойчивость и надежность соединений в сети за счет отсутствия столкновений передач зарегистрированных абонентских станций, а также предоставление абоненту гарантированного ресурса в течение длительного промежутка времени.Thus, the device for implementing the proposed method for the distribution of time intervals in the radio communication network channels allows to fulfill all the requirements of the proposed method and provides noise immunity and reliability of the network connections due to the absence of transmission collisions of registered subscriber stations, as well as providing the subscriber with a guaranteed resource for a long period of time.
Источники информацииInformation sources
1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. - СПб: Питер, 2001. - 672 с.: ил.1. Computer networks. Principles, technologies, protocols. V.G. Olifer, N.A. Olifer. - St. Petersburg: Peter, 2001 .-- 672 p.: Ill.
2. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 2000.2. Prokis J. Digital Communications. Per. from English - M .: Radio and communications, 2000.
3. Andren С., Webster М. ССК Modulation Delivers 11 Mbps for High Rate IEEE 802.11 Extension. Harris Semiconductor, 2401 Palm Bay Road, N.E. MS:62A-024 Palm Bay, Florida, WIRELESS SYMPOSIUM/PORTABLE BY DESIGN CONFERENCE SPRING, 1999.3. Andren S., Webster M. CCK Modulation Delivers 11 Mbps for High Rate IEEE 802.11 Extension. Harris Semiconductor, 2401 Palm Bay Road, N.E. MS: 62A-024 Palm Bay, Florida, WIRELESS SYMPOSIUM / PORTABLE BY DESIGN CONFERENCE SPRING, 1999.
4. Smith S.W. The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing. - San Diego, California: California Technical Publishing, 1999.4. Smith S.W. The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing. - San Diego, California: California Technical Publishing, 1999.
5. Chassaing R. DSP Applications Using С and the TMS320C6x DSK. - New York, John Wiley & Sons, Inc., 2002.5. Chassaing R. DSP Applications Using With and the TMS320C6x DSK. - New York, John Wiley & Sons, Inc., 2002.
6. «Xilinx ISE 6 Software Manuals», www.xilinx.com, support.xilinx.com (Руководства по программному обеспечению для изделий фирмы Xilinx).6. “
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007126194/09A RU2350024C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Method of allocation of time intervals in radio communication network channels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007126194/09A RU2350024C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Method of allocation of time intervals in radio communication network channels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007126194A RU2007126194A (en) | 2009-01-20 |
RU2350024C1 true RU2350024C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40375562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007126194/09A RU2350024C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Method of allocation of time intervals in radio communication network channels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2350024C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2408167C1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-12-27 | Автономная некоммерческая организация "Научно-исследовательский институт СИТРОНИКС" (АНО "НИИ СИТРОНИКС") | METHOD OF RELIABLE DISTRIBUTION OF SYNCHRONOUS FRAME (BEACONS) IN WIRELESS LOCAL mesh-NETWORK |
RU2504926C1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | HYBRID mesh NETWORK FOR DISTRIBUTED USERS |
RU2541194C2 (en) * | 2010-06-14 | 2015-02-10 | Интел Корпорейшн | Beacon transmission methods in directional wireless communication networks |
RU2598860C2 (en) * | 2013-06-17 | 2016-09-27 | Интел Корпорейшн | Improved technology of preventing conflicts for wireless communication systems |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5371734A (en) * | 1993-01-29 | 1994-12-06 | Digital Ocean, Inc. | Medium access control protocol for wireless network |
EP0639929A1 (en) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for hybrid channel assignment in a mobile radio system |
WO1997015995A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-05-01 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus of assigning and sharing channels in a cellular communication system |
US6240079B1 (en) * | 1994-09-27 | 2001-05-29 | Nokia Telecommunications Oy | Data transmission method in a TDMA mobile communication system |
US6445701B1 (en) * | 1998-10-09 | 2002-09-03 | Microsoft Corporation | Channel access scheme for use in network communications |
RU2195789C2 (en) * | 1997-05-13 | 2002-12-27 | Нокиа Нетворкс Ой | Process of data transmission with packet switching |
RU2199834C2 (en) * | 1997-08-12 | 2003-02-27 | Нокиа Мобайл Фоунс Лтд. | Mobile radio communication protocol transmission from one point to plurality of points |
US6650655B2 (en) * | 1997-09-29 | 2003-11-18 | Nokia Corporation | Allocation of data transmission resources between different networks |
RU2282943C2 (en) * | 2001-02-09 | 2006-08-27 | Нокиа Корпорейшн | Improved method and device for transferring information in packet radio communication service |
RU2292665C2 (en) * | 2000-03-08 | 2007-01-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method for inter-system transfer of service between base stations |
-
2007
- 2007-07-09 RU RU2007126194/09A patent/RU2350024C1/en active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5371734A (en) * | 1993-01-29 | 1994-12-06 | Digital Ocean, Inc. | Medium access control protocol for wireless network |
EP0639929A1 (en) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for hybrid channel assignment in a mobile radio system |
US6240079B1 (en) * | 1994-09-27 | 2001-05-29 | Nokia Telecommunications Oy | Data transmission method in a TDMA mobile communication system |
WO1997015995A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-05-01 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus of assigning and sharing channels in a cellular communication system |
RU2195789C2 (en) * | 1997-05-13 | 2002-12-27 | Нокиа Нетворкс Ой | Process of data transmission with packet switching |
RU2199834C2 (en) * | 1997-08-12 | 2003-02-27 | Нокиа Мобайл Фоунс Лтд. | Mobile radio communication protocol transmission from one point to plurality of points |
US6650655B2 (en) * | 1997-09-29 | 2003-11-18 | Nokia Corporation | Allocation of data transmission resources between different networks |
US6445701B1 (en) * | 1998-10-09 | 2002-09-03 | Microsoft Corporation | Channel access scheme for use in network communications |
RU2292665C2 (en) * | 2000-03-08 | 2007-01-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method for inter-system transfer of service between base stations |
RU2282943C2 (en) * | 2001-02-09 | 2006-08-27 | Нокиа Корпорейшн | Improved method and device for transferring information in packet radio communication service |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2408167C1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-12-27 | Автономная некоммерческая организация "Научно-исследовательский институт СИТРОНИКС" (АНО "НИИ СИТРОНИКС") | METHOD OF RELIABLE DISTRIBUTION OF SYNCHRONOUS FRAME (BEACONS) IN WIRELESS LOCAL mesh-NETWORK |
RU2541194C2 (en) * | 2010-06-14 | 2015-02-10 | Интел Корпорейшн | Beacon transmission methods in directional wireless communication networks |
RU2504926C1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | HYBRID mesh NETWORK FOR DISTRIBUTED USERS |
WO2014046570A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Hybrid mesh network for distributed users |
RU2598860C2 (en) * | 2013-06-17 | 2016-09-27 | Интел Корпорейшн | Improved technology of preventing conflicts for wireless communication systems |
US9906979B2 (en) | 2013-06-17 | 2018-02-27 | Intel Corporation | Apparatus, system and method of communicating an authentication request frame |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007126194A (en) | 2009-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8446893B2 (en) | Enhanced coexistence beacon protocol (ECBP) for precise intercell synchronization of overlapping wireless base stations | |
US7804842B2 (en) | Carrier sense multiple access method and wireless terminal apparatus | |
KR101233259B1 (en) | Methods and apparatus for using multiple connection identifiers based on traffic requirements | |
KR101219489B1 (en) | Methods and apparatus for using connection identifiers having different priorities at different times | |
US20070133496A1 (en) | Resource allocation in a wireless network | |
KR20080083296A (en) | Apparatus and method for controlling channel switching in a wireless network | |
CN101188816A (en) | Relay method, relay system, and relay device | |
US20080170544A1 (en) | Method of transmitting between two nodes | |
US20020155839A1 (en) | Allocation of control channel in a communication system | |
KR20080096550A (en) | Method, Device and Terminal for Physical Layer Random Access in Wideband TD Mobile Communication System | |
EP1378094A2 (en) | Inreasing link capacity via concurrent transmissions in centralized wireless lans | |
CN101150825A (en) | A method, system, base station and terminal for detecting interfering neighbors | |
KR20010098952A (en) | A method for assigning resources in a shared channel, a corresponding mobile terminal and a corresponding base station | |
US7453846B2 (en) | Method for sharing hybrid resources in a wireless independent network, a station for the method, and a data format for the method and the station | |
US7123624B1 (en) | System and method for single-point to fixed-multipoint data communication | |
WO2008133453A1 (en) | Method for spectrum collaboration in dynamic frequency-hopping wireless regional area network | |
US7227855B1 (en) | Resource allocation in a wireless network | |
RU2350024C1 (en) | Method of allocation of time intervals in radio communication network channels | |
RU2504926C1 (en) | HYBRID mesh NETWORK FOR DISTRIBUTED USERS | |
CA2529723A1 (en) | System and method for single-point to fixed-multipoint data communication | |
WO2003013078A9 (en) | Dynamic assignment of harware resources in a base station for the transmission of paging messages | |
EP1413097B1 (en) | Resource allocation in a wireless network | |
Wu et al. | Integrated voice/data protocols for satellite channels | |
KR100245162B1 (en) | Call processing device of satellite communication system with reservation packet allocation adjustment function according to call volume | |
Leung | Packet reservation protocols for multichannel satellite networks |