Способ регулирования мощности передачи земных станций сети спутниковой связи, устройство регулирования мощности передачи земной станции и формирователь управляющего сигнала

Способ регулирования мощности передачи земных станций сети спутниковой связи, устройство регулирования мощности передачи земной станции и формирователь управляющего сигнала

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат заключается в повышении помехозащищенности, надежности и пропускной способности многоканальных систем связи. Для этого осуществляют регулировку мощности передачи земной станции, используя в качестве тестового сигнала информационный сигнал, и формируют управляющее воздействие в зависимости от качества работы соответствующего канала. Управляющий сигнал формируется благодаря задержке информационного сигнала с помощью линии задержки и его суммирование по модулю два с ретранслированным со спутниковой станции этим же информационным сигналом в сумматоре. С выхода формирователя управляющий сигнал воздействует на управляющий вход усилителя мощности передатчика. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

Предлагаемая группа изобретений объединена единым изобретательским замыслом, относится к области радиотехники и предназначена для систем спутниковой связи. Предлагаемые изобретения также могут быть использованы в радио, радиорелейной и тропосферной связи. Предлагаемые технические решения расширяют арсенал средств данного назначения.

Известен способ управления мощностью передачи земных станций сети спутниковой связи, реализованный в устройстве регулирования электрической мощности передачи в наземной станции системы спутниковой связи (см. патент JP 6052882, кл. 5 Н 04 В 7/155, 1997), заключающийся в том, что управление мощностью передатчиков каждой земной станции осуществляется по результатам сравнения уровней радиомаякового сигнала, сформированного на станции спутниковой связи, и возращенного спутником тестового сигнала, передаваемого каждой из земных станций через станцию спутниковой связи.

Недостатками данного способа являются низкая помехозащищенность сети, обусловленная тем, что при наличии внешней помехи на одной из земных станций необходимо увеличение мощности ее передатчика. Это, в свою очередь, приводит к нарушению работы других линий, образованных станциями спутниковой связи за счет эффекта подавления сильным сигналом более слабых. Известный способ имеет также относительно низкую пропускную способность сети спутниковой связи, вызванную необходимостью размещения на спутнике специального радиомаяка для работы сети и выделения частотного ресурса для него и для тестовых сигналов земных станций.

Также известен способ управления мощностью земных станций сети спутниковой связи, реализованный в устройстве регулировки мощности передачи в наземной станции системы спутниковой связи (см. патент JP 6066719, кл. 5 Н 04 В 7/15, 1997), заключающийся в том, что управление мощностью передатчика каждой из земных станций осуществляется по результатам сравнения уровней радиомаякового и возращенного спутником пилот-сигнала и тестового сигнала, передаваемых земной станцией на спутник по отдельности или вместе.

Недостатками данного способа являются относительно низкая помехозащищенность и пропускная способность, а также значительные отличия уровней сигналов на входе станции спутниковой связи из-за возможных флуктуации сигналов радиомаяка спутниковой связи, приводящих к отличающимся уровням его сигнала в приемном тракте каждой из земных станций. Кроме того, в известном способе необходим дополнительный частотный ресурс для передачи земными станциями пилот-сигналов.

Известно устройство регулирования мощности передачи (см. патент JP 5076211, кл. 5 Н 04 В 1/04, 1996), состоящее из двух ветвей, одна из которых включает детектор, два усилителя и схему регулировки усиления и является обратной связью по усилению, а вторая, состоящая из двух детекторов, амплитудного ограничителя, усилителя и компаратора, предназначена для устранения искажений при превышении уровня входного сигнала над заданным порогом.

Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность в силу того, что обработка сигналов амплитудной модуляции и задание минимальной мощности передачи определяется не только уровнем входного сигнала, но и зависит от уровня шумов на входе устройства.

Также известно устройство регулирования мощности передачи в наземной станции системы спутниковой связи (см. патент JP 6052882, кл. 5 Н 04 В 7/155, 1997), включающее первый приемник, принимающий радиомаяковый сигнал от космической станции, передатчик сигнала на космическую станцию, второй приемник, который принимает ответный сигнал от передатчика, устройство регулирования выходного уровня сигнала, содержащее, блок контроля отклонения АЧХ, блок коррекции и регулятор уровня.

Недостатками данного устройства являются относительная низкая точность регулировки из-за управления мощностью передачи земных станций по тестовым сигналам, не всегда адекватно связанных с качеством информационных сигналов, а также относительно низкая пропускная способность сети, связанная с тем, что формирование специальных тестовых сигналов требует дополнительного ресурса.

Известен формирователь управляющего сигнала (см. авторское свидетельство СССР 4641950, кл. 5Н 03 G 3/20, 1991. Устройство автоматической регулировки усиления), состоящее из усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, амплитудного детектора, коммутатора, двухпорогового компаратора, реверсивного счетчика, дешифратора, блока преобразования кода в унитарный, блока оптопар, генератора тактовых импульсов, блока переменных резисторов, блока транзисторных ключей, источника напряжения, инвертора, светоизлучателей, резисторов и фотоприемников.

Недостатками известного устройства являются относительно низкая надежность, из-за дополнительного введения большого количества элементов, и относительно низкая помехозащищенность, связанная с тем, что даже при отсутствии сигнала на выходе устройства происходит усиление шумов.

Также известен формирователь управляющего сигнала (см. авторское свидетельство СССР 4677184, кл. 5 Н 03 G 3/20, 1991. Устройство автоматической регулировки усиления), состоящее из усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, амплитудного детектора, дискретизатора, генератора тактовых импульсов, двух амплитудных селекторов, линии задержки, ключа, компаратора, реверсивного счетчика.

Недостатками данного устройства являются низкая точность регулирования относительно информационного сигнала, а также относительно низкая помехозащищенность, связанная с усилением шумов при отсутствии сигнала на входе устройства.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является способ управления мощностью земных станций, реализованный в системе управления мощностью земных станций сети спутниковой связи (см. патент US 4910792, кл. Н 04 В 7/185, 1997), в котором сеть спутниковой связи содержит, по крайней мере, одну спутниковую станцию, ретранслирующую сигналы земных станций, и несколько земных станций, одна из которых принимается за базовую. Способ заключается в том, что на базовой станции формируют тестовый сигнал и передают его на спутниковую станцию, где измеряют и запоминают уровень принятого сигнала с базовой станции и принимают его за опорный. На каждой земной станции формируют тестовые сигналы и передают сформированные тестовые сигналы на спутниковую станцию. На спутниковой станции измеряют уровень принятых тестовых сигналов и предают на каждую земную станцию два (свой и опорный) зафиксированных на спутниковой станции уровня тестовых сигналов. Соответствующие земные станции принимают их и сравнивают на каждой земной станции уровни собственного и опорного тестовых сигналов, формируют управляющий сигнал, по которому регулируют мощность каждой земной станции до тех пор, пока указанная разница между уровнями собственного и опорного сигналов не станет равна нулю.

Однако способ-прототип имеет недостатки: - относительно высокая вероятность ухудшения качества связи при изменении нагрузки на входе спутниковой станции. Это объясняется тем, что увеличение входной нагрузки приводит к перераспределению выходной мощности передачи спутниковой станции между излучаемыми сигналами, а следовательно, мощность передачи спутниковой станции, приходящаяся на каждую земную станцию уменьшается, что ухудшает качество связи между земными станциями, а в худшем случае, может стать причиной блокировки обслуживания пользователей сети спутниковой связи; - относительно низкая помехозащищенность и надежность сети спутниковой связи. Это обусловлено тем, что при воздействии помех на тестовый сигнал базовой станции или при ее отказе сеть может прекратить работу, а управление мощностью передачи земных станций по тестовым сигналам, разнесенных по частоте или времени от информационных сигналов, не всегда адекватно связана с качеством информационных сигналов; - относительно низкая пропускная способность сети, связанная с тем, что формирование специальных тестовых сигналов задействует дополнительный частотный и энергетический ресурсы.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство земных станций сети спутниковой связи, реализованное в системе спутниковой связи (см. патент РФ 2090003, кл. 6 Н 04 В 7/185, 1997), состоящее из приемопередающей антенны, вход которой подключен к выходу передатчика, а ее выход подключен к входу радиоприемника. Выход радиоприемника подключен к первому входу аппаратуры временного объединения и разделения, второй вход которой является информационным входом устройства. Первый выход аппаратуры временного объединения и разделения соединен одновременно с входом передатчика и входом линии задержки, выход которой соединен с первым входом сумматора по модулю два. Выход сумматора по модулю два является информационным выходом устройства, а второй его вход соединен со вторым выходом аппаратуры временного объединения и разделения.

По сравнению с аналогами устройство-прототип обеспечивает повышение помехозащищенности и уменьшение используемого частотного ресурса.

Однако устройство-прототип имеет недостатки: - отсутствие возможности оценки качества связи для управления мощностью передачи сигналов в земной станции; - невозможность регулирования мощности передачи земной станцией с учетом качества связи.

Наиболее близким к предлагаемому формирователю является формирователь управляющего сигнала (см. авторское свидетельство СССР 4620478, кл. 5 Н 03 G 3/20, 1991. Устройство автоматической регулировки усиления), содержащий регулируемый усилитель, детектор, первый, второй и третий компараторы, первый и второй одновибраторы, линию задержки, ключ, первый и второй элементы И, генератор тактовых импульсов и реверсивный счетчик. Вход регулируемого усилителя является информационным, а его выход подключен к выходу схемы и входу детектора. Выход детектора подключен к входам первого, второго и третьего компараторов. Выход третьего компаратора подключен к входу второго одновибратора, выход которого соединен с входом линии задержки. Выходы линии задержки и второго компаратора подключены соответственно к первому и второму входам ключа, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И. Второй вход второго элемента И подключен к выходу первого одновибратора. Первые входы первого и второго элементов И подключены к выходу генератора тактовых импульсов. Выходы первого и второго элементов И соответственно подключены к первому и второму входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя.

По сравнению с аналогами формирователь-прототип имеет более высокую помехозащищенность.

Однако формирователь-прототип имеет недостатки: - невысокая точность регулирования относительно информационного сигнала, так как регулирование мощности осуществляется не по оценке качества сигнала, а по измерению его входного уровня; - ограниченная область применения, связанная с обработкой только низкочастотных сигналов.

Целью предлагаемого способа является разработка способа управления мощностью передачи земных станций сети спутниковой связи, обладающего более высокой помехозащищенностью, надежностью, пропускной способностью с обеспечением требуемого качества информационных каналов сети спутниковой связи.

Целью предлагаемого устройства является разработка устройства регулирования мощности передачи земных станций сети спутниковой связи, обладающего высокой точностью регулирования и пропускной способностью при одновременном обеспечении требуемого качества информационных каналов сети спутниковой связи.

Целью предлагаемого формирователя является разработка формирователя управляющего сигнала, обладающего более высокой точностью регулирования при обеспечении требуемого качества информационного сигнала, имеющего более широкую область применения.

В предлагаемом способе поставленная цель достигается тем, что в известном способе регулирования мощности передачи земных станций сети спутниковой связи, заключающимся в том, что на каждой земной станции формируют тестовый сигнал, передают от земных станций тестовые сигналы на спутниковую станцию, ретранслируют их на земные станции, принимают ретранслированные тестовые сигналы соответствующими земными станциями, на каждой земной станции формируют управляющий сигнал, по которому регулируют мощность передачи, предварительно для сети спутниковой связи устанавливают минимальный k_min и максимальный k_max коэффициенты качества канала связи на заданном интервале времени t_измер. Сформированный на каждой земной станции тестовый сигнал задерживают на время прохождения его до спутниковой станции и обратно. Сигнал управления мощностью передатчиком каждой земной станцией формируют путем побитового сложения по модулю два принятого ретранслированного и задержанного тестового сигналов. Вычисляют текущий коэффициент качества канала связи k_тек путем подсчета количества несовпадающих элементов между принятым ретранслированным и задержанным тестовыми сигналами. Сравнивают вычисленный коэффициент качества канала связи с ранее установленными минимальным и максимальным коэффициентами качества канала связи, при выполнении условия k_тек>k_max или k_тек<k _{формируют управляющий сигнал соответственно на уменьшение или на увеличение мощности передачи, причем процесс управления мощностью передачи осуществляют до достижения условия kmin<k<k. В качестве тестового сигнала на каждой земной станции используют ее информационный сигнал.}

Благодаря новой совокупности существенных признаков, обеспечивающей постоянный контроль качества работы всех линий спутниковой связи, входящих в общую сеть связи, и формирование управляющего воздействия, учитывающего индивидуальное состояние работы каждой линии, достигается оптимальное перераспределение мощности спутникого ретранслятора в условиях возможных изменений общей нагрузки на его входе. При таком управлении мощностью передачи земных станций сети спутниковой связи обеспечивается более высокая помехозащищенность, надежность, пропускная способность с обеспечением требуемого качества информационных каналов сети спутниковой связи.

В предлагаемом устройстве поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве земных станций сети спутниковой связи, содержащем передатчик, выход которого подключен к входу приемопередающей антенны, выход которой подключен к входу радиоприемника, элемент линии задержки, вход которой подключен к входу передатчика, а выход подключен к первому входу сумматора по модулю два, дополнительно введены формирователь управляющего сигнала, выход которого подключен на управляющий вход передатчика, а вход подключен к выходу сумматора по модулю два, радиоприемник тестового сигнала, вход которого подключен к выходу приемопередающей антенны, а выход ко второму входу сумматора по модулю два, причем выход радиоприемника и вход передатчика являются соответственно информационным выходом и информационным входом устройства.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, обеспечивающей постоянный контроль качества работы линии спутниковой связи при управлении мощностью передачи земной станций сети спутниковой связи, обеспечивается высокая точность регулирования, пропускная способность с обеспечением требуемого качества информационных каналов сети спутниковой связи.

В предлагаемом формирователе поставленная цель достигается тем, что в известном формирователе управляющего сигнала, содержащем генератор тактовых импульсов, первый и второй одновибраторы, дополнительно введены, входной элемент, анализатор ошибок, блок разрешения, блок синхронизации, блок памяти, блок оценки состояния, формирователь порогов оценки качества, коммутатор, формирователь кода, формирователь начального кода, и блок установки начального состояния. Первый выход блока установки начального состояния подключен к установочному входу блока памяти, запускающему входу коммутатора, и к обнуляющему входу формирователя кода. Второй выход блока установки начального состояния подключен к разрешающему входу формирователя кода. Установочный вход формирователя кода подключен к выходу формирователя начального кода. Выход формирователя порогов оценки качества подключен к установочному входу блока оценки состояния, информационный вход которого подключен к выходу блока памяти. Тактовый вход блока памяти подключен к первому выходу блока синхронизации. Второй выход блока синхронизации подключен к входу второго одновибратора и к разрешающим входам блока памяти и коммутатора. Информационный вход коммутатора подключен к выходу блока оценки состояния. Первый и второй выходы коммутатора подключены соответственно к информационному и переключающему входам формирователя кода. Выход второго одновибратора подключен к разрешающему и обнуляющему входам соответственно блока разрешения и анализатора ошибок. Выход анализатора ошибок подключен к информационному входу блока памяти. Выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам блока синхронизации, входного элемента, и блока разрешения. Выход блока разрешения подключен к входу первого одновибратора, выход которого подключен к разрешающим входам анализатора ошибок, блока синхронизации, и входного элемента. Выход входного элемента подключен к информационному входу анализатора ошибок. Информационный вход входного элемента и выход формирователя кода являются соответственно входом и выходом формирователя управляющего сигнала.

Благодаря новой совокупности существенных признаков обеспечивающей постоянную оценку качества информационного сигнала повышается точность регулирования.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественны всем признакам предлагаемого технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие предлагаемой группы изобретений условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками предлагаемой группы изобретений, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками предлагаемой группы изобретений преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, предлагаемая группа изобретений соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Предлагаемая группа изобретений поясняется следующими чертежами: фиг.1 - структура сети спутниковой связи; фиг.2 - зависимость погрешности измерений от выборки измерений; фиг.3 - временные эпюры, поясняющие предложенный способ; фиг. 4 - структурная схема устройства регулирования мощности передачи земной станции сети спутниковой связи; фиг.5 - структурная схема формирователя управляющего сигнала; фиг.6 - структурная схема входного элемента; фиг.7 - структурная схема анализатора ошибок; фиг.8 - структурная схема блока памяти; фиг.9 - структурная схема блока оценки состояния; фиг.10 - структурная схема блока синхронизации; фиг.11 - структурная схема формирователя порогов оценки качества, фиг.12 - структурная схема формирователя кода; фиг.13 - структурная схема коммутатора; фиг.14 - структурная схема формирователя начального кода; фиг.15 - структурная схема блока установки начального состояния; фиг.16 - структурная схема блока разрешения.

Реализуемость предлагаемого способа объясняется следующим. В системах связи с многостанционным доступом (преимущественно многостанционным доступом с частотным разделением сигналов) качество связи между корреспондирующими абонентскими станциями определяется энергетическими параметрами линий, зависящими от мощности передачи абонентских и базовой станций, распределением выходной мощности базовой станции между всеми работающими абонентскими станциями, коэффициентами усиления антенно-фидерных устройств и шумовыми характеристиками приемных трактов как абонентских, так и базовой станции, способом обработки сигналов, степенью поглощения радиоволн в среде распространения.

В свою очередь распределение мощности передачи базовой станции зависит от числа работающих через нее абонентских станций и от мощности сигналов, принимаемых от каждой абонентской станции (см., например, Военные системы радиорелейной и тропосферной связи / Под ред. Е.А. Волкова. -Л.: ВАС, 1982, с.362), т.е.: где Р_вхi - мощность сигнала на входе базовой станции от i-й абонентской станции, P_выхБС - выходная мощность передачи базовой станции, P_БСi - мощность базовой станции, расходуемая на излучение сигнала i-й абонентской станции, n - количество одновременно работающих абонентских станций (для МДЧР).

При изменении этих факторов качество связи между отдельными абонентскими станциями будет изменяться. В частности, эти изменения могут привести к ухудшению качества связи в некоторых радиолиниях. Для восстановления требуемого качества связи в этих условиях необходимо оптимальное регулирование передающих мощностей абонентских станций. Оптимальность регулирования заключается в необходимости одновременного учета, с одной стороны, требуемого качества связи между корреспондирующими абонентскими станциями, с другой стороны, возможно более равномерного распределения передающей мощности базовой станции между всеми работающими абонентскими станциями. Последнее требование определяется тем, что при существенно неравномерном распределении мощности передачи базовой станции возможно взаимное подавление одновременно работающих станций. Степень подавления более слабых сигналов сильными характеризует коэффициент подавления К_П, определяемый выражением: (см. , например, Справочник по спутниковой связи и вещанию / Под ред. Л. Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997, с.94).

Возможность регулирования мощности передачи дополнительно ограничивается максимальной эквивалентно излучаемой мощностью базовой станции.

Таким образом, требуемое качество работы всей системы возможно за счет приемлемого распределения мощности передачи базовой станции между всеми работающими корреспондирующими абонентскими станциями при одновременном контроле качества связи между ними.

Эти требования реализованы в предложенном способе регулирования мощности передачи земных станций сети спутниковой связи. Процесс регулировки передающей мощности абонентских станций можно проиллюстрировать на примере системы спутниковой связи, обобщенная схема которой показана на фиг.1. Система включает спутниковую станцию (базовая станция), которая в общем случае может представлять одноствольный ретранслятор связи с многостанционным доступом без обработки сигналов на борту с частотным разделением каналов (МДЧР) и совокупность n наземных корреспондирующих земных станций (абонентские станции).

При организации связи на каждой земной станции предварительно устанавливают минимальный и максимальный коэффициенты качества канала связи k_min, k_max. В цифровых системах передачи качественные показатели каналов задаются, как правило, в виде критерия качества - ошибка на бит (см., например, Справочник по спутниковой связи и вещанию / Под ред. Л. Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997, с.85), которая определяется как коэффициент ошибки k_тек и является текущим коэффициентом качества канала связи: k_тек=К_НП/К_ОП, (1) где К_НП - число неправильно принятых символов. К_ОП - общее число переданных символов. Экспериментальные исследования, результаты которых приведены на фиг.2, показывают, что для того, чтобы погрешность измерения вероятности появления единичного символа не превышала 10% при нормальном распределении ошибок выборка измерений должна быть N20. Значения коэффициентов качества канала связи k_min и k_max находятся экспериментально, заранее по формулам: где где - среднее арифметическое элементов выборки, _к - выборочная дисперсия, k_текi - элементы выборки.

После вхождения в связь между корреспондирующими земными станциями осуществляется информационный обмен цифровыми последовательностями (см., например, фиг.3а), где F - биты защитного интервала, СК - биты восстановления тактовой синхронизации, SIF - биты служебной информации, IF - биты информационного сообщения.

На каждой земной станции формируют тестовый сигнал. Причем в предлагаемом способе в качестве тестового сигнала используется ее же информационный сигнал (фиг.3б). Тестовые сигналы на частотах передачи i, излучают антеннами земных станций в сторону спутниковой станции с определенным уровнем мощности передачи Р_0i. Одновременно сформированный на каждой земной станции тестовый сигнал задерживают на время его прохождения до спутниковой станции и обратно t_задерж (фиг.3г).

Тестовые сигналы от всех наземных станций на соответствующих частотах поступают на вход ретранслятора, где их усиливают и ретранслируют в сторону соответствующей земной станции на частоте ее приема f_i'.

Таким образом, на каждой земной станции одновременно получают ретранслированный от спутниковой станции тестовый сигнал и соответствующий ему задержанный тестовый сигнал. С использованием этих двух сигналов на каждой земной станции формируют управляющий сигнал, по которому регулируют мощность передачи. Для этого принятый ретранслированный тестовый сигнал (фиг.3в, на которой заштрихованы биты, которые могут быть приняты неправильно) складывают по модулю два с задержанным тестовым сигналом (фиг.3г). При совпадении двух бит в складываемых последовательностях суммарный бит принимает значение "0", а при их несовпадении - "1". На интервале измерения t_измер подсчитывают количество несовпадающих элементов К_НП в суммарной последовательности, содержащей К_ОП символов, т.е. количество "1" (см. фиг.3д). После чего вычисляют k_тек по формуле (1). Вычисленный k_тек сравнивают с ранее установленными k_min и k_max. При выполнении условия k_тек>k_max или k_тек< k_min формируют управляющий сигнал соответственно на уменьшение или на увеличение мощности передачи. Управляющий сигнал, в частности, может формироваться в каждом цикле в виде единичного импульса положительной полярности с постоянной длительностью _упр и амплитудой U_упр (см., например, фиг.3е) при условии, что k_тек<k_{, отрицательной полярности с такой же амплитудой при kтек>kmax, и Uyпp=0 при выполнении условия: kmin<k<k. (2) Воздействие управляющего импульса в данном цикле измерений обуславливает дискретное увеличение (уменьшение) мощности передачи абонентских станций. В следующем цикле измерений при невыполнении условия (2) повторно формируют управляющий сигнал и т. д. В текущем интервале измерений мощность передачи земных станций не изменяется. Соответствующее регулирование по результатам оценки качества канала связи выполняют по окончании временного интервала tизмер. Следующее измерение начинается по окончании длительности управляющего импульса. Процесс управления мощностью передачи осуществляют до достижения условия (2). Учитывая, что на всех земных станциях устанавливают единые значения kmin и kmax, на входе спутниковой станции уровни сигналов от различных станций будут отличаться и, следовательно, после их усиления на выходе спутниковой станции это различие будет увеличиваться, т.е. происходит перераспределение мощности передачи спутниковой станции в пользу радиолиний с наиболее неблагоприятным значением kтек до начала регулирования.}

Устройство регулирования мощности передачи земной станции спутниковой связи, показанное на фиг.4, содержит передатчик 1, приемопередающую антенну 2, радиоприемник 3, формирователь управляющего сигнала 4. Выход передатчика 1 подключен к входу приемопередающей антенны 2, выход которой подключен к входу радиоприемника 3. Выход формирователя управляющего сигнала 4 подключен к управляющему входу передатчика 1. Вход передатчика 1 и выход радиоприемника 3 являются соответственно информационным входом и выходом устройства. В устройство дополнительно введены радиоприемник тестовых сигналов 5, сумматор по модулю два 6 и линия задержки 7. Вход линии задержки 7 подключен к информационному входу передатчика 1. Первый и второй входы сумматора по модулю два 6 подключены соответственно к выходам линии задержки 7 и радиоприемника тестовых сигналов 5. Выход сумматора по модулю 6 подключен к входу формирователя управляющего сигнала 4. Вход радиоприемника тестовых сигналов 5 подключен к выходу приемопередающей антенны 2.

Входящие в общую структуру устройства регулирования мощности передачи элементы являются типовыми и могут быть технически реализованы в настоящее время при использовании имеющейся элементной базы.

В качестве приемопередающей антенны 2 могут быть использованы любые известные остронаправленные параболические антенны, например, описанные в справочнике: Спутниковая связь и вещание / Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997, с. 397-409. Приемопередающая антенна используется совместно с дуплексирующим устройством, которое на фиг.4 не показано. Такие устройства известны (см., например, справочник: Спутниковая связь и вещание / Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997, с. 397-409) и обеспечивают ведение передачи и приема одновременно через один и тот же облучатель антенны при различных частотах передачи.

Радиоприемник 3 и радиоприемник тестового сигнала 5 являются типовыми радиоприемными устройствами, описанными, например, в книге: Военные системы радиорелейной и тропосферной связи / Под ред. Е.А. Волкова. - Л.: ВАС, 1982, с.388-389).

В качестве передатчика 1 может быть использован любой известный передатчик, включающий возбудитель 1.1 и усилитель мощности 1.2 с регулируемым коэффициентом усиления. Общие схемы таких передатчиков известны и описаны, например, в книге: Военные системы радиорелейной и тропосферной связи / Под ред. Е. А. Волкова. - Л.: ВАС, 1982, с.382 - 388. Также известны усилители мощности с регулируемым коэффициентом усиления, см., например, Патент РФ 2115275 на изобретение "Резервированный усилитель".

В качестве сумматора по модулю два 6 может быть использован сумматор, описанный в книге: В.А. Батушев, В.Н. Вениаминов, В.Г. Ковалева и др. Микросхемы и их применение. - М.: Энергия, 1978, с.178-180.

Линия задержки 7 может быть реализована путем применения двоично-дискретной линии задержки, описанной в книге: Антенны. Сборник статей. Вып.26 / Под ред. А.А. Пистолькорса. - М.: Связь, 1978, с.170-120.

Формирователь управляющего сигнала 4 предназначен для дискретного управления мощностью передачи в зависимости от качества связи и будет описан ниже.

Устройство регулирования мощности передачи земных станций сети спутниковой связи работает следующим образом.

Предварительно на земной станции сети спутниковой связи в блоке управления мощностью передачи устанавливают минимальный k_min и максимальный k_max коэффициенты качества канала связи на заданном интервале времени t_измер.

На земной станции формируют тестовый сигнал, причем в качестве тестового сигнала используется ее же информационный сигнал (фиг.3б). Информационный сигнал с входа устройства одновременно поступает на линию задержки 7 и возбудитель 1.1. В возбудителе 1.1 осуществляется перенос сигнала в диапазон рабочих частот. Сформированный сигнал СВЧ усиливается в усилителе мощности 1.2 до уровня, необходимого для работы, и поступает через дупликсирующее устройство в антенну 2, где излучается в сторону спутниковой станции.

СВЧ сигнал от корреспондента через спутниковую станцию поступает в антенну 2 земной станции и через дупликсирующее устройство в приемный тракт, где осуществляется предварительное усиление, селекция СВЧ радиосигналов и их демодуляция. Полученный сигнал поступает на информационный выход устройства.

После вхождения в связь между корреспондирующими земными станциями осуществляется информационный обмен цифровыми последовательностями (см., например, фиг.3а).

Одновременно свой СВЧ сигнал, ретранслированный спутниковой станцией, поступает через антенный тракт в приемник тестовых сигналов 5, являющийся типовым приемником, настроенным на частоту приема корреспондента. После преобразований в приемнике информационный сигнал поступает на второй вход сумматора по модулю два 6, на первый вход которой поступает задержанный информационный сигнал, где происходит их побитовое сложение.

При совпадении двух бит в складываемых последовательностях суммарный бит принимает значение "0", а при их несовпадении - "1". На интервале измерения t_измер подсчитывают количество несовпадающих элементов К_НП в суммарной последовательности, содержащей К_ОП символов, т.е. количество "1" (см. фиг. 3д). После чего вычисляют k_тек по формуле (1). Вычисленный k_тек сравнивают с ранее установленными k_min и k_max При выполнении условия k_тек>k_max или k_тек<k _{формируют управляющий сигнал соответственно на уменьшение или на увеличение мощности передачи. Управляющий сигнал, в частности, может формироваться в каждом цикле в виде единичного импульса положительной полярности с постоянной длительностью упр и амплитудой Uупр (см., например, фиг. 3е) при условии, что kтек<k отрицательной полярности с такой же амплитудой при kтек>kmax, и U=0 при выполнении условия (2).}

Воздействие управляющего импульса в данном цикле измерений обуславливает дискретное увеличение (уменьшение) мощности передачи земной станции. В следующем цикле измерений при невыполнении условия (2) повторно формируют управляющий сигнал и т. д. В текущем интервале измерений мощность передачи земной станции не изменяется. Соответствующее регулирование по результатам оценки качества канала связи выполняют по окончании временного интервала t_измер. Следующее измерение начинается по окончании длительности управляющего импульса. Процесс управления мощностью передачи осуществляют до достижения условия (2).

Формирователь управляющего сигнала, показанный на фиг.5, содержит генератор тактовых импульсов 3, первый 4 и второй 13 одновибраторы, дополнительно введены, входной элемент 1, анализатор ошибок 2, блок разрешения 14, блок синхронизации 5, блок памяти 6, блок оценки состояния 7, формирователь порогов оценки качества 8, коммутатор 9, формирователь кода 10, формирователь начального кода 11 и блок установки начального состояния 12. Первый выход блока установки начального состояния 12 подключен к установочному входу блока памяти 6, запускающему входу коммутатора 9, и к обнуляющему входу формирователя ко